HogyanLED stadion világításEnergiaköltségeket takarít meg
Absztrakt:Az energiafelhasználás a sportlétesítmények jelentős működési kiadását jelenti. A LED{1}}alapú stadionvilágítási rendszerekre való átállás közvetlen módszer ennek a pénzügyi tehernek a csökkentésére. Ez az elemzés részletezi azokat a mechanizmusokat, amelyeken keresztül a LED technológia energiamegtakarítást ér el, működési adatokkal és összehasonlító pénzügyi modellekkel alátámasztva. A vita felöleli az alapvető hatékonysági előnyöket, az intelligens vezérlések szerepét, a hosszú távú teljesítmény-konzisztenciát, valamint a befektetések megtérülésének számítási keretét a létesítménykezelők számára.
1. Az energiacsökkentés alapvető mechanizmusaiLED stadion világítás
A primer energia megtakarítás aLED stadion lámpáka kiváló fényhatékonyságból és a precíz optikai vezérlésből fakad. A fényhatékonyság méri a fénykibocsátást (lumen) a bemeneti elektromos teljesítmény egységére (watt). A stadionalkalmazások modern LED-es lámpatestei jellemzően 130-150 lumen/watton teljesítményt érnek el. Ezzel szemben a sportvilágításban használt hagyományos fémhalogén lámpák 80-100 lumen/watt tartományban működnek. Ez az alapvető különbség azt jelenti, hogy egy LED-rendszernek kevesebb wattra van szüksége ahhoz, hogy ugyanolyan vagy nagyobb megvilágítást hozzon létre a játékfelületen.
A másodlagos megtakarítási mechanizmus az elpazarolt fény kiküszöbölése. A LED-es lámpatestek fejlett optikát tesznek lehetővé precíz sugárformázással (pl. IV vagy V típusú elosztás). Ez biztosítja, hogy a generált lumen nagyobb százaléka kerül a célmezőbe, minimálisra csökkentve a fényszóródást a nem-létfontosságú területekre. A hagyományos széles-sugaras reflektorok gyakran jelentős területeket világítanak meg a terephatárokon túl, és funkcionális előnyök nélkül fogyasztják az energiát.
2. Az energiamegtakarítás számszerűsítése: összehasonlító elemzés
Az energiaköltség-megtakarítás mértéke változó, függ a létesítményhasználati szokásoktól, a helyi villamosenergia-díjaktól és az örökölt rendszer specifikációitól. A következő táblázat reprezentatív összehasonlítást ad egy közepes méretű egyetemi futballstadionon{1}}.
1. táblázat: Éves energiafogyasztás összehasonlítása - Fémhalogenid vs. LED rendszer
|
Paraméter |
Fémhalogenid rendszer (2000 W-os lámpatestek) |
LED rendszer (1200 W-os lámpatestek) |
Megjegyzések |
|---|---|---|---|
|
Teljes csatlakoztatott teljesítmény (kW) |
320 kW |
192 kW |
160 szerelvényt feltételez. A LED egyenértékű megvilágítást tart fenn 40%-kal alacsonyabb csatlakoztatott terhelés mellett. |
|
Becsült éves használati idő |
1200 óra |
1200 óra |
Játékokat, gyakorlatokat és eseményeket tartalmaz. |
|
Éves energiafogyasztás (kWh) |
384.000 kWh |
230 400 kWh |
Kiszámítva (teljesítmény kW) * (óra). |
|
Energiaköltség (0,12 USD/kWh) |
$46,080 |
$27,648 |
Közvetlen költségmegtakarítást mutat. |
|
Éves energiaköltség-megtakarítás |
- |
$18,432 |
40%-kal csökkenti a világítási energiafelhasználást. |
Ez az egyszerűsített modell kizárja a további megtakarításokat a csökkentett keresleti díjakból, amelyek a csúcsfogyasztáson alapuló díjak. A LED-rendszerek alacsonyabb pillanatnyi energiaigényükkel közvetlenül csökkentik ezt a csúcsot, ami további rezsicsökkentést eredményez.
3. A világításvezérlők és az adaptív rendszerek hatása
LED technológiaeleve kompatibilis a digitális vezérlőrendszerekkel, és további energiatakarékos{0}}stratégiákat tesz lehetővé, amelyek a fémhalogén lámpákkal nem valósíthatók meg. Ezek a vezérlők a világítást statikus segédprogramból dinamikus eszközzé alakítják.
A programozható fényerő-szabályozás lehetővé teszi a kezelők számára, hogy különböző megvilágítási szinteket állítsanak be a különböző tevékenységekhez. Az edzésekhez a teljes játékszintű lux 50-75%-ára lehet szükség. A közösségi eseményeknek talán még kevesebbre lesz szüksége. Ez a szemcsés vezérlés elkerüli a régebbi rendszerek bináris be/ki állapotát, jelentős halmozott megtakarítást eredményezve. Ezenkívül az ütemezés biztosítja, hogy a lámpák véletlenül se maradjanak üzemidőn kívül.
Egyes fejlett rendszerek integrálhatók műsorszóró berendezéssel, vagy fotocellákat használnak a valós idejű{0}}korrekciók elvégzésére. A fények tompíthatóak nappali eseményeken, elegendő természetes megvilágítás mellett, vagy kifejezetten a nem-sporteseményekhez használt területekre fókuszálhatnak, így elkerülhető az energiapazarlás az egész területen.
4. Hosszú távú-teljesítmény és karbantartási költség szinergiák
Az energiatakarékos{0}}előny egyLED rendszernem statikus; a kiváló lumenfenntartás miatt idővel megőrződik. Minden fényforrás fényértékcsökkenést tapasztal, ami a fénykibocsátás fokozatos csökkenését jelenti. A kiváló-minőségű LED-lámpatestek kezdeti teljesítményük (L90) több mint 90%-át 50 000 órán át vagy tovább fenntartják. A korrelált színhőmérséklet (CCT) szintén stabil marad.
A fémhalogén lámpák gyorsan amortizálódnak, és rövidebb élettartamuk (általában 5000-15 000 óra) első 40%-án belül gyakran elveszítik kezdeti teljesítményük 30{6}}40%-át. A szükséges világítási szabványok kompenzálása és fenntartása érdekében a létesítmények kezdetben gyakran túlvilágítanak, vagy idő előtt lecserélik a lámpákat, mindkettő növeli a hatékony energiafelhasználást. A LED-ek stabil teljesítménye biztosítja, hogy a tervezett energiahatékony teljesítményszint éveken át fennmaradjon, rejtett energiaköltség-csúszás nélkül.
A csökkentett karbantartási gyakoriság közvetlenül csökkenti az energiával kapcsolatos{0}}működési költségeket. A kevesebb lámpacsere kevesebb üzemanyag-fogyasztást jelent a szervizjármű-utakra, és kevesebb munkaórát fordít a lámpacserére, ami önmagában is szervezeti energiát fogyaszt.
5. A projekt-specifikus megtakarításainak és a befektetés megtérülésének kiszámítása
A létesítménykezelőknek sajátos paramétereik alapján kell értékelniük a megtakarításokat. Az alábbi keret a szükséges adatokat és számításokat ismerteti.
2. táblázat: Bemenetek a testreszabott LED-energia-megtakarítási elemzéshez
|
Adatbeviteli kategória |
Speciális paraméterek szükségesek |
Forrás |
|---|---|---|
|
A jelenlegi rendszer alapállapota |
Szerelvény típusa, mennyisége, egyedi teljesítmény, előtét veszteségi tényező (ha van), éves üzemóra. |
Létesítmény karbantartási nyilvántartások, közüzemi számlák. |
|
Javasolt LED rendszer |
Teljes csatlakoztatott terhelés (kW), tervezett megvilágítási szintek (lux/lábgyertyák). |
Gyártói specifikációk, fotometriai vizsgálat. |
|
Pénzügyi paraméterek |
Helyi villamosenergia-díj ($/kWh), közüzemi igény díjszerkezete, tervezett éves energiaköltség-emelkedés mértéke. |
Közüzemi számlák, közüzemi társaság. |
|
Működési tényezők |
Tervezett szabályozási stratégiák (sötétítési ütemezések, zónák). |
Létesítményi eseménynaptár. |
Az elemzésnek előrevetítenie kell az éves kWh megtakarítást, az éves költségmegtakarítást és az egyszerű megtérülési időt. Az átfogó életciklus-költségelemzés (LCCA) az elkerülhető karbantartási költségeket és a hosszabb élettartamot is figyelembe veszi.LED lámpatestek,teljesebb pénzügyi képet mutat, mint önmagában az energiamegtakarítás.
6. A közös végrehajtási kihívások kezelése
Érzékelt magas kezdeti költség.Az előzetes befektetés egyLED rendszermeghaladja a hasonló fémhalogén csere Megoldás: A pénzügyi értékelésnek a teljes tulajdonlási költségen (TCO) kell alapulnia. A finanszírozási lehetőségek, a közüzemi kedvezmények és az energiateljesítményre vonatkozó szerződések (EPC) mérsékelhetik a kezdeti tőkekiadást. A beruházás megtérülését a 2. és 4. szakaszban részletezett tartós energia- és karbantartási megtakarítások határozzák meg.
A műszaki teljesítmény és megfelelőség biztosítása.Aggodalomra ad okot, hogy a LED megfelel-e a szigorú függőleges megvilágítási és egységességi szabványoknak a nagy{0}}felbontású televíziós (HDTV) adásoknál. Megoldás: Egy képzett világítástervező által végzett fotometriai elemzés nem-tárgyalható. Ez a számítógépes szimuláció fixture{4}}specifikus IES-fájlokat használ a fényeloszlás modellezésére, bizonyítva, hogy a telepítés előtt megfelel az olyan szabványoknak, mint az IES RP-6 vagy az EN 12193.
Fogalmak szójegyzéke
Fényhatásosság:A kibocsátott fényáram (lumen) és a fényforrás által fogyasztott teljesítmény (watt) aránya. Mértékegysége: lm/W.
Lumen karbantartás (Lx):Annak mértéke, hogy egy fényforrás mennyire tartja fenn a fénykibocsátását az idő múlásával. Az L90 > 50 000 óra azt jelenti, hogy a lámpatest legalább 50 000 órán keresztül nem esik a kezdeti lumen 90%-a alá.
Igény szerinti díj:A villamosenergia-szolgáltatók által felszámított díj a legmagasabb villamosenergia-fogyasztás (kW-ban mért csúcsigény) alapján a számlázási időszakban.
Fotometriai vizsgálat:Számítógépes-világítási szimuláció, amely előrejelzi a megvilágítási szintet, az egyenletességet és a tükröződési mutatókat egy adott lámpatest elrendezéshez és célzáshoz.
Korrelált színhőmérséklet (CCT):Egy forrás által kibocsátott fény színmegjelenésének specifikációja, Kelvinben (K) mérve. A stadionvilágítás általában 4000K-5700K-t használ.
Hivatkozások és további irodalom
Illuminating Engineering Society (IES). *RP-6-20: Sport- és rekreációs terület világítása*. New York: IES, 2020. https://www.ies.org/standards/
Amerikai Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma.Energiamegtakarítási előrejelzés a szilárdtest{0}}világításra általános világítási alkalmazásokban. 2022. január. https://www.energy.gov/eere/ssl/ssl-előrejelzési-jelentések
Országos Világítási Hivatal (NLB).Világítási rendszerek életciklus-költségelemzése. https://www.nlb.org/
DesignLights Consortium (DLC).Minősített termékek listája (QPL) a hálózati világításvezérlőkhöz. https://www.designlights.org/qpl
https://www.benweilight.com/lighting-tube-bulb/78000lm-led-stadion-light-outdoor-400w-flood.html
