Меню

Экономические расчеты по внедрению освещения



Экономические расчеты по внедрению освещения

Генеральным направлением реконструкции систем освещения объектов бюджетной сферы является внедрение энергоэффективных светодиодных источников света, гибкого индивидуального управления источниками света в гибридных комплексах освещения. Решение данной проблемы тормозится высокой стоимостью светодиодных источников, аппаратуры автоматизированных систем, отсутствием методологии и технических решений построения гибких адаптивных систем автоматизированного управления сложными гибридными комплексами наружного освещения, а также ограниченностью бюджетных средств.

В работе предложен технико-экономический механизм эволюционной модернизации систем наружного освещения на основе возвратно-целевого финансирования проектов при повышении функционального резерва светодиодных источников света. Проведена оценка периодов окупаемости проектов модернизации систем уличного освещения на базе светодиодных источников света повышенной эксплуатационной надежности.

Целью исследования является оценка эффективности внедрения нового класса автоматизированных систем управления, обеспечивающих повышение эксплуатационной эффективности сложных комплексов наружного освещения, основанной на внедрении эффективных технических решений на основе технико-экономического механизма возвратно-целевого усиления бюджетного финансирования.

Подход к внедрению энергосберегающих проектов на основе технико-экономического механизма возвратно-целевого усиления бюджетного финансирования

Для реализации процесса модернизации системы освещения целесообразно организовать целевой фонд финансирования модернизации освещения.

Наполнение фонда целесообразно осуществлять за счет экономии денежных средств, образующейся вследствие повышения энергетической эффективности модернизируемого уличного освещения. Полученная экономия должна аккумулироваться в указанном целевом фонде. Аккумулированные средства фондов целевым образом направляются в рамках выполняемой программы на развитие работ по модернизации уличного освещения. При этом усиливается приток средств в соответствующий фонд модернизации уличного освещения.

Таким образом, можно постепенно увеличивать объемы работ по модернизации уличного освещения с перспективой реализации всех работ.

Правовая основа создания механизма возвратного целевого финансирования — Федеральный закон РФ от 23 ноября 2009 г. № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты российской федерации», регулирующий отношения по энергосбережению и повышению энергетической эффективности.

Повышение эффективности использования электрической энергии можно достичь на основе модернизации уличного освещения, которая состоит во внедрении автоматизированной системы диспетчерского управления уличным освещением с перспективой последовательного внедрения новых высокоэффективных источников света на базе светодиодов.

В силу сложившихся экономических условий объем первоначальных источников финансирования работ является ограниченным, поэтому для данного проекта предполагается усиление финансирования на основе использования существующего потенциала энергосбережения.

В основу усиления финансирования работ по модернизации системы уличного освещения целесообразно положить технико-экономический механизм возвратного целевого финансирования.

Общая схема возвратного целевого финансирования состоит в организации специализированной программы модернизации уличного освещения.

Целью создания распределенной автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) с гибкой итерационной структурой, с плавным регулированием яркости светильников уличного освещения является повышение энергетической эффективности, надежности и качества уличного освещения на основе централизованного автоматического и оперативно-диспетчерского управления режимами светодиодных источников света, предназначенных для освещения улиц, объектов и территорий городов и населенных пунктов, расположенных в районах с умеренно-холодным климатом.

Оценочный расчет модернизации системы уличного освещения

В целях анализа и обоснования направлений исследования необходимо производить оценочный расчет экономической эффективности модернизации системы уличного освещения, включающих внедрение АСДУ уличного освещения и замены существующих ламп на более эффективные светодиодные светильники.

Читайте также:  Светильник аварийно сигнального освещения

Экономическая эффективность внедрения и эксплуатации АСДУ обусловлена следующими основными факторами:

  • включение/отключение освещения, исходя из реального уровня естественной освещенности, учитывающее текущую протяженность светового дня и погодные факторы (коррекция режима включения на «пасмурный день» и «солнечный день»);
  • экономичный режим частичного освещения во «внутренние» часы ночного времени за счет пофазного управления питанием линий освещения (отключение 1-й фазы в ночное время) либо плавного снижения мощности светового потока светодиодных уличных светильников;
  • экономия на «ресурсе» осветительных ламп за счет уменьшения суммарного времени горения;
  • оплата по каждому пункту учета по конкретному энергопотреблению, а не за установленную мощность;
  • возможность контролировать несанкционированные подключения на основании показаний электросчетчиков, позволяющих отслеживать изменения текущей потребляемой мощности, токов и напряжений по каждой фазе;
  • экономия на организационно-технических мероприятиях: предотвращение аварий, экономия на обслуживании, транспортные расходы, увеличение сроков эксплуатации оборудования (ламп, проводов) и т.д.

Для расчета необходимы параметры работы системы уличного освещения по месяцам без АСДУ и с учетом режима частичного освещения в ночное время под управлением АСДУ с учетом нормативных данных.

При этом в расчете принято, что благодаря планируемому повышению надежности разрабатываемых светодиодных светильников, а также уменьшению времени горения светильников в АСДУ, их срок эксплуатации увеличивается с 10 до 12 лет, тем самым увеличивается функциональный резерв службы светодиодных источников света.

Кроме того, процесс эволюционного внедрения энергоэффективных систем уличного освещения подразумевает выделение первоначального бюджетного финансирования на частичное выполнение энергоэффективных работ. Полученную экономию денежных средств рекомендуется направлять в возвратно-целевой фонд. Дальнейшее финансирование работ происходит за счет сэкономленных средств — средств возвратно-целевого фонда.

На данном этапе первоначально определяется объем финансирования мероприятий эволюционного внедрения систем уличного освещения.

Из указанного объема финансирования определяется количество светильников, которые будут заменяться на регулируемые светодиодные источники света при учете постепенного внедрения автоматизированной системы диспетчерского управления уличным освещением.

Расчет окупаемости модернизации системы уличного освещения Златоустовского городского округа

В работе приведены расчеты модернизации системы освещения на базе внедрения автоматизированной системы диспетчерского регулирования и внедрения светодиодных источников света повышенной эксплуатационной надежности [2]. В результате проведенных работ по оптимизации светодиодных источников света по максимуму функционального резерва при ограничении на весогабаритные характеристики [1] и внедрению АСДУ, срок эксплуатации светодиодных источников света увеличивается с 10 до 12 лет, тем самым увеличивается функциональный резерв службы светодиодных источников света.

Расчет окупаемости модернизации системы уличного освещения Златоустовского городского округа проведен для следующих вариантов:

  • вариант А — расчет без учета роста тарифов на электрическую энергию;
  • вариант Б — учитывается ежегодный рост тарифов на 15 %.

Кроме того были рассмотрены варианты:

  • замены существующих ламп ЛОН на светодиодные источники света, при этом экономия определялась только на уменьшении потребления электрической энергии и снижении эксплуатационных затрат;
  • замены ламп на светодиодные источники света при внедрении автоматизированного диспетчерского управления режимами работы светодиодных источников света.
Читайте также:  Люминесцентные лампы для освещения салона автобуса

Сравнение удельных показателей эффективности вариантов использования светильников по исходным данным, приведенным в [3], представлены в таблице 1.

Таблица 1. Сравнительная таблица удельных показателей эффективности вариантов использования светильников

Базовая лампа ДНаТ-250

Базовые СИС (без АСДУ), расчетный срок службы 10 лет

Разрабатываемые СИС (с АСДУ), расчетный срок службы 12 лет

Эксплуатационные расходы по статьям стоимость приобретения и замена за расчетный период, тыс. руб./л.

Источник

Экономические расчеты по внедрению освещения

По действующим в Российской Федерации нормам все помещения, предназначенные для длительного пребывания людей, должны иметь естественное освещение. Одним из средств энергосбережения в системах освещения научное сообщество и компании-интеграторы автоматизированных систем управления освещения (в том числе «Умный дом») рекомендуют зонное регулирование искусственного освещения [3, 4, 5]. Объект освещения разбивается на зоны в зависимости от условий обеспечения естественным освещением. На рабочих поверхностях каждой зоны обеспечивается поддержание требуемых уровней освещенности, создаваемых естественным и искусственным освещением, что позволяет снижать световой поток от источников искусственного освещения в зонах с повышенным естественным освещением.

Существенный интерес представляет анализ эффективности применения систем регулирования освещенности за счет использования естественного света. Естественное освещение помещений поддается количественным и качественным оценкам, зависящим от облачности неба, географического расположения, ориентации светопропускающих проемов по сторонам света, способа и вида освещения, времени суток и др. Этим обуславливается сложность оценки эффективности использования естественного освещения системами автоматизированного управления освещенностью.

Для решения этой задачи необходимо оценить степень влияния естественного света и количественно оценить его использование в течении года.

В данной работе рассмотрен расчет потенциала использования систем регулирования освещенности для типовой учебной аудитории.

Параметры исследуемой аудитории: тип помещения – учебная аудитория, длина – 5 м, глубина – 5,5 м, высота – 3 м, ширина окна – 2 м, высота окна – 2 м, высота подоконника – 0,8 м, высота рабочих поверхностей – 0,8 м, число окон в помещении – 2 шт., тип естественного освещения – боковое левое. План помещения представлен на рис. 1.

Рис. 1. План типовой учебной аудитории (слева). План расположения светильников в типовой учебной аудитории (справа)

Параметры системы освещения аудитории: количество светильников – 9 шт., мощность одного светильника – 40 Вт, тип ламп – люминесцентные, расстояние между светильниками – 1,5 м, расстояние от боковой стены до крайнего ряда светильников – 1 м, расстояние от стены с окнами до ближайшего ряда светильников – 1,5 м. Ряд светильников около стены с окнами обозначим как «Ряд А», средний ряд – «Ряд Б», дальний от окна – «Ряд В». График работы в помещении: с 8:00 до 18:00. План расположения светильников представлен на рис. 1. Цифрами 1..6 показаны расчетные точки для определения освещенности.

В ряде работ [6, 7] разработаны подходы, использующие уточненные модели «среднего» неба. Используется допущение о плавном переходе между равноярким и облачным небом. При этом в качестве критерия наличия облачности предлагается использование данных о наблюдении соотношения диффузионной и прямой солнечной радиации [8], либо оценки облачности на рассматриваемой территории [1]. Предложенная в [2, 6] модель «среднего» неба может быть уточнена для регионов с установившимся снежным покровом.

Читайте также:  Мачта освещения металлическая dwg

Для учёта наличия установившегося снежного покрова используем следующее выражение:

где gбез УСП – соотношение яркости небосвода в период без установившегося снежного покрова; gУСП – соотношение яркости небосвода в период установившегося снежного покрова; tУСП – отношение средней продолжительности периода с установившимся снежным покровом и периода без установившегося снежного покрова за год либо другой период работы системы освещения в рассматриваемом помещении.

С учетом стандартных распределений яркости по пасмурному небу (закон Муна и Спенсер) и ясному небу (распределение яркости по закону Киттлера), с учётом (1) получаем следующее выражение для определения соотношений яркости небосвода:

, (2)

где Nhбез УСП , – средняя облачность в период без установившегося снежного покрова; NhУСП – средняя облачность в период с установившимся снежным покровом.

, ,

ho – угловая высота солнцестояния, рад; α – угловая высота центра рассматриваемого участка, рад; g – угловое расстояние между cолнцем и рассматриваемым элементом на полусфере, рад, определяемое из следующего выражения [8]:

g′ – горизонтальная проекция угла g, рад; b, c и d – эмпирические параметры, определяющие форму индикатрисы рассеяния и зависящие от прозрачности атмосферы р. В случае г. Перми: р = 0,6, при этом b = 0,856; c = 16; d = 0,3.

Полученное расчетное выражение довольно сложно для выполнения практических расчетов и требует разработки специализированного программного обеспечения, в связи с чем предлагается использовать данные СП 23-102-2003 (наружная горизонтальная освещенность) для оценки ресурсов естественной освещенности при пасмурном и ясном небе. Данные по освещенности поверхности для 58 с.ш. (г. Пермь), полученные путем интерполяции табличных значений, представлены в табл. 1, 2 (прямой солнечный свет для ясного неба не учитывался).

Так как при оценке ресурсов естественной освещенности необходимо учитывать переход от ясного неба к пасмурному, используем подход, предложенный в работе [2], в котором средняя прозрачность атмосферы принимается, как средний балл облачности рассматриваемой территории в относительных единицах от 0 до 1, соответственно при 0 и 100 % облачности.

Средний балл облачности для города Перми в рассматриваемые временные интервалы и фазовая функция перехода от ясного неба к пасмурному, соответствующая нормальному распределению предлагаемому в [6], представлены в табл. 3 с учётом временных интервалов.

Таким образом, на протяжении рассматриваемого периода освещенность горизонтальной поверхности от модели «среднего» неба может быть определена как [6]:

Eср = ξ·Eя + (1 – ξ)·Eп. (3)

Сводные данные результатов расчетов выражения (3) с учётом временных интервалов представлены в табл. 4.

Данные по горизонтальной освещенности при сплошной облачности

Географическая широта, град. с. ш.

Освещенность горизонтальной поверхности Еп ° при сплошной облачности, кЛк

Источник

Adblock
detector