高校教学楼节能照明的计算机控制与管理开题报告

 2021-08-08 14:08:27

1. 研究目的与意义

在以节约能源、保护环境、促进健康为宗旨的现代社会中,积极推广绿色照明,大力加强照明节约用电,切实提高照明能效,已是我国必须加大投入发展的一项重要任务,国家推行低碳、节能、环保,创建智慧城市,而能源问题是制约经济发展最重要的问题之一。目前,就我们南京林业大学而言,教学楼是照明用电的大户,而同学们的自觉节能意识薄弱,即使在教室光线充足的时候灯也是开的,离开教室后灯还是亮着的现在普遍存在。而教学楼的教室非常多,再加上管理人员和清洁人员的节能意识薄弱,所以就造成了不必要的电能浪费和经济损失。而随着我国社会的进步和国民经济的快速发展,能源短缺的现象日益严重。据数据显示,2014年我国的照明用电约占全社会用电量的13%,如果把在用白炽灯全部替换为高效照明产品,年可节电480亿千瓦时。若全社会实现LED照明产品替换,每年可节电约3500亿千瓦时,相当于4座三峡水电站的发电量。使用新型LED节能照明光源代替现有的白炽灯、荧光灯、日光灯等传统灯泡将是一笔巨大的能源节约。同时利用现在通信技术,通过计算机控制系统实现对教学楼的科学的节能照明,达到环保节约的目的。

2. 国内外研究现状分析

近20年来,人们一直在开发新的照明光源,随着第三代半导体材料氮化镓的技术突破和蓝、绿、白光LED的问世,LED已然发展成为新一代光源。据研究表明,LED不依靠灯丝发热来发光,能量转换效率非常高,理论上可以达到白炽灯10%的能耗。相比荧光灯,LED也能达到50%的节能效果,因此半导体照明的应用将大大节约能源,同时还将减少二氧化碳的排放量。LED采用固体封装,结构牢固,寿命达10万小时,是荧光灯的10倍,白炽灯的100倍。而且LED还具有节能、环保、体积小、发出光线能量集中度高、响应时间快、发光指向性强、易控制、使用安全、无红外和紫外辐射、无电磁干扰、无汞污染等优点。

从全球来看,半导体照明产业已形成以美国、亚洲、欧洲三大区域为主导的三足鼎立的产业分布与竞争格局。随着市场的快速发展,美国、日本、欧洲各主要厂商纷纷扩产,加快抢占市场份额。根据目前全球LED产业发展情况,预测LED照明将使全球照明用电减少一半,2007年起,澳大利亚、加拿大、美国、欧盟、日本及中国台湾等国家和地区已陆续宣布将逐步淘汰白炽灯,发展LED照明成为全球产业的焦点。今年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。近年日本21世纪光计划、美国下一代照明计划、欧美彩虹计划、韩国GaN半导体发光计划等政府计划纷纷出台。中国科技部在863计划的支持下,2003年6月份首次提出发展半导体照明计划。国家将进一步加强引导、规范和扶持,促进半导体照明产业做大做强。将加快制定出台十二五半导体照明节能产业专项规划。

3. 研究的基本内容与计划

随着经济的高速发展,全社会对能源的需求量越来越大。在供小于求的背景下,建设一个节约型社会是非常紧迫的。高校教学楼照明用电量十分巨大,日常由于人们的节电意识相对淡薄和高校教学楼照明模式也相对滞后,造成照明电能浪费的现象普遍存在,给国家和各高校造成了巨大的经济损失。因此,建立一个智能型和节能型的高校教学楼照明控制系统是很有必要的。探索出一种适合于高校校园的LED照明改进方案,配合照明系统控制采用国际最先进楼宇自动化系统软件通过现场总线控制器DDC检测和控制,实现远程控制照明回路起停,故障状态检测报警等功能,在实际使用中能有效达到节能的目的,不仅顺应了照明系统的整体发展趋势,也可大大提高了学校照明电力的管理水平,还能为校方节省大量的电费支出,为学校师生提供了一个更舒适、明亮和高效的学习和工作环境。

4. 研究创新点

一只冷白光led的最大效能是132流明/瓦(l/w),而白炽灯只有区区的15流明/瓦,二者的寿命分别为5万与1千小时。

而led照明所使用的功耗只是白炽灯的20%这在全球都日益重视节能的但价格较高是其缺点。

飞利浦leda19替代灯的成本约为40美元,而白炽灯则不超过1美元。

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