Журнал «Светотехника» №2

Страница 83-89

Купить PDF - ₽450

Экспериментальное исследование адаптивной системы светодиодного освещения в тоннеле. Журнал «Светотехника» №2 (2022)

Авторы статьи:

Серхат Берат Эфе (Serhat Berat Efe), Харун Озбай (Harun Ozbay), Ильяс Озер (Ilyas Ozer)

Серхат Берат Эфе (Serhat Berat Efe), Ph.D. В настоящее время он работает в Университете Бандырма Оньеди Эйлюл доцентом на факультете электротехники. Основными областями его исследований являются анализ энергосистем, качество электроэнергии и освещение

Харун Озбай (Harun Ozbay), Ph.D. Он работает доцентом на факультете электротехники Университета Бандырма Оньеди Эйлюль, Балыкесир, Турция. Его научные интересы включают силовую электронику, резонансные преобразователи, электрические машины, сетевые инверторы, системы электроснабжения, искусственный интеллект, светодиодные драйверы, применение фотоэлектрических систем, методы поиска точки максимальной мощности, электромобили и зарядные устройства

Ильяс Озер (Ilyas Ozer), Ph.D. В настоящее время он работает в Университете Бандырма Оньеди Эйлюл доцентом на факультете программирования. В настоящее время его научные интересы включают обработку сигналов, обнаружение звуковых событий и передовые методы машинного обучения

Аннотация:

Светильники на основе светодиодов широко используются в уличном, дорожном и тоннельном освещении. Однако, они оказывают негативное воздействие на электросеть, особенно с точки зрения искажений качества электроэнергии, которое необходимо учитывать и выявлять. Тем не менее, светодиоды – это наиболее эффективные источники света в настоящий момент, которые позволяют реализовывать политику энергосбережения. В этой статье предложена адаптивная система освещения, которая может быть использована в автодорожных тоннелях и реализована экспериментальная осветительная установка, состоящая из светильников на основе светодиодов различной мощности. Разработанная система освещения соответствует схеме расположения и сценарию работы светильников в авто дорожном тоннеле в реальных условиях. Управление светильниками осуществлялось с помощью контроллера Siemens S7–1200 по технологии PLC. В графической среде имитационного моделирования Simulink проведён анализ быстрого преобразования Фурье (далее БПФ, FFT analysis) измерений, полученных для сценария адаптивного освещения, и определены искажения качества электроэнергии для различных уровней гармоник. Аналогичный анализ был проведён для неадаптивной системы, после чего было сделано подробное сравнение двух сценариев. Важно, что обе системы также сравнивались с точки зрения энергопотребления. Полученные данные позволили оценить эксплуатационные характеристики адаптивной системы. Результаты показывают, что коэффициент нелинейных искажений (КНИ) для сценария, когда все светильники включены значительно ниже по сравнению со сценариями № 1 и № 2 и составляет 85,8 % против 149,7 %, 119,9 %, соответственно. С другой стороны, преимуществом предложенного решения может стать достигнутая экономия электроэнергии 73,4 % в сценарии № 1 и 60,3 % в сценарии № 2 по сравнению с ситуацией, когда все светильникти в установке включены.

Список использованной литературы:

1. Akalp, O. Ozbay, H., Efe, S.B. Design and Analysis of HighEfficient Driver Model for LED Luminaires // Light and Engineering, 2021, Vol. 29, #2, pp. 96-106.
2. Efe, S. B., Varhan, D. Interior Lighting of a Historical Building by using LED Luminaires: A Case Study of Fatih Pasa Mosque // Light and Engineering, 2020, Vol. 28, #4, pp. 77-83.
3. Djuretic, A., Kostic, M. Actual energy savings when replacing highpressure sodium with LED luminaires in street lighting // Energy, 2018, Vol. 157, pp. 367-378.
4. Jiang Y. et al. Field evaluation of selected light sources for roadway lighting // J. Traffic Transp. Eng. (English Ed.), 2018, Vol. 5, #5, pp. 372-385.
5. Ayaz, M., Yucel, U., Erhan, K., Ozdemir, E. A Novel CostEfficient DaylightBased Lighting System for Public Buildings: Design and Implementation // Light and Engineering, 2020, Vol. 28, #6, pp. 60-70.
6. Cengiz, M.S. The relationship between maintenance factor and lighting level in Tunel lighting // Light and Engineering, 2019, Vol. 27, #3, pp. 75-84.
7. Cengiz, M.S. Simulation and design study for interior zone luminance in tunnel lighting // Light and Engineering, 2019, Vol. 27, #2, pp. 42-51, 2019.
8. Cengiz M. S., Cengiz, C. Numerical analysis of tunnel LED Lighting maintenance factor // IIUM Eng. J., 2018, Vol. 19, #2, pp. 154-163.
9. Putz, L., Bednarek, K., Nawrowski, R. Disturbances generated by lighting systems with LED lamps and the reduction in their impacts // Applied Sciences, 2019, Vol. 9, #22, pp. 1-18.
10. Uddin, S., Shareef, H., Krause, O., Mohamed, A., Hannan, M. A., Islam, N.N. Impact of largescale installation of LED lamps in a distribution system // Turkish Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 2015, Vol. 23, pp. 1769-1780.
11. Molina, J., Mesas, J. J., Mesbahi, N., Sainz, L. LED lamp modelling for harmonic studies in distribution systems // IET Gener. Transm. Distrib., 2017, Vol. 11, #4, pp. 1063-1071.
12. Wlas, M., Galla, S. The influence of led lighting sources on the nature of power factor // Energies, 2018, Vol. 11, #6.
13. Mukherjee, A., Bansal, T. C., Soni, A. Analysis of LED driver topologies with respect to power factor and THD // Light and Engineering, 2018, Vol. 26, #1, pp. 63-68, 2018.
14. Xu, X., Collin, A., Djokic, S. Z., Langella, R., Testa, A., Drapela, J. Experimental evaluation and classification of LED lamps for typical residential applications // 2017 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe, ISGTEurope 2017 - Proceedings, 2017, pp. 1-6.
15. Uddin, S., Shareef, H., Mohamed, A., Hannan, M.A. Harmonics and thermal characteristics of low wattage LED lamps // Prz. Elektrotechniczny, 2012, Vol. 88, #11 A, pp. 266-271.
16. Salama, H. A. E. M., Ahmed, A. A. E. M. S., Mohamed, E.A. Technical characteristics of low power LED units // 2017 19th Int. MiddleEast Power Syst. Conf. MEPCON2017 - Proc. 2018, Vol. 2018Febru, #December, pp. 203-209.
17. Adhigunarto, S., Mulyana, E., Surya,W. The Analysis of Harmonics on LED Lamps // IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2018, Vol. 384, #1, pp. 1-11.
18. Akila, A. A., Youssef, K., Yassin, I. Harmonics Monitoring Survey on LED Lamps // Renew. Energy Sustain. Dev., 2017, Vol. 3, #1, pp. 39-45.
19. Hossein Pourarab, M., Nakhodchi, N., Monfared, M. Harmonic Analysis of Led Street Lighting According to IEC61000-3-2; a case study // 23rd International Conference on Electricity Distribution, 2015, #June, pp. 1-4.
20. Elsamman, M., Metwally, M.K. Modelling, Control and Simulation of a Power Conditioning System for Solar Street LED Light // Int. J. Basic Appl. Sci., 2013, Vol. 13, #05, pp. 61-67.
21. Efe, S.B. Harmonic filter application for an industrial installation // 2015 13th International Conference on Engineering of Modern Electric Systems, EMES2015, 2015, pp. 31-34.
22. Efe, S. B., Ozbay, H., Ozer, I. Dynamic Voltage Restorer Application to Eliminate Power System Harmonics // International Engineering and Natural Sciences Conference (IENSC2019), 2019, #November, pp. 705-709.
23. McLorn, G., Laverty, D., Morrow, D. J., McLoone, S. Load and harmonic distortion characterization of modern lowenergy lighting under applied voltage variation // Electric Power Systems Research, 2019, Vol. 169, #December 2018, pp. 124-138.
24. Gunther, E. Harmonic and interharmonic measurement according to IEEE519 and IEC61000-4-7 // IEEE/PES Transmission and Distribution Conference, 2006, pp. 223-225.
25. Phannil, N., Jettanasen, C., Ngaopitakkul, A. Harmonics and reduction of energy consumption in lighting systems by using led lamps // Energies, 2018, Vol. 11, #11.
26. International Electrotechnical Commission (IEC). IEC61000-3-2:2018. Electromagnetic Compatibility (EMC)ЧPart 3-2: Limits - Limits for Harmonic Current Emissions (Equipment Input Current _16 A per Phase).
27. Osswald, T. A., Menges, G. Physical Properties of Polymers Handbook // Springer, 2007.
28. The Authoritative Dictionary of IEEE Standards Terms, The Institute of Electrical and Electronics Engineering, 2000.

Ключевые слова

Выберите вариант доступа к этой статье

Купить

Рекомендуемые статьи

Разработка и анализ высокоэффективной модели драйвера для светильников на основе светодиодов «СВЕТОТЕХНИКА», 2021, № 3

Внутреннее освещение исторического здания с помощью светодиодных технологий на примере мечети Фейт Паша «СВЕТОТЕХНИКА», 2020, № 5

Смотреть все статьи