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绿色节能高效的工业灯联网智能照明系统

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登记号:G20230263

所属行业:制造业

学科分类:能源科学技术;

关键词: 智能照明 绿色节能 工业灯

绿色分类:能源节约;

  • 基本信息
成果名称: 绿色节能高效的工业灯联网智能照明系统
成果登记号: G20230263 学科分类: 能源科学技术;
绿色分类: 能源节约; 项目关键词: 智能照明  绿色节能  工业灯    
推荐单位:

上海博昂电气有限公司

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 其他 成果所属行业: 制造业
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

适用范围

海港,码头,机场,高速公路等

技术提供单位

上海博昂电气有限公司

技术简要描述

工业灯联网是基于工业场景的照明设施,综合无线通信、边缘计算和云计算技术,将照明灯具组网,搭建一个覆盖整个工业场景的无线局域网,实现智能照明控制、窄带数字传输及远程通信等功能的物联网技术;由感知层、网络层、平台层构成;结合传感技术,实现对照明设施的即时检测、数据采集传输并集成到TOS系统,实现生产联动,减少了传统概念上操作、维护费用;对照明设施按时间、环境、感应等多维度进行设置管理,实现最大化节能。



技术信息

智能灯具:转换效率93%,高功率因数修正:PF≥0.98,低谐波:THD≤6%。综合节能率>60%

商业应用情况

本技术已应用于国内外20多个项目,为经过充分验证的成熟技术。国内典型项目如洋山深水港四期项目,该项目坐落于洋山深水港区,为全球规模最大的自动化集装箱码头;其规模包含千余套智能LED灯具以及整套灯联网系统。在LED灯具替换及电源转化能效提高节能50%基础上,利用灯联网技术进一步节能30%,为社会带来实质性的节能环保效益。本技术也已在民航领域实现落地,如成都天府国际机场,我国十三五规划中的最大的4F级国际航空枢纽港,其停机坪区域大规模采用本灯联网技术。且灯联网技术也已获得海外用户广泛认可,并在欧美亚洲多国实现大型项目落地。如以色列海法港,DP World集团厄瓜多尔波索尔码头,古巴圣地亚哥港等。

希望在技术转移过程中得到的帮助/支持

设备投资

以BiNY已完成的厄瓜多尔波索尔哈多用途码头工业灯联网项目为例,该项目位于瓜亚斯省(Guayas)的波索尔哈镇(Posorja),是该国首个深水港,岸线全长400米,堆场面积35.5万平米。BiNY提供了全套工业灯联网产品,包括339套大功率LED智能投光灯(替换原1千瓦钠灯),以及BiNY灯联网BiLOS系统。 可以得出项目主要设备一次性总投入计算: 总投入(万美元)=LED智能灯具0.1万美元×339套+灯联网系统硬件4万美元×1套+灯联网操作软件17万美元×1套=54.9万美元 生命周期:10年(行业常规为5年)。

年运行维护费

系统日常运行支持无人值班模式,即系统实现全自动控制。现场运行维护人员一般以兼职为主,无需特殊固定岗位。特殊事件以2名工作人员作为快速应急+阶段性设备保养小组,其中维修工1名,网络设备管理1名;按照非固定岗位人员,人工年度总薪资(人工工资)预估消耗为12万元。 系统正常运行时,单位日常能耗以项目现场环境需求为主,照明区域内单个LED灯具能耗以常用500W/h和400W/h的智能灯具为主,200W/h、250W/h的智能灯具为辅;网络系统设备每天耗电量2.4KW,年耗电量876KW,预估年度消耗金额1000元。

投资回收期

同样以厄瓜多尔波索尔哈多用途码头项目为例。该项目的投入情况为:设备总投入计算:总投入(万美元)=LED智能灯具0.1万美元x339套+灯联网系统硬件4万美元x1套+灯联网操作软件17万美元x1套=54.9万美元 节能率计算: 综合节能率(%)=1-(1- LED替换节能率50%)x(1-灯联网智能控制节能率20%)= 60% 静态投资回收期计算: 投资回收期(年)= 总投入54.9万美元/(综合节能率60% x 原灯具功率1千瓦 x 灯具数量339套 x 每日运行时间12小时 x 每度电0.00005万美元x 365天)≈1.23年。

附加效益

综合效益

工业灯联网对控制范围内的每一套灯具进行开关、自定义调光调色温、定位控制,并对每一套灯具的运行状况进行监控;其每一套灯具都具有全生命周期恒亮度输出及光衰补偿、智能电网净化、电源转换效率高等优点。•工业灯联网的灯具既具有通讯功能又具有边缘计算功能,针对大规模全景式工业环境下复杂的数据采集、传输、分析及安全防护,实现边云协同的算力分配,达到快速解析和安全连接,适合智慧港口、智慧城市及多种工业场景下的灯联网部署和应用。•利用卫星定位、定时、光感应、雷达感应等不同控制方式,各控制方式之间可以独立设置应用,也可以进行组合设置应用;可根据实际需要自定义选择,从而在不影响正常作业照度需求下达到最大程度的节能。如夜间,设定作业区所有灯具以100%功率照明,提高作业照度;设定非作业区灯具以30%功率照明或者开启部分灯具即可,既能满足正常作业要求,又能有效节约能源,提高了作业环境灯具的利用率,降低了资源浪费。 •工业灯联网的平台提供远程控制、状态监测、故障预警等功能,避免了大量人力和物力的浪费,节约了成本。

障碍对技术转移影响等级

技术成熟度

感知层智能灯具的光源使用国际知名品牌LED灯珠,具有对应的LM80检测报告;其关电源芯片即为国际知名品牌芯片,采用稳定可靠的APFC+LLC拓扑结构;其通讯模组为国内知名品牌模组,产品结构经过加速度防振动检测及IP66防水等级检测,采用有线+无线通讯模式,能够实现最短链路双模多频组网功能。 网络层基站类产品设计采用意法半导体32位内核RISC性能处理器,运行频率1.25MIPS/MHz;其整机设计采用模块式结构设计,配置原装进口控制模块,且可扩展冗余功能,性能可靠,便于维护调试。其无线功能模组采用国内知名厂家设计方案,模组已经过国内上百家厂家应用和验证,满足产品可靠性和MTBF要求和安全要求。 平台层采用的是成熟完善的Spring框架,基于分布式集群、负载均衡、微服务等技术和模式搭建。具有对外开放的接口并符合RESTful API接口设计标准和规范,WEB应用符合前后端分离模式。平台层基于MySQL数据存储,EMQ消息服务,REDIS缓存服务以及其他服务。

技术适用性

工业灯联网技术适用于大型工业场景,如港口、机场、厂房、高速公路、市政楼宇等。该技术为BiNY自主原创技术,由端、网、云(平台),三个部分组成,具有较强的适应能力,可实现与相关领域管理平台的对接与兼容,且基本不受上下游技术链条、地域、规模、资源能源等因素限制,原则上来说,在满足通信条件的基础上,都可应用本技术,在照明及周边管理方面进一步实现精细化节能。

技术稳定性

平台层在环境部署方面使用了负载均衡、集群等方案,在大并发的情况下,也能实现稳定运行,即使出现单点故障,也不会影响整个系统;在数据方面采用了冷备和热备方案,保障数据安全;在信息安全方面有专业的团队保驾护航;在软件应用方面提供了手动控制、自动化控制、状态分析、故障预警等,确保全场景全生命周期照明管理的稳定可控。网络层基站类产品通过实验室电磁兼容相关标准测试,高低温湿盐雾的环境测试,在产品应用中满足国家免授权频段和功率等级要求,产品MTBF不低于10000小时,产品MTBR小于36小时;同时产品严格工作环境下寿命满足5年要求。 感知层智能灯具类产品具备输入过压保护、输入欠压锁定保护、过压短路保护、过温保护、防雷保护以及防腐、防振动功能,可实现全生命周期恒亮度输出;其使用的LED智能电源通过了中国的CCC认证,国际IEC的CB认证,并通过了无线第三方检测,具有智能电网净化功能,可以实现极高的功率因数修正补偿及极低的总谐波调整机制,提高电网利用率;产品使用有线+无线通讯方式,在无线无法传送控制指令时,有线可以确保通信正常,产品内置情景模式,在控制指令无法接收时可以按照预定的模式进行开关、调光。

技术安全性

工业灯联网技术在应用中不会产生二次污染、无易燃易爆特性、亦不含毒性物质,在环保节能方面具有较为突出的指标。本技术对上游资源基本无限制,配套设施满足供电即可。目前市场对本技术接受度逐年增强,从港口到机场,本技术的海内外落地项目已超20个,在替换LED灯具节能50%的基础上,本技术又进一步节能约30%左右,受到用户的一致好评。

技术转移推广障碍

知识产权转让

发明:基于边缘计算的照明装置,201911291115.X; 基于边缘计算的开关电源,202010035233.0; 一种安装有半自动挂接装置的升降式高杆灯,201510030650.5; 实用: 工业灯联网智能控制系统,201921203671.2; 无线自组网双备份自切换智能电源装置,201921277411.X; 免授权频段无线数据传输装置,201921570571.3; 具有集中控制功能的智慧照明系统,201921838687.0; 港口吊具照明联动控制系统,202020832473.9; 智能无线直放站,201921262766.1;线性调光智能数字电源,201820035457.X;一种NB‑IoT无线智能照明控制系统,201720425523.X 软著: BiNY工业灯联网操作系统V1.0 BiNY工业灯联网操作软件V2.0 BiNY工业灯联网操作系统V3.0 BiNY工业灯联网操作系统V3.1 博昂港口机械投光灯的无线控制软件V1.0 博昂LoRa无线智能高杆灯控制软件V1.0 博昂大场景智能照明监控系统软件V1.0 博昂港口码头智能照明系统控制软件V1.0


姓名: 左秀婷 性别:
出生日期: 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市徐汇区中山西路1525号
电子邮件: zuoxt@sstec.org.cn
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