技术产品名称

一种基于智能物联网系统的高光效照明解决方案

技术类别

终端用能设备改造技术

技术原理

该技术是一项跨技术领域的综合性技术解决方案,综合了LED、光学、结构、电子、传感技术、物联网通讯、云计算等多个技术,以“更高效率的LED灯具 ”结合“大场景多节点的”“智能照明物联控制系统”实现专业照明应用领域的高效节能。

高光效无线智能照明系统主要包含:

1. 高效率灯具: 自研高光效灯具,采用高光效LED IC设计, 自研高转化效率驱动电源(更高效光电转化效 率),高效光学设计,综合实现更高光效的LED灯具,整灯光效远高于《GB 30255-2019》国家一级能效等级,具整灯光效最高可达2001m/w。

2. 高可靠无线网络:自研无线智能照明系统,自研无线通讯模块和无线通讯协议,解决大场景、多节点无线智能照明系统的可运用性。如:支持大于10级Mesh网络,接收灵敏度-99～-102dBm,更稳定的无线连接能力和连接效率,实现50个节点灯具一次性组网成功率>99%,单网络无线终端节点数量>500。并配套自研高效率故障监测智能驱动电源、无线传感、无线网关等智能硬件。实现无线调光、无线智能感应联动控制。

3. 高并发云平台:自研云平台采用分布式高可用设计,支持无缝横向扩容,支持不低于500万套终端设备。

关键技术

高光效无线智能照明系统主要包含:

1. 自研高光效灯具,采用高光效LED IC设计,自研高转化效率驱动电源(更高效光电转化效率),高效光学设计,综合实现更高光效的LED灯具,整灯光效远高于《GB 30255-2019》国家一级能效等级,具整灯光效最高可达200lm/w。

2. 自研无线智能照明系统,自研无线通讯模块和无线通讯协议,支持大于10级Mesh网络,接收灵敏度-99～-102dBm,更稳定的无线连接能力和连接效率,实现50个节点灯具一次性组网成功率>99%,单网络无线终端节点数量>500。并配套自研高效率故障监测智能驱动电源、无线传感、无线网关等智能硬件。实现无线调光、无线智能感应联动控制。自研云平台采用分布式高可用设计,支持高效横向扩容,支持不低于500万套终端设备接入。

主要技术参数

● 灯具整灯光效可达:2001m/w。远超《GB30255-2019》国家一级能效等级,1201m/w。

● 模组无线信号接收灵敏度:-99~-102dBm

● 无线Mesh跳级:>10级

● 一次性组网成功率:50个节点>99%

● 单网络稳定无线连接节点数量:>500

● 平台设备支持接入数量:>500万台

技术产品特点

该技术具有较高的投资回收率。根据不同使用场景,投资回报周期最短0.5年,平均在2年左右即可通过节能收益实现投资回收,可采用合同能源管理方式进行项目开始。该技术可加速实现国内数千亿存量照明改造市场空间(每年1000亿国内LED照明出货量)。

该技术综合使用了国产LED芯片、国产通讯芯片、国产智能传感芯片等智能硬件产业链,同时结合了云计算、AI算法,可带动上下游共同高速发展。

该技术方案符合国家各项照明灯具产品及设计要求,结合“人因照明”要素,主张“按需照明”的同时,融入了更健康的光,以及人对光及环境的心理需求、交互体验感受。

应用现状(或与该技术相关领域的能耗现状)及产业化情况

目前该技术已成功应用于多个行业领域,包括国内头部地产物业车库集中改造项目、全国性商业连锁、大型生产制造型,都取得了50%以上的节能效果,获得客户的高度认可,在前期试样完成后都已开展批量性规模复制。在“节能降碳”各项方针政策引导下,除了新建照明项目,可延展更大的存量改造市场,应用推广潜力巨大。

应用领域及适用范围

该产品技术具有广泛的行业适用性,可替代市面已应用的灯具的项目,相比已使用LED灯具的仍可实现>50%的节能效率,适用的细分领域包括车库、楼宇办公、工业厂房、商业连锁、市政道路。

节能减排效果(测算方法及依据)

节能减排效果

生迪专业节能智能照明系统相比传统照明灯具,即便是对比目前市场现有LED灯具,仍可实现50%以上(最高90%多)的能耗节约。

同时相比传统灯具寿命:荧光灯6000-10000h,普通led灯具15000h-25000h,生迪高光效灯具可达到50000h以上寿命,提升数倍灯具使用寿命,在降低使用能耗的同时,提升了产品生产资料使用效率,减少资源消耗。

总结了几个细分领域下的不同节能率:

1. 商业商超连锁行业节能率约50~60%;

2. 工厂照明节能率约50-80%;

3. 地下车库节能率大于80%;

4. 办公楼宇节能率约50~60%;

5. 市政道路节能率大于60%。

测试方法

具有多种测试手段可以进行节能降碳测试。

产品性能对比测试分析

将改造前产品,拟改造使用产品,在同一实验室、同一环境条件下进行光电性能测试。输出灯具产品的光通量、功率等设备对比参数报告。测试验证达到同等亮度性能条件下,分析改造前对比改造后的设备用能分析;

现场对比测试分析

在测试现场,选择典型区域或者部分区域进行改造测试,通过电表用能数据对比改造前后的用能数据变化。

完成全部改造后,通过照明电表汇总数据对比改造前的用能数据。

已实施的典型案例情况

案例名称

西安市政府灯具改造项目

适用范围/应用对象

楼宇办公、市政道路等

技术原理

一. 项目背景

1. 政策推动与节能减排需求

随着国家对节能减排和绿色发展的重视,出台了一系列 相关政策措施来推动照明行业的绿色、低碳、高效发展。 例如,发改委等部门发布的《重点用能产品设备能效先 进水平、节能水平和准入水平(2024年版)》等政策法规,明确了照明器具等产品的能效要求,鼓励使用高效 节能的智能照明产品。这些政策为政府办公厅进行智能 照明改造提供了政策支持和指导方向

2. 提升办公环境与工作效率

政府办公厅作为政府机构的核心办公区域,其照明环境直接影响到工作人员的舒适度和工作效率。传统的照明方式往往存在光线分布不均、能耗高等问题,难以满足现代办公对高效、舒适照明环境的需求。智能照明系统能够通过自动调节光线亮度、色温等功能,为工作人员 提供更加舒适、健康的照明环境,从而提升工作效率和办公质量。

3. 降低运行成本与维护成本

智能照明系统具有显著的节能效果,能够显著降低政府办公厅的照明能耗和运行成本。同时,智能照明系统还具有远程监控、故障预警等功能,能够及时发现并处理 照明故障,降低维护成本和工作量。这对于政府机构来说,无疑是一个重要的经济考虑因素。

4. 响应智慧城市建设趋势

随着智慧城市建设的不断推进,智能照明作为智慧城市的重要组成部分,受到了越来越多的关注。政府办公厅作为政府机构的重要代表,其智能照明改造不仅是对自身照明环境的提升,更是对智慧城市建设趋势的积极响 应和示范引领。通过智能照明改造,政府办公厅可以展示其在节能减排、智能化管理等方面的先进理念和做法,为其他机构和单位提供借鉴和参考。

综上所述,政府办公厅智能照明改造的背景是多方面的,包括政策推动、提升办公环境与工作效率、降低运行成本与维护成本以及响应智慧城市建设趋势等。这些因素共同促使政府办公厅积极推进智能照明改造工作。

二. 方案特点方案概述

1. 光效提升,由普通格栅灯改为生迪高光效智能面板灯,将户外高压钠灯改造为生迪高光效智能路灯,实现能耗的降低。

2. 灯具使用寿命提升,降低后期运维及更换成本

3. 智能场景控制、生产检修两不误

4. 智能物联网数字化管理平台,助力园区提升管理效率

采用高光效灯具替代现有传统led灯具,实现硬件节能。智能控制,通过时控、光感、人感、微波等方式的 自动控制,在提升体验感的同时实现智能二次节能。

三. 基本功能

1. 高光效面板灯:灯具全系列采用高光效灯珠,相比普通LED功率更低、亮度更高,发光效率提升30%以上支持多种安装方式,可悬吊,集成吊顶,矿棉板安装专业面板灯,表面发光均匀。全系列高光效,光效160+lm/W,一级能效。无频闪高功率因数驱动。

2. 线控面板:内置计量方案,可实现回路用电能耗统计。适配标准86型面板,可适配多种86型墙面底盒安装。外壳材质PC-01,整机阻燃等级:VO级防火材质。

3. 智能Zigbee网关:采用Zigbee无线通讯技术,支持ZigbeeHA1.2 1及商瑞私有协议;满足星型及Mesh的网络通讯结构,无线通讯距离<=100 米(空旷环境);采用专业无线通讯芯片作为主控+zigbee智能模组方案设计结构;支持多种设备类型,可以接入智能驱动/照明、智能用电控制设备、智能开关控制设备等;

智能灯具支持单独控制、分组控制、快捷全控、区域控制、情景控制,支持手动开关、定时开关、联动光感应设备实现光照度调光或开关(光感使用环境温度需低于50℃,高于50℃光感会有失效风险)。后期拓展功能:联动雷达传感器开关实现有人模式和无人模式的切换。智能开关按键采用双色光源设计,常亮背光及状态指示灯提示。采用zigbee无线智能控制方案,可实现远程开关及定时开关。

智能灯具具有采集能耗功能,汇总能耗、节能数据和节能百分比显示在平台上,支持按时、按天、按周、按月、按年查询能耗和节能数据。

满足联网状态可主动注册云平台,进行设备及相关策略 配置信息同步。同时可获取再云端及app相关设备及策略配置信息,在断网离线情况下,可本地实现控制操作;支持本地PC及远程APP两种配置工具进行设备组网及应用配置管理;

账号分级管理:可设定集团账号→ 区域账号→车间账号;集团账号可控制并查询集团下辖内的任意区域和车间灯具;区域账号可控制并查询区域下辖内的任意车间灯具;车间账号只控制和查看本车间内的智能灯具。每个账号密码可以授权多个管理者使用(按账号密码管理 无人员数量上限限制;具体授权由甲方自行安排)。

主要节能技术参数

一、高光效智能面板灯

灯具全系列采用高光效灯珠,相比普通LED功率更低、亮度更高,发光效率提升30%以上

支持多种安装方式,可悬吊,集成吊顶,矿棉板安装

专业面板灯,表面发光均匀

全系列高光效,光效160+lm/W,一级能效

无频闪高功率因数驱动

灯具亮度0-100可调节,可分组,设置不同场景,定时开关

二. ZigBee线控面板

内置计量方案,可实现回路用电能耗统计

采用zigbee无线智能控制方案,可实现远程开关及定时开关

与灯具采用ZigBee链接,无需更改灯具线路

按键设有不同场景模式,可以一键切换场景

三. 智能ZigBee网关

采用Zigbee无线通讯技术,与智能灯具直连

可自定义调节每个灯的亮度,设置不同场景,配合线控面板一键切换

满足联网状态可主动注册云平台,进行设备及相关策略配置信息同步。同时可获取再云端及app相关设备及策略配置信息,在断网离线情况下,可本地实现控制操作;

支持本地PC及远程APP 两种配置工具进行设备组网及应用配置管理;

四. 高光效智能路灯

功率:60W  光效:180lm/w  色温:5700K寿命:50000H  光通量:10800LM

案例特点

1. 节能减排与环境保护

显著降低能耗:智能照明系统通过精准控制照明设备的开关、亮度等,有效减少不必要的能源浪费。据实际案例显示,智能照明系统的节电率可达到70%以上,显著降低了政府办公厅的电能消耗。

减少碳排放:能耗的降低直接减少了二氧化碳等温室气体的排放,有助于缓解全球气候变暖问题,促进环境保护和可持续发展。

2. 提升照明效果与舒适度

优化照明环境:智能照明系统可以根据实际需求和环境变化自动调节照明亮度和色温,提供更加舒适、健康的照明环境,提升办公人员的工作效率和舒适度。

实现个性化照明:通过预设多种照明场景,如会议模式、 清洁模式等,满足不同场景下的照明需求,提供更加个性化的照明体验。

3. 提高管理效率与降低维护成本

实现远程监控与管理:智能照明系统具备远程监控和管理功能,管理人员可以实时了解照明设备的运行状态,及时发现并处理故障,提高管理效率。

延长设备使用寿命:通过精准控制照明设备的开关和亮度,减少灯具的频繁开关和过度使用,从而延长灯具的使用寿命,降低更换成本。

4. 示范效应与推动行业发展

树立节能典范:政府办公厅作为公共机构,其智能照明节能改造项目的成功实施,将产生良好的示范效应,推动其他公共机构和企事业单位积极开展节能改造工作。

促进智能照明产业发展:随着智能照明技术的不断成熟和应用范围的扩大,将带动相关产业链的发展,促进智能照明产业的蓬勃发展。

5. 提升城市形象与公共服务水平

改善城市照明环境:政府办公厅作为城市的重要组成部分,其照明环境的改善将直接提升城市的整体形象,增强城市的吸引力和竞争力。

提高公共服务水平:智能照明系统的应用不仅提高了政府办公厅的照明效果和管理效率,还提升了公共服务水平,为市民提供更加便捷、高效的政务服务。

应用效果(年节能减排效果及经济效益)

一. 年节能减排效果

1. 办公室智能灯具

灯具数量:15000个面板灯及筒灯年能耗节省:144万度电

年电费节省:144万元(电价1元/度) 改后节能率:68.71%

2. 户外路灯

灯具数量 : 186套路灯年能耗节省:17.99万度电

年电费节省:17.99万元(电价1元/度)

改后节能率:81.54%

二. 经济效益

1. 直接节能效果与电费节省

显著的节电率:智能照明改造通过采用LED等高效节能光源,并结合智能控制系统,可以显著降低照明能耗。根据实际项目经验,节电率可达到70%以上。电费节省:节电率的提升直接带来了电费的节省。

2. 延长灯具使用寿命与减少维护成本

延长灯具寿命:智能照明系统通过对灯具的智能化管理,如自动调节亮度、避免过度使用等,可以显著延长灯具的使用寿命。一般来说,智能照明系统可以延长灯具寿命2~4倍,这对于减少灯具更换频率和降低维护成 本具有重要意义。

减少维护成本:由于灯具使用寿命的延长和智能系统的实时监控功能,可以及时发现并处理潜在的故障,减少因灯具损坏导致的维修和更换成本。此外,智能系统还可以提高维护效率,降低人工成本和材料费用。

3. 提升管理水平和运营效率

精细化管理:智能照明系统可以对每个灯具进行精细化管理,包括亮度、温度、电压、电流等参数的实时监测和控制。这使得管理人员可以更加准确地了解照明系统的运行状态,及时发现问题并采取措施。

提高运营效率:通过智能控制系统,可以实现照明设备的远程监控和管理,减少人工巡检的次数和成本。同时,智能系统还可以根据实际需求自动调节照明亮度,提高照明系统的运营效率和使用舒适度。

4. 促进可持续发展与提升城市形象

促进可持续发展:智能照明节能改造是建设资源节约型社会的重要措施之一,有助于推动政府办公厅乃至整个 城市的可持续发展。通过降低能源消耗和减少碳排放, 可以为环境保护和气候变化应对做出贡献。

提升城市形象:智能照明系统的应用不仅提高了照明效果和使用舒适度,还提升了城市形象和公共服务水平。通过信息化、自动化的系统建设,结合智慧灯杆等设施,可以改善城市环境、提高交通安全和社会治安水平,从而增强市民的获得感和幸福感。