Dissertations / Theses on the topic 'Світловий поток'

Мета кваліфікаційної роботи полягала у вивченні фізичних процесів у оптоволоконних системах зв’язку, їх конструктивно-технічних характеристик та впливу зовнішніх фізичних полів на робочі параметри і характеристики ліній. У роботі розглянуті питання стосовно теоретичних основ передачі світлових сигналів по волоконно-оптичним лініям зв'язку, параметри оптичного волокна, його конструктивно-технологічні особливості та методи захисту від зовнішніх впливів. Установлено, що як джерело світла оптоволоконні лінії мають ряд переваг: світоволокно не проводить електрику, тобто в місці світіння воно відсутнє; не проводить ультрафіолетові та інфрачервоні промені; має здатність проводити великі світлові потоки при мінімальному діаметрі кабелю або ниток; джерело світла знаходиться на відстані від місця світіння; мале споживання енергії; термін експлуатації кабелю більше 10 років. Розрахунок параметрів ВОЛЗ для прокладання на відстані 50-60 км по нерельєфній місцевості показав, що найбільш ефективним для використання в кліматичних і транспортних умовах Сумської області є оптичний кабель типу ОКЛБ-01-0,3/2,0-4, який складається із серцевини SiО2 і оболонки 3,1% GeO2+96,9% SiО2. Розрахунковим методом установлено, що при збільшенні довжини світлової хвилі від 0,6 до 1,8 мкм показник заломлення серцевини зменшується від 1,458 до 1,446, показник заломлення оболонки від 1,453 до 1,440, а нормована частота від 3,948 до 1,837. Проведені розрахунки ВОЛЗ і заземлюючих пристроїв та оцінена ймовірність пошкоджень ВОЛЗ ударами блискавки.

Визначено основні шляхи підвищення енергоефективності освітлювальних установок для котелень. Встановлено, що при проектуванні нових чи реконструкції діючих котельних цехів для забезпечення високого рівня енергоефективності необхідним є застосування енергоефективних джерел світла та світлових приладів з ефективними КСС. На підставі аналізу здійснено вибір методів світлотехнічного розрахунку. Для розрахунку світлотехнічної установки котельні вибрано метод коефіцієнта використання світлового потоку та метод випромінюваності, котрий є основою для розрахунків в пакетах DIALux та DIALux EVO. На основі залежностей відношення відстані між світловими приладами або їх рядами до висоти їх установки над робочою поверхнею від коефіцієнта форми кривої сили світла розраховано кількість світлових приладів типу ДСП65В різних модифікацій щодо кривої сили світла в системі освітлення котельні. Проведено моделювання та світлотехнічний розрахунок освітлювальної установки загального освітлення котельного приміщення в пакеті DIALux без врахування затінення робочої поверхні. В результаті встановлено, що освітлювальна установка, котра складається із двох світильників типу ДСП65В-100-211 та чотирьох світильників ДСП65В-100-211 здатна забезпечити середню освітленість на поверхні підлоги 81 лк, що відповідає державним будівельним вимогам щодо нормованої освітленості. З метою врахування затінення в пакеті DIALux EVO створено тривимірну віртуальну модель приміщення із встановленим в обладнанням.
В роботі запропоновано варіанти систем освітлення приміщення котельні на основі світлових приладів із напівпровідниковими та газорозрядними джерелами світла та здійснено їх порівняння по споживаній потужності.
The variants of boiler room lighting systems based on lighting devices with semiconductor and gas-discharge light sources are offered in the paper and compares them in terms of power consumption.
ВСТУП 6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Аналіз основних вимог до систем освітлення котелень 9 1.2 Основні напрямки підвищення енергоефективності освітлення котелень 12 1.3 Висновки до розділу 18 2 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 19 2.1 Вибір методу світлотехнічного розрахунку освітлення котельні 19 2.2 Визначення кількості світлових приладів в системі загального освітлення котельні 22 2.3 Розрахунок коефіцієнта корисної дії приміщень 28 2.4. Моделювання та розрахунок освітлювальних установок котельні 30 2.5 Висновки до розділу 32 3 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 34 3.1 Основні характеристики котельного приміщення 34 3.2 Вибір світлових приладів для системи освітлення приміщення котельні 35 3.3 Розрахунок коефіцієнта запасу 37 3.4 Світлотехнічний розрахунок системи освітлення за допомогою методу коефіцієнта використання 38 3.5 Світлотехнічний розрахунок освітлювальної установки приміщення котельні із використанням пакету DIALux EVO 41 3.6 Система освітлення котельні із використанням газорозрядних ламп 45 3.7 Порівняння варіантів освітлення приміщення котельні 51 3.8 Розрахунок аварійного освітлення 52 3.9 Розрахунок електричної освітлювальної мережі приміщення котельні 53 3.10 Висновки до розділу 57 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 60 4.1 Причини ураження електричним струмом в приміщеннях котелень 60 4.2. Аналіз факторів небезпеки, які можуть виникати при експлуатації котелень 62 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 65 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 68

У роботі розглянуті питання стосовно теоретичних основ передачі світлових сигналів по волоконно-оптичним лініям зв'язку, параметри оптичного волокна, його конструктивно-технологічні особливості на методи захисту від зовнішніх впливів і його конструкція. Процеси, що відбуваються при поширенні світла в оптичному волокні. Їх вплив на швидкість і дальність передачі інформаційних сигналів. Установлено, що як джерело світла оптоволоконні лінії мають ряд переваг: світоволокно не проводить електрику, тобто в місці світіння воно відсутнє; не проводить ультрафіолетові та інфрачервоні промені; має здатність проводити великі світлові потоки при мінімальному діаметрі кабелю або ниток; джерело світла знаходиться на відстані від місця світіння; система оптоволоконного дозволяє легко контролювати зміну кольору або світлоефектів; можливість домогтися виключно рівномірного освітлення; мале споживання енергії; термін експлуатації кабелю - більше 10 років. Проведені розрахунок волоконно-оптичної лінії зв’язку (ВОЛЗ) і заземлюючих пристроїв та оцінена ймовірність пошкоджень ВОЛЗ ударами блискавки.

Складське господарство є одним ізнайнеобхідніших елементів які виробництва, так і реалізації виготовленої продукціїі є притаманним длявсіхгалузей народного господарства. Основними завданнями об’єктів складського господарства є забезпечення збереження споживчих якостей продукції, а також раціональне виконання необхідних операцій з вантажопереробки продукції на різних етапах її просування на ринку. Якість роботи складів значною мірою впливає на своєчасне виконання плану виробництва, вантажоперевезення продукції, а отже на ефективність її та обсяг реалізації. Однією із основних вимог до внутрішніх інженерних систем як складських, так і будь-яких інших будівель є забезпечення необхідних умов для можливості безпечної роботи персоналу із високою продуктивністю праці. Такі умови можуть забезпечуватись при необхідних показниках енерго- та електропостачання будівель. Системи освітлення є чи не найважливішими інженерними системами складських будівель. Використання вдало спроектованого освітлення є одним із способів забезпечення високої ефективності роботи працівників, а отже і підприємства в цілому, та мінімізації ймовірності травмування персоналу та виникнення нещасних випадків. Крім того застосування енергоощадних технологій в освітлювальних установках дозволяє суттєво скоротити як витрати на їх експлуатацію, так і капітальні затрати, пов’язані із придбанням та встановленням елементівелектричної освітлювальної мережі. Тому актуальним є напрям, пов'язаний із проектуванням, а також із розробкою систем живлення та електропостачання енергоефективних освітлювальних систем, котрі б забезпечували необхідні вимоги щодо освітлення складських будівель.
В роботі запропоновано проект системи освітлення та її електропостачання для складських, офісно-адміністративних, допоміжних та приміщень іншого призначення складської будівлі із сумарною площею освітлюваних приміщень 10496 м2
The project of lighting system and its power supply is offered in the work for warehousing, office-administrative, auxiliary and premises of other purpose of the warehouse building with the total area of illuminated premises 10496 m2
ЗМІСТ ВСТУП 6 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Особливості проектування електропостачання складських будівель 9 1.2 Аналіз рекомендацій щодо освітлення основних приміщень складських будівель 11 1.3 Характеристики приміщень об’єкта проектування 14 1.4 Висновки до розділу 16 2 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 18 2.1 Вихідні дані до світлотехнічного розрахунку системи освітлення приміщень складської будівлі 18 2.2 Обґрунтування вибору кривої сили світла світлових приладів та їх кількості 24 2.3 Розрахунок коефіцієнта запасу 27 2.4 Світлотехнічний розрахунок та моделювання системи освітлення приміщень складської будівлі 29 2.5 Висновки до розділу 36 3 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 38 3.1 Електрична освітлювальна мережа складської будівлі 38 3.2 Розрахунок електричної освітлювальної мережі складської будівлі 42 3.2.1 Електротехнічний розрахунок електричних освітлювальних мереж по втраті напруги 44 3.2.2 Електротехнічний розрахунок електричних освітлювальних мереж по струму навантаження та вибір апаратів захисту 52 3.3 Схеми керування системою освітлення складської будівлі 56 3.4. Висновки до розділу 59 5 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 61 4.1 Причини виникнення пожеж та основні шляхи їх запобігання в складських приміщеннях 61 4.2. Аналіз заходів щодо попередження надзвичайних ситуацій 63 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 66 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 68 Додаток 1. Світлотехнічна відомість 72 Додаток 2. Характеристики груп електричної освітлювальної мережі складської будівлі

Одним із найважливіших завдань створення систем електропостачання промислових підприємств є забезпечення живлення електроенергією промислових споживачів електричної енергії. Вимоги до систем електропостачання промислових підприємств полягають у їх простоті, економічності та можливості встановлення нового обладнання. Крім того системи електропостачання повинні забезпечувати безперервність роботи одних електроспоживачів при виході із ладу, заміні чи ремонті інших. Однією із найбільш затребуваних галузей промислового комплексу є швейна промисловість, основною задачею якої є виготовлення одягу як для населення, так і для виробничих підприємств. Крім того головним завданням об’єктів цієї галузі є задоволення зростаючої потреби населення в одязі високої якості та великої різноманітного асортименту. Саме тому до систем електропостачання об’єктів цієї галузі висуваються вимоги, котрі пов’язані із перебійністю роботи, безпекою та енергощадністю електричного устаткування, котрому виділяється безпосередня чи опосередкована участь в технологічних процесах виробництва. При проектуванні систем електропостачання об’єктів швейного виробництва велика увага приділяється задачам, пов’язаним зі створенням систем, котрі б забезпечували якісне та енергоефективне освітлення. Саме від якості освітлення на об’єктах цієї галузі залежить кількість та якість випущеної продукції, відсутність браку, своєчасне виконання замовлень. Тому до якісних характеристик систем освітлення швейних цехів та майстерень висуваються особливі вимоги, пов’язані із забезпеченням необхідних рівнів освітленості на робочих поверхнях, можливості розрізнення кольорів, комфорту світлотехнічного середовища.
В роботі запропоновано проект електропостачання та освітлення приміщень швейної майстерні, з номінальною потужністю електрообладнання 36,98 кВт.
The paper proposes a project of power supply and lighting of the sewing workshop, with a nominal power of 36.98 kW.
ЗМІСТ ВСТУП 7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 9 1.1 Специфіка освітлення об’єктів швейного виробництва 9 1.2 Системи освітлення приміщень швейного виробництва 12 1.3 Основні відомості про об’єкт проектування 14 1.4 Висновки до розділу 16 2 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 18 2.1 Світлотехнічний розрахунок системи освітлення приміщень швейної майстерні з допомогою методу коефіцієнта використання 18 2.2 Моделювання освітлювальних установок приміщень швейної майстерні 25 2.3 Висновки до розділу 34 3 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 35 1 Визначення розрахункових навантажень швейної майстерні 35 3.2 Вибір схеми живлення електроустановок швейної майстерні 36 3.3 Вибір перерізу проводів електричної розподільчої мережі швейної майстерні 38 3.4 Розрахунок електричної освітлювальної мережі швейної майстерні 44 3.5 Вибір апаратів захисту групових ліній, котрі живлять силове обладнання 50 3.6 Вибір апаратів захисту електричної освітлювальної мережі швейної майстерні 52 3.7. Висновки до розділу 56 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 58 4.1 Аналіз особливостей випромінювання оптичного діапазону 58 5 4.2. Аналіз технічних заходів щодо попередження електротравм 60 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 63 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 65

Розроблено проект освітлення дошкільного навчального закладу на 140 місць з використанням світлових приладів на основі напівпровідникових джерел світла, реалізація якого дозволила б знизити потужність освітлювальної установки на 26,06 %.
The project of lighting of a preschool educational institution for 140 places with use of light devices on the basis of semiconductor light sources has been developed. The implementation of project would allow to reduce the power of the lighting installation by 26,06 %.
ВСТУП 7 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 9 1.1 Параметри нормування освітлення 9 1.2 Оцінка ефективності освітлювальних установок громадських будівель 12 1.3 Нормування освітлення громадських будівель та споруд 20 1.4 Основні методики проектування освітлювальних установок 22 1.5 Можливі шляхи підвищення ефективності споживання енергії освітлювальними установками громадських будівель 27 2. НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 31 2.1 Розрахунок коефіцієнта використання світлового потоку 31 2.2 Моделювання освітлювальної установки 34 3. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 39 3.1 Характеристики будівлі дитячого садка 39 3.2 Аналіз існуючої системи освітлення 40 4. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 51 4.1 Вибір джерел світла 51 4.2 Вибір нормованої освітленості 56 4.3 Вибір світлових приладів 57 4.4 Світлотехнічний розрахунок системи освітлення дитячого садка 64 4.5 Електротехнічний розрахунок освітлювальної установки 67 5. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 75 5.1 Вибір програмного забезпечення для світлотехнічного розрахунку системи освітлення 75 5.2 Вибір схеми живлення освітлювальної установки дитячого садка 82 5 6. ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 84 6.1 Економічна оцінка ефективності заходів модернізації 84 6.2 Розрахунок вартості та можливості економії внаслідок реалізації проекту 88 7. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 91 7.1 Охорона праці 91 7.1.1 Особливості випромінювання оптичного діапазону 91 7.1.2 Актуальність проблеми електробезпеки 94 7.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 97 7.2.1 Оцінка стійкості роботи підприємств електротехнічної та світлотехнічної галузі до впливу вражаючих факторів ядерної зброї 97 8. ЕКОЛОГІЯ 102 8.1 Екологічні проблеми світлотехнічної галузі 102 8.2 Забруднення довкілля, що пов’язане з виробництвом та використанням світлового обладнання 103 8.3 Аналіз шляхів зменшення забруднення довкілля об’єктами світлотехнічної галузі 106 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ 110 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 112 ДОДАТОК А 116

На основі вимог, наведених у нормативних документах розроблено проект освітлення основних та допоміжних приміщень будівлі кінотеатру з використанням світлових приладів на основі напівпровідникових джерел світла
On the basis of the requirements specified in the normative documents, the project of cinema basic and auxiliary premises lighting systems was developed with the using of fixtures with semiconductor light sources.
ВСТУП 7 РОЗДІЛ 1.АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА 9 1.1 Нормативні вимоги до електрообладнання культурновидовищних та закладів дозвілля 9 1.2 Категорії електроприймачів за надійністю електропостачання 11 1.3 Вимоги до систем освітлення культурно-видовищних та закладів дозвілля 14 1.4 Оцінкаефективностіосвітлювальних установок громадськихбудівель 18 РОЗДІЛ 2. НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 28 2.1 Розрахунок питомого енергоспоживання при освітленні кінотеатру 28 2.2 Аналіз залежностей питомих потужностей освітлення від характеристик основних та допоміжних приміщень кінотеатру 30 РОЗДІЛ 3. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 36 3.1 Характеристики будівлі кінотеатру 36 3.2Вибір виду та системи освітлення 41 3.3 Вибір нормованої освітленості 47 РОЗДІЛ 4. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА 57 4.1 Вибір джерел світла та світлових приладів 57 4.2 Світлотехнічнийрозрахунокосвітлювальноїустановкикінотеатру 65 4.3 Розрахунокелектричноїосвітлювальної мережі кінотеатру 79 РОЗДІЛ 5. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 85 5.1 Вибір схеми електропостачання освітлювальної установки 85 5.2 Електротехнічний розрахунок системи аварійного освітлення 87 РОЗДІЛ 6. ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ 91 ЕФЕКТИВНОСТІ 6.1. Оцінка ефективності проектів 91 6.2. Розрахунок витрат на реалізацію проекту освітлення кінотеатру 97 РОЗДІЛ 7. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 101 7.1 Охорона праці 101 7.1.1 Перша допомога людині, яка уражена електричним струмом 101 7.1.2 Загальні вимоги безпеки з охорони праці для користувачів ПК 104 7.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 107 7.2.1 Методи захисту світлової апаратури від дії електромагнітних хвиль ядерних вибухів 107 РОЗДІЛ 8. ЕКОЛОГІЯ 113 8.1 Актуальність охорони навколишнього середовища 113 8.2 Система «енергетика – навколишнє середовище» 114 8.3 Основні екологічні проблеми енергетики 115 8.4 Захист від впливу електромагнітних полів 116 ВИСНОВКИ 119 БІБЛІОГРАФІЯ 121 ДОДАТОК А 124

The mathematical thermal model of the cooling system of the LED based on the thermal tube was constructed. The system of differential equations was solved, which includes stationary equation of thermal conductivity and the equation of Joule's thermal generation, both supplemented by thermal boundary conditions. The distribution of temperature in structur elements of the cooling system was calculated in dependance on the power of LED, the parameters of thermal pipe and surrounding temperature.
В дипломній роботі побудовано теплову математичну модель систем охолодження світлодіода на базі локального радіатора та на базі теплової труби. Розв’язано систему диференціальних рівнянь, яка включає стаціонарне рівняння теплопровідності та рівняння термогенерації Джоуля доповнених тепловими граничними умовами. Розраховано розподіл температури в структурних елементах системи охолодження в залежності від потужності світлодіода, параметрів охолоджувальної системи і температури середовища. Сформульовано рекомендації по збільшенню світлового потоку світлодіодних ламп при одночасній стабілізації їх температурного режиму.
ВСТУП…7 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА …11 1.1 Принцип роботи світлодіодів...11 1.2 Класифікація світлодіодів...13 1.2.1 Індикаторні світлодіоди...13 1.2.2 Освітлювальні світлодіоди...14 1.3 Вплив температури p-n-переходу на параметри світлодіодів...17 1.4 Стабілізація температурного режиму світлодіодів...19 1.4.1 Пасивне охолодження...20 1.4.2 Охолодження через друковану плату...24 1.4.3 Активне повітряне охолодження...27 1.4.4 Струминне охолодження...28 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА …31 2.1 Побудова математичної моделі світлодіода...31 2.2 Розрахунок теплового режиму світлодіода з локальним радіатором...36 2.3 Розрахунок системи охолодження світлодіода на базі теплової труби...43 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА...52 3.1 Будова і принцип дії теплової труби...52 3.2 Класифікація теплових труб...55 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА…60 4.1 Конструювання пасивних систем охолодження світлодіодів...60 4.1.1 Охолодження через корпус...61 4.1.2 Охолодження пасивним радіатором...61 4.2 Конструювання систем охолодження на базі активного радіатора...63 4.3 Конструювання систем охолодження на базі теплових труб...67 4.3.1 Конструювання систем охолодження на базі теплових труб та пасивного радіатора...67 4.3.2 Конструювання систем охолодження на базі теплових труб та активного радіатора...69 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА...72 5.1 Світлодіоди для систем освітлення...72 5.2 Порівняльна характеристика світлодіодних матриць...73 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ...81 6.1 Соціально-економічна ефективність нової техніки...81 6.2 Економічний ефект і строк окупності додаткових капіталовкладень в напівпровідникові системи освітлення...82 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ...84 7.1 Охорона праці...86 7.1.1 Інфрачервоне випромінювання та особливості його дії на організм людини...86 7.1.2 Дія електромагнітного випромінювання на організм людини...88 7.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях...91 7.2.1 Методи захисту світлотехнічної апаратури від дії електромагнітного імпульсу блискавок...91 8 ЕКОЛОГІЯ...92 8.1 Джерела електромагнітних полів та методи зменшення їх впливу...92 8.2 Екологічний вплив електромагнітного опромінення на живі організми...97 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ...99 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ...100

В даний час напівпровідникові джерела світла все впевненіше завойовують сучасний ринок світлотехнічної продукції [1-3]. Світлодіодні освітлювачі і лампи, які містять світлодіоди і світлодіодні матриці надзвичайно перспективні для використання в побуті та промисловості. Це пояснюється рядом їх властивостей, які не притаманні традиційним освітлювальним приладам - лампам розжарювання і газорозрядним лампам. Світлодіодні лампи створюють потужну освітленість при малій споживаній потужності, випромінюють світло будь-якого забарвлення, мають великий термін служби [4]. Виробники НПДС стверджують, що їх термін експлуатації досягає понад 100000 годин безперервної роботи. Завдяки відсутності скляних механічно вразливих елементів світлодіоди дуже надійні і міцні. До інших чудових якостей світлодіодів належать їх еклолгічна чистота і безпека експлуатації, мініатюрність і технологічність, широкий спектр напруг живлення та струмів. Сучасні напівпровідникові джерела світла є економними енергозберігаючими джерелами світла. Коефіцієнт перетворення електроенергії в енергію світла сягає майже 30%. При цьому СД лампа потужністю 100 Вт за величиною світлового потоку може замінити десять ламп розжарювання потужністю по 100 Вт кожна. Якщо світлодіодна лампа в середньому буде світити хоча б шість годин щодоби, то за рік вона принесе економії майже 1000 кВт год.
У кваліфікаційній робот і розглянуто та проаналізовано систему о холодже ння світлодіодних освітлювачів тепловими трубами . Мета кваліфікаційної роботи полягає у розробці системи о холодже ння світлодіодних освітлювачів тепловими трубами . Кваліфікаційна робота скл адається із вступу, 4 розділів і загальних висновків. У вступі ви значено актуальність роботи, об’ єкт, предмет, мету і завдання, практичн у значимість роботи У першому розділі виконано порівняльний аналіз існуючих систем охолодження світлодіодних освітлюва чів У другому здійснено вибір та обгрунтування можливих варіантів технічної реалізації системи охолодження світлодіодних освітлювачів тепловими трубами У третьому розділі побудована теплова математична модель системи охолодження. Р озглянуті варіанти по будови систем охолодження світлодіодних освітлювачів тепловими трубами та радіатором . У четвертому розділі розглянуті основні аспекти охорони праці та безпеки життєдіяльності при роботі з освітлювальними приладами.
In the qualification work the system of cooling of LED illuminators by heat pipes is considered and analyzed. The purpose of the qualification work is to dev elop a system for cooling LED luminaires with heat pipes. Qualification work consists of an introduction, 4 sections and general conclusions. The introduction identifies the relevance of the work, the object, subject, purpose and objectives, the practical significance of the work. The first section compares the existing cooling systems of LED luminaires . In the second choice and substantiation of possible variants of technical realization of system of cooling of LED illuminators by heat pipes is carried out . In the third section the thermal mathematical model of cooling system is constructed. Variants of construction of cooling systems of LED illuminators by heat pipes and a radiator are considered. The fourth section discusses the main aspects of occupation al safety and health when working with lighting fixtures.
ЗМІСТ ВСТУП 5 1. АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 8 1.1 Вплив температури на параметри світлодіодів 8 1.2 Системи охолодження світлодіодів 9 1.3 Охолодження вентилятором і тепловою трубкою 14 Висновки до першого розділу 16 2. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 17 2.1 Конструкція теплової труби 17 2.2 Види теплових трубок 20 2.3 Практичні конструкції світлодіодних ламп з тепловими трубками 25 3. РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ 30 3.1 Модель системи охолодження світлодіода з тепловою трубкою 30 3.2 Розрахунок тепловго режиму світлодіода з тепловою трубкою для проектування освітлювальних систем 35 3.3 Розрахунок теплового режиму світлодіода з тепловою трубкою та радіатором 40 4. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТА ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 47 4.1 Аналіз шкідливих виробничих факторів, електробезпеки, пожежної небезпеки світлодіодних ламп 47 4.2 Захист персоналу та навколишнього середовища від небезпечних виробничих факторів 52 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 55 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 56

In the thesis the thermal mathematical model of the semiconductor light source is constructed. It describes the influence of the main parameters: power, quantum efficiency, thermal resistance, temperature of the external environment on its thermal regime. The thermal modes of LEDs with local and external radiators are calculated. The thermal mode of the LED with the thermoelectric cooling module is calculated. Recommendations for increasing the light flux and light output of semiconductor light sources with the simultaneous stabilization of their thermal regime are formulated.
У дипломній роботі побудовано теплову математичну модель світлодіодної матриці, яка описує вплив основних параметрів: потужності, квантової ефективності, теплового опору системи охолодження, температури зовнішнього середовища на її тепловий режим. Розраховано теплові режими світлодіодних матриць з локальним радіатором. Розраховано тепловий режим світлодіодної матриці з термоелектричним модулем охолодження (ТЕМО). Показано, що застосування ТЕМО дає можливість зменшити температуру матриці до значень нижчих ніж температура навколишнього середовища. Це особливо актуально в умовах, коли температура середовища близька до критичної температури p-n-переходу. Показано, що ефективність використання ТЕМО знижується при збільшенні потужності світлодіодної матриці, температури навколишнього середовища і сумарного теплового опору системи охолодження. Сформульовано рекомендації по збільшенню світлового потоку та світлової віддачі світлодіодної матриці при одночасній стабілізації її теплового режиму.
ВСТУП……7 1 АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА ……11 1.1 Освітлювальні світлодіоди 11 1.2 Світлодіодні матриці 13 1.3 Вплив температури на параметри світлодіодних матриць 18 1.4 Активні способи охолодження світлодіодних матриць 21 1.4.1 Охолодження активним радіатором 22 1.4.2 Охолодження за допомогою струменевої технології 23 1.4.3 Охолодження іонним вітром 25 1.4.4 Рідинне охолодження 25 1.4.5 Охолодження за допомогою теплових труб 26 2 НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА 30 2.1 Розрахунок теплового режиму світлодіодних матриць 30 2.1.1 Поширення тепла в середовищі. Метод електротеплової аналогії........30 2.1.2 Розрахунок системи охолодження світлодіодної матриці на основі активного радіатора 33 2.2 Охолодження світлодіодних матриць термоелектричними модулями.......40 2.2.1 Основні співвідношення для розрахунку термоелектричного охолодження 40 2.2.2 Розрахунок системи охолодження світлодіодної матриці на основі термоелектричних модулів 43 2.3 Вплив охолодження на світловий потік світлодіодних матриць 51 3 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 58 3.1 Термоелектричний модуль охолодження 58 3.2 Режими роботи термоелектричного модуля 60 3.3 Технічні характеристики сучасних термоелектричних модулів 62 4 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА……………64 4.1 Конструювання активних систем охолодження світлодіодних матриць 64 4.1.1 Системи охолодження на базі активних радіаторів 65 4.1.2 Системи охолодження на базі термоелектричних модулів 67 5 СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА 71 5.1 Світлодіодні матриці для систем освітлення 71 5.2 Порівняльна характеристика світлодіодних матриць 72 6 ОБГРУНТУВАННЯ ЕКОНОМІЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ 80 6.1 Соціально-економічна ефективність нової техніки 80 6.2 Економічний ефект і строк окупності додаткових капіталовкладень в напівпровідникові системи освітлення 81 7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ.. 85 7.1 Охорона праці 85 7.1.1 Інфрачервоне випромінювання та особливості його дії на організм людини 85 7.1.2 Дія електромагнітного випромінювання на організм людини 87 7.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 90 7.2.1 Методи захисту світлотехнічної апаратури від дії електромагнітного імпульсу блискавок 90 8 ЕКОЛОГІЯ 93 8.1 Джерела електромагнітних полів та методи зменшення їх впливу...93 8.2 Екологічний вплив електромагнітного опромінення на живі організми...96 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ 98 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 99

Робота виконана в Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України, м. Тернопіль. Захист відбудеться 25 грудня 2014 року на засіданні спеціалізованої вченої ради К. 58.052.04. у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46008, Україна, м. Тернопіль вул. Білогірська, 50. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.07 – світлотехніка та джерела світла. Тернопільський наці-ональний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль 2014. Дисертація присвячена розвитку науково-технічних основ оцінки енерго-ефективності джерел світла та освітлювальних установок, побудованих на їх основі. Доведено, що найбільш достовірним методом оцінки енергоефективності джерел світла, незалежно від фізичних принципів їхньої дії, є метод, оснований на оцінці енергоефективності за питомою вартістю одиниці світлової енергії, ви-робленої джерелом світла за середню тривалість його світіння. Запропоновано аналітичний вираз для розрахунку економії електричної енергії для будь-яких функціональних залежностей регулювання світлового по-току джерел світла. Доведено, що динаміка перехідного процесу спаду світло-вого потоку напівпровідникових джерел світла від моменту ввімкнення до пе-реходу в усталений режим, а також протягом експлуатації в межах середньої тривалості світіння, з достатньої для практики точністю описується різницею падаючої і зростаючої експоненціальних функцій з різними сталими часу та сталими інтегрування. Доведено, що одночасне зменшення діаметру розрядної трубки і струму, що протікає через люмінесцентну лампу, призводить до суттєвого зростання відносних значень напруги на лампі, обмежуючи можливості виготовлення по-тужних ЛЛ для електричних мереж промислової частоти напругою 220-240 В. Запропоновано концепцію конструювання безблискісних світлодіодних світильників. Доведено, що автомобільні дороги найкраще освітлювати золоти-сто-жовтим світлом РЛВТ типу ДНаТ, а пішохідні переходи додатково ще й спеціалізованими світлодіодними освітлювальними приладами.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.07 – светотехника и источники света. – Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, Тернополь, 2014. Диссертация посвящена развитию научно-технических основ оценки эне- ргоэффективности источников света и осветительных установок, построенных на их основе. Доказано, что наиболее достоверным методом оценки энергоэф- фективности источников света, независимо от физически принципов их работы, является метод, основанный на оценке энергоэффективности по удельной стои- мости единицы световой энергии, выработанной источником света за среднюю продолжительность его свечения. Разработана математическая модель для расчета достоверних значений экономии электрической энергии для любых функциональных зависимостей регулирования светового потока источников света. Доказано, что динамика пе- реходного процесса спада светового потока полупроводниковых источников света от момента включения до перехода в установившийся режим, а также в течение эксплуатации в пределах средней продолжительности свечения, с до- статочной для практики точностью описывается разницей спадающей и возрас- тающей экспоненциальных функций с различными по величине постоянными времени и постоянными интегрирования. Доказано, что одновременное уменьшение диаметра разрядной трубки и тока через люминесцентную лампу приводит к существенному росту относи- тельных значений напряжения на лампе, ограничивая возможности изготовле- ния мощных ЛЛ для электрических сетей промышленной частоты напряжением 220-230 В. 19 Предложена концепция конструирования безблесткостных светодиодных светильников. Доказано, что автомобильные дороги лучше всего освещать зо- лотисто-желтым светом РЛВД типа ДНаТ, а пешеходные переходы дополни- тельно еще и специализированными светодиодными осветительными прибора- ми.
Thesis for a Candidate Degree in Technical Sciences, Speciality 05.09.07 – Light Engineering and Light Sources. – Ternopil Ivan Pul'uj State Technical University, Ternopil, 2014. The thesis deals with the development of scientific and technical bases of assessment of light sources and lighting settings’ energy efficiency manufactured on their basis. It has been proved that the most reliable, comprehensive and scientifically sound evaluation method of energy efficiency of light sources regardless of physical principles of their functioning is the method based on the assessment of energy efficiency by the specific cost per unit of light energy produced by a light source within an average duration of its luminescence. That is caused by the fact that in estimating there has been taken into account the maximum possible number of available parameters (the cost of light sources and the minimum of start-control devices necessary for them, the power of light sources, luminous efficiency of a light sources set plus start-control devices and an average duration of glow) which influence energy efficiency in the greatest degree. There has been developed a mathematical model for calculating realistic values of electrical еnergy savings for any functional dependencies of luminous flux light sources regulation, taking into account the power losses in electromagnetic ballast chokes. It has been proved that the dynamics of the transition process of semiconductor light sources’ luminous flux decrease from the moment of switching to the moment of transition into a steady mode, as well as within an average duration of glow, is described (with accuracy sufficient for practical purposes) by the difference of decreasing and increasing exponential functions of constants of time and integration of various magnitude, which made it possible: a) to evaluate the contribution of each transient thermal resistance (light emitting diode-radiator, radiator-environment) to the process of the excessive heat transfer from a driver and LEDs to the environment; b) to suggest a method of determining an optimal value of nominal current generated on the basis of LED lighting products in terms of providing a necessary magnitude of an average duration of glow; c) to determine the amount of light energy generated within any pre-specified period of time. 20 Based on the analysis and generalization of the obtained and published experi- mental data there has been constructed an mathematical model of electrical and lighting parameters of semiconductor light sources in the form of system equations, which made it possible to determine their energy efficiency in the process of luminous flux regulation. There has been introduced the concept of spatial pulsations of the luminous flux which made it possible: a) to formulate the requirements for the rational distribution in rooms of two and four lamp fixtures made under a split phase scheme for the network power frequency of 50 Hz; b) to explain the causes for the increase (decrease) of the luminous flux pulsation coefficient of white light from heat and discharge light sources in passing through bulbs of coloured light sources or coloured filters. It has been proved that a simultaneous decrease of the discharge tube diameter and the current through a fluorescent lamp leads to a significant increase in the relative values of voltage in a lamp (due to the increase of the potential gradient in a positive pillar of discharge) limiting the possibility of manufacturing not only powerful low-pressure discharge lamps, but also the increase of the luminous efficiency and operation in a chain of an industrial network with electromagnetic start-control devices. There has been set forward the concept of designing anti-glare light emitting diodes luminaires based on multicomponentness, namely the transition from general to zonal lighting, from the category of "lamp" to the category of "lighting apparatus", from powerful to small and medium-power LEDs with light beams redirection by means of reflective systems and secondary optical lens to avoid hyper-brightness cells formation. It has been proved that highways are better illuminated by golden-yellow light of high intensity discharge lamps of the high-pressure sodium vapor type while pedestrian crossings – by additional specialized LED lighting fixtures that would operate only in the periods when at a pedestrian crossing area there will be both vehicles and pedestrians (a pedestrian), which will make it possible not only to increase the energy efficiency of lighting settings, but also to reduce the number of traffic accidents involving pedestrians. It has been found out that for light sources with continuously declining dependency of energy efficiency the regulation of the luminous flux in terms of the normalized specific cost per unit of light energy produced by a light source in the process of dimming the best mode of exploitation is the on-off one based on the usage of presence sensors.

У формуванні історичної пам’яті та національної ідентичності музейні заклади відіграють важливу роль. Основне призначення музеїв полягає в збереженні культурно-історичних, природних, наукових цінностей, а також поширення знань через вивчення і демонстрацію пам’яток та експонатів. При демонстрації музейних експонатів, як і будь-яких інших об’єктів, одну із найважливіших ролей відіграє освітлення, яке саме і визначає зорові відчуття, які є першим етапом естетичного сприйняття навколишнього простору в музейному приміщенні. Правильно підібрана освітлювальна система може відразу задовольняти вимоги щодо безпеки, надійності та економічності, а коректно організоване освітлення є одним з основних факторів отримання комфортних умов для ефективного функціонування зорового апарату спостерігача.
В роботі запропоновано систему освітлення та її електропостачання для приміщень виставкового, адміністративного та допоміжного призначень будівлі краєзнавчого музею із загальною площею приміщень 4873,70 м2
The qualification work proposes a lighting system and its power supply for the premises of the exhibition, administrative and auxiliary purposes of the building of the Museum of Local Lore with a total area of 4873.70 m2.
ВСТУП 6 1. Аналітичний розділ 8 1.1. Аналіз характеристик приміщень будівлі музею 8 1.2. Аналіз основних функціональних вимог до освітлення музейних приміщень 10 1.3. Аналіз нормативних вимог до освітлення приміщень музейних будівель 13 1.4. Висновки до розділу 19 2. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 20 2.1. Вибір виду і системи освітлення та нормованих значень освітленості приміщень будівлі музею 20 2.2. Вибір джерел світла та світлових приладів для освітлення музейних приміщень 23 2.3. Вибір напруги, джерела живлення, марки проводу електричної освітлювальної мережі музею 28 2.4. Електротехнічний розрахунок електричної освітлювальної мережі музею 32 2.4.1. Розрахунок електричної освітлювальної мережі музею на мінімум провідникового матеріалу 33 2.4.2. Розрахунок електричної освітлювальної мережі по струму навантаження та вибір апаратів захисту 42 2.5. Висновки до розділу 45 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ 46 3.1. Світлотехнічний розрахунок системи освітлення музею 46 3.2. Моделювання освітлювальної установки музею в пакеті DIALux 50 3.3 Розрахунок питомого енергоспоживання системою освітлення приміщень краєзнавчого музею 58 5 3.4. Висновки до розділу 60 4. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 62 4.1. Аналіз факторів на об'єкті проектування, які впливають на наслідки уражень електричним струмом 62 4.2. Причини виникнення пожеж та основні шляхи їх запобігання в музейних приміщеннях 65 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 68 70 ДОДАТОК А 74

Напівпровідникові джерела світла (НПДС) все впевненіше завойовують сучасний ринок світлотехнічної продукції [1-3]. Світлодіодні освітлювачі і лампи, які містять світлодіоди і світлодіодні матриці надзвичайно перспективні для використання в побуті та промисловості. Це зв’язано з їх перевагами перед традиційними джерелами світла - лампами розжарювання і газорозрядними лампами. Світлодіодні освітлювачі забезпечують високу освітленість об’єктів, споживають мало енергії, дозволяють отримати будь-який колір випромінювання, мають великий термін експлуатації [4]. Виробники НПДС стверджують, що їх термін експлуатації досягає понад 100000 годин безперервної роботи. Завдяки відсутності скляних механічно вразливих елементів світлодіоди дуже надійні і міцні. До інших чудових якостей світлодіодів належать їх еклолгічна чистота і безпека експлуатації, мініатюрність і технологічність, широкий спектр напруг живлення та ін.. Сучасні світлодіодні лампи є енергозберігаючими джерелами світла. Зокрема, їх ККД перетворення електричної енергії в світлову близький до 30%. При цьому СД лампа потужністю 100 Вт за величиною світлового потоку може замінити десять ламп розжарювання потужністю по 100 Вт кожна. Якщо світлодіодна лампа в середньому буде світити хоча б шість годин щодоби, то за рік вона принесе економії майже 1000 кВт год. В даний час провідні країни світу здійснюють переоснащення сфери освітлення. Створюються і впроваджуються в практику спеціальні програми по розробці енергозберігаючих джерел світла. Процес масового впровадження енергоощадної світлотехнічної продукції отримала додатковий імпульс в звязку з наростаючою в світовою енергетичною кризою. Адже запаси викопного вуглеводневого палива обмежені.
кваліфікаційній роботі розглянуто та проаналізовано систему охолодження світлодіодних освітлювачів термоелектричними модулями Пельтьє. Мета кваліфікаційної роботи полягає у розробці системи охолодження світлодіодних освітлювачів термоелектричними модулями Пельтьє. Кваліфікаційна робота складається із вступу, 4 розділів і загальних висновків. У вступі визначено актуальність роботи, об’єкт, предмет, мету і завдання, практичну значимість роботи. У першому розділі виконано порівняльний аналіз існуючих систем охолодження світлодіодних освітлювачів. У другому здійснено вибір та обґрунтування можливих варіантів технічної реалізації системи охолодження світлодіодних освітлювачів термоелектричними модулями Пельтьє. У третьому розділі побудована теплова математична модель системи охолодження. Розглянуті варіанти побудови систем охолодження світлодіодних освітлювачів з термоелектричними модулями Пельтьє. У четвертому розділі розглянуті основні аспекти охорони праці та безпеки життєдіяльності при роботі з освітлювальними приладами.
In the qualification work the system of cooling of LED illuminators by Peltier thermoelectric modules is considered and analyzed. The purpose of the qualification work is to develop a cooling system for LED luminaires with Peltier thermoelectric modules. Qualification work consists of an introduction, 4 sections and general conclusions. The introduction identifies the relevance of the work, the object, subject, purpose and objectives, the practical significance of the work. The first section compares the existing cooling systems of LED luminaires. In the second the choice and substantiation of possible variants of technical realization of the system of cooling of LED illuminators by Peltier thermoelectric modules is carried out. In the third section the thermal mathematical model of cooling system is constructed. Options for constructing cooling systems for LED luminaires with Peltier thermoelectric modules are considered. The fourth section discusses the main aspects of occupational safety and health when working with lighting fixtures.
ЗМІСТ ВСТУП 5 1. АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ 8 1.1 Напівпровідникові джерела світла 8 1.2 Типи напівпровідникових джерел світла 11 1.3 Існуючі способи регулювання теплових режимів 15 Висновки до першого розділу 17 2. ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ 19 2.1 Способи термостабілізації напівпровідникових джерел світла 19 2.2 Термоелектричне охолодження 26 2.3 Конструювання системи охолодження СД з модулем Пельтьє 27 3. РОЗРАХУНКОВИЙ РОЗДІЛ 33 3.1 Вибір методики розрахунку 33 3.2 Вибір сучасних СД матриць та модулів Пельтьє для проектування освітлювальних систем 36 3.3 Розрахунок теплового режиму СД матриці з модулем Пельтьє 39 4. БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ТА ОСНОВИ ОХОРОНИ ПРАЦІ 48 4.1 Аналіз небезпечних і шкідливих виробничих чинників, електробезпеки, пожежної небезпеки світлодіодних ламп 48 4.2 Захист персоналу та навколишнього середовища від небезпечних виробничих факторів 53 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 56 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 57

Розроблено та вдосконалено програми аналізу спектрального складу випромінювання джерел світла за паспортними даними, розрахунку на їх основі реального світлового потоку. Результати їх роботи вказують на похибки в межах 3÷7 % у значеннях світлового потоку, координат кольоровості, що потрібно враховувати в реальному моделюванні.
У кваліфікаційній роботі приведено результати моделювання й аналізу характеристик моделі освітлювальної установки та системи її електропостачання для типових відкритих спортивних шкільних майданчиків. При проектуванні системи освітлення та її електроживлення за основні та найбільш важливі критерії вибору вибиралися: відповідність світлотехнічних характеристик джерел світла та світлових приладів поставленому завданню, їх доступність в Україні, гарантійні умови обслуговування обладнання, економічно вигідна собівартість. Використовуючи результати проведених у роботі розрахунків, вибрану світлотехнічну продукцію, виконано проект системи освітлення шкільного спортивного майданчика в одному з населених пунктів Тернопільської області.
The qualification work presents the results of modeling and analysis of the characteristics of the model of the lighting installation and its power supply system for typical outdoor sports school grounds. When designing the lighting system and its power supply, the main and most important selection criteria were selected: compliance of lighting characteristics of light sources and lighting fixtures with the task, their availability in Ukraine, warranty conditions for equipment, cost-effective. Using the results of calculations performed in the work, selected lighting products, the project of the lighting system of the school sports ground in one of the settlements of Ternopil region was performed.
ВСТУП ...7 1 АНАЛІТИЧНИЙ РОЗДІЛ ...12 1.1 Аналіз систем освітлення шкільних спортивний майданчиків ...12 1.2 Вибір джерел світла для освітлювальної установки по їх світлотехнічних характеристиках...16 1.3 Аналіз фотометричних параметрів прожекторів з різними типами відбивачів ...21 1.4 Висновки до розділу ...24 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСЬКИЙ РОЗДІЛ ...25 2.1 Методики попереднього розрахунку освітлювальної установки ...25 2.2 Переваги точкового методу при моделюванні освітлювальних установок ...28 2.3 Проектно-конструкторська послідовність моделювання систем прожекторного освітлення ...33 2.4 Конструкторські особливості встановлення світлових приладів... 38 2.5 Світлотехнічні особливості LED прожекторів і світильників ...42 2.6 Особливості системи електроживлення світлодіодної освітлювальної установки ...46 3 РОЗРАХУНКОВО-ДОСЛІДНИЦЬКИЙ РОЗДІЛ ...48 3.1 Аналіз результатів теоретичного дослідження фотометричних характеристик світлових приладів ...48 3.2 Програмний модуль дослідження освітленості створеної прожекторами ... 52 3.3 Програмний модуль дослідження спектру свічення світлодіодів ...59 3.4 Моделювання системи освітлення реального майданчику в середовищі DiaLux ...66 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ...74 4.1 ОХОРОНА ПРАЦІ ...74 4.1.1 Надання першої допомоги при ураженні електричним струмом ...74 4.1.2 Дія електричного струму на організм людини ...74 4.2 БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ ...76 4.2.1 Пожежна безпека на об’єкті, що проектується ...76 ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ...80 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ ...81

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел із 109 найменувань, 4 додатків, містить 57 рисунків, 22 таблиці. Повний обсяг роботи складає 136 сторінки.
Філюк Я.О. Світлотехнічні установки з автономним живленням – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.09.07 – «Світлотехніка та джерела світла». – Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, Тернопіль, 2019. Робота присвячена дослідженню енергетичних характеристик сонячних елементів та акумулюючих систем, удосконаленню системи керування автономним живленням освітлювальних установок та впливу кліматичних умов на енергетичний потенціал сонячного випромінювання. Розроблено методику та змонтовано експериментальну установку для вимірювання фотоелектричних характеристик сонячних батарей. Запропонована модель сонячної батареї. Експериментально визначено параметри даної моделі. Проведено моделювання впливу фактора ідеальності діода і зворотнього струму насичення діода на напругу холостого ходу сонячної батареї. В якості акумулюючої системи для автономного джерела живлення освітлювальної установки запропоновано батарею із Li-ion акумуляторів та суперконденсаторів. Встановлено лінійну залежність ємності суперконденсатора від величини напруги зарядження. Експериментально визначено, що із збільшенням тривалості заряду суперконденсатора при номінальній напрузі збільшується час саморозряду. Запропоновано систему регулювання процесів заряду/розряду суперконденсаторів та Li-ion акумуляторів з використанням пристрою балансування напруги на окремих їх елементах. Запропоновано методику та змонтовано експериментальну установку для вимірювання та запису густини потоку сонячного випромінювання. Проведено аналіз впливу тривалості хмарності протягом кожного місяця 2016-2017 рр. на величину виміряних значень густини потоку сонячного випромінювання. Встановлено аналітичний зв’язок між середньодобовою поверхневою густиною енергії сонячного випромінювання та середньодобовим ступенем хмарності Есер=f(N). Проведено розрахунок енергетичного потенціалу сонячного випромінювання для м. Львова, м. Хмельницького, м. Івано-Франківського та м. Чернівці. Наведено методику та проведено розрахунку 2-х типів сонячних енергетичних установок для зовнішнього освітлення. Перший тип повністю забезпечує електроенергією зовнішнє освітлення в осінньо-зимовий період та другий тип у весняно-літній період. Виконано розрахунок автономного живлення зовнішнього освітлення 3-ох типів населених пунктів з різною кількістю населення: 2.8 млн (м. Київ), 218 тисяч (м. Тернопіль) та 8,7 тис (м. Ланівці)
Filiuk Ya.O. Lighting installations with autonomous power supply. The qualification scientific work on the manuscript copyright. Ph.D. thesis fin Engineering Sciences with major in 05.09.07 «Lighting engineering and light sources». Ternopil Ivan Pul’uj National Technical University, Ternopil, 2019. The work deals with the research of output performance of solar cells and accumulating systems, improvement of control systems for self-contained power supply of lighting installations and impact of climatic conditions on power potential of solar radiation. The methodology was developed and experimental installation was built for measuring photovoltaic performance of solar battery. Model of solar battery was proposed. Performance characteristics of this model were experimentally determined. Simulation of impact of diode ideality factor and diode reverse saturation current on idle solar battery voltage was carried out. Li-ion battery and supercondenser assembly was suggested as an accumulating system for self-contained power supply of lighting installation. Linear dependency of supercondenser capacity on the value of charging voltage was determined. It was experimentally stated that supercondenser self-discharge time increased when their charging duration at nominal voltage grew. Supercondenser and Li-ion battery charge/discharge regulation system using the device for voltage balancing on their separate elements was proposed. The methodology and experimental installation for measuring and recording of solar radiation flux density were proposed. The analysis of monthly cloud amount in the years of 2016-2017 and its influence on the content of observed values of solar radiation flux density was carried out. Theoretical relations between daily average surface solar radiation flux density and daily average cloud amount Есер=f(N) were established. Calculations of energy potential of solar radiation for the cities of Lviv, Khmelnytskyi, Ivano-Frankivsk and Chernivtsi were made. The dissertation provides descriptions of methodology and calculations made for two types of solar energy units for outdoor lighting. The first type completely supplies power for outdoor lighting during autumn-winter period whereas the second type – in spring-summer period. Calculations for outdoor lighting autonomous power supply of three types of cities with different population: 2.8M (Kyiv), 218K (Ternopil), 8,7K (Lanivtsi) were made.
ЗМІСТ ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ 10 ВСТУП…………………………………………………………………………… 11 РОЗДІЛ 1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 1.1. Стан зовнішнього освітлення населених пунктів України……. 17 1.2. Аналіз освітлювальних установок зовнішнього освітлення з автономним живленням………………………………………………......... 23 1.2.1. Джерела автономного живлення освітлювальної установки 1.2.2. Акумулюючі батареї для освітлювальних установок з автономним живленням ……………………………………………………….. 1.2.3. Контролери заряду акумуляторних батарей……………………. 29 33 40 Висновки …………….……………………………………………………… 43 РОЗДІЛ 2. ДЖЕРЕЛО АВТОНОМНОГО ЖИВЛЕННЯ ОУ НА БАЗІ СОНЯЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ 2.1. Вимірювання фотоелектричних характеристик сонячних елементів 44 2.2. Побудова моделі сонячної батареї…………………………………… 49 2.3. Блок накопичення електричної енергії……………………………… 53 2.4. Системи балансування напруги на окремих елементах акумулюючої системи……………………………………………………… 59 Висновки ……………..……………………………………………………… 61 РОЗДІЛ 3. ВИЗНАЧЕННЯ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ПОТЕНЦІАЛУ СОНЯЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ 3.1. Вимірювання потоку сонячного випромінювання………………….. 63 3.2. Аналіз енергетичного потенціалу сонячного випромінювання з врахуванням кліматичних умов території……………………………….. 3.2.1. Результати дослідження густини потоку сонячного випромінювання на широті м. Тернополя……………………………………. 3.2.2. Вплив ступеня хмарності на густину енергії сонячного випромінювання……………………………………………………………….. 3.3. Використання результатів досліджень для моніторингу енергетичного потенціалу сонячного випромінювання населених пунктів Західного регіону України………………………………………. 66 66 74 85 Висновки ……………..…………………………………………………….. 88 РОЗДІЛ 4. МОДЕЛЮВАННЯ ОСВІТЛЮВАЛЬНОЇ УСТАНОВКИ З АВТОНОМНИМ ЖИВЛЕННЯМ ТА ЇЇ ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ 4.1. Розрахунок сонячної енергетичної установки для зовнішнього освітлення населених пунктів……………………………………………… 89 4.2. Техніко-економічний розрахунок сонячної енергетичної установки для зовнішнього освітлення населених пунктів…………………………. 94 4.3. Світлотехнічний розрахунок ОУ …………………………………….. 100 4.4. Аналіз ефективності роботи автономної енергетичної установки для зовнішнього освітлення……………………………………………………. 102 Висновки ……………..……………………………………………………… 106 ВИСНОВКИ…………………………………………………………………….. 107 СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ………………………………….. 109 Додаток А 121 Додаток Б 122 Додаток В 126 Додаток Г 134