Milstolpar energibesparing med modern belysning. Energieffektiv belysning. Belysning i industrin. Ofta gamla omoderna lysrörsarmaturer.

Transkript

1 Energieffektiv belysning Milstolpar energibesparing med modern belysning Lysrör + magnetiska driftdon Lysrör + energieffektiv a magnetiska driftdon Lysrör + elektroniska driftdon Dimbara elektroniska driftdon Dimbara elektroniska driftdon Dimbara system Dagsljusavkänning Närvarostyrning T8 System (lysrör med d = 26 mm) T5 System (lysrör med d = 16 mm) Tidigare situation Potential Belysning i industrin Ofta gamla omoderna lysrörsarmaturer. Belysningen står, generellt, för 30 % av elanvändning. 1

2 Begrepp att känna till Färgåtergivning Ra-index är ett mål på ljuskällans förmåga till att återge färger korrekt och graderas från Glödlampan är referens med Ra-index 100 Färgtemperatur mäts i Kelvin och beskriver ljusets färgintryck < 4000K = varmt ljus ; > 4000K = kallt ljus. Ljusflödet mäts i lumen (lm) och är ett mått på hur mycket ljus en ljuskälla avger. Belysningsstyrkan mäts i lux och är samma sak som lm/m 2. 2

3 Energi = Effekt x tid Bild från industri Effekt Val av ljuskälla Val av armatur Placering av belysning Lokalens färg och utformning Spänningsreglering Dagsljusreglering Tid Beteende Tidstyrning Närvarostyrning Drivdon Drossel Egen effektutveckling hos drossel Lysrör 18 W = 22 W inklusive drossel och tändare Består av en elektrisk komponent som begränsar strömmen till rätt värde. Lysrör 36 W = 43 W inklusive drossel och tändare Lysrör 58 W = 71 W inklusive drossel och tändare Finns ofta i äldre konventionell teknik. Har egen energiförbrukning Hg 125 W = 135 W inklusive drossel och tändare Hg 250 W = 265 W inklusive drossel och tändare Metallhalogen 400 W = 460 W inklusive drossel och tändare 3

4 Drivdon Drivdon HF-don Ersätter drosseln i modernare lysrörsarmaturer. Bättre ljuskomfort (inget flimmer). Lägre energiförbrukning. Generella effekter för drivdon Drivdon (ej HF) ljuskälla (effekt på lysrör) * 20% Drivdon HF ljuskälla (effekt på lysrör) * 10 % Omgivningstemperatur 40 0 C 70 0 C För ljusreglering krävs en speciell typ av HF-don som finns i analoga eller digitala system. Glödlampor Lågenergilampor/lysrörslampor Alternativ till glödlampor Brett ljusspektrum och ger således ett behagligt ljus med god färgåtergivning. Lätt att byta. Endast 5 % av energin blir synligt ljus resten är värmestrålning. Billig att köpa men dyr i drift. Ljusutbyte 6-13 lm/w. Färgtemperatur 2700K Ra-index 100 Livslängd ca 1000 timmar. Lågenergilampa utan/med yttre hölje, energiklass A Sparar 75-80% energi jämfört med en vanlig glödlampa. Livslängd timmar. Färgtemperatur K Glödlampa Lågenergilampa Ljusflöde Effekt Effekt Lumen 15W 3-5W 90 25W 7-8W W 11W W 15W W 18-20W W 23-27W

5 Lågenergilampan liksom alla andra lysrör innehåller kvicksilver Halogenglödlampa Normallampor E27, E14 Lågenergilampan innehåller mellan 1-5 mg kvicksilver per lampa Driftdonet sitter i lampans sockel, vilket betyder att hela driftdonet kastas när lampan byts. Alternativ till glödlampor Ljusflöde lumen Lampeffekt watt 28 W klar/matt kolv W klar/matt kolv W klar/matt kolv W klar kolv W matt kolv W klar/matt kolv W klar kolv W matt kolv W klar/matt kolv W klar/matt kolv W klar kolv W matt kolv 2380 Halogenglödlampa classic, energiklass C. Dessa halogenglödlampor för nätspänning* drar cirka 30 procent mindre energi än en vanlig glödlampa. Ljuset är mycket likt en vanlig glödlampas ljus. Lampeffekt watt Ljusflöde lumen 20 W klar/matt kolv W klar/matt kolv W klar kolv Halogenglödlampa Normallampor E27, E14 Halogenglödlampor (nät) Alternativ till glödlampor Lampeffekt watt Ljusflöde lumen 20 W klar kolv W matt kolv W klar kolv W matt kolv 615 Dessutom tillkommer halogenglödlampor energiklass B Det här är en halogenlampa med vanlig skruvsockel avsedd för nätspänning. Lampan har en liten inbyggd transformator. Lampan är fullt dimbar och förbrukar 50 procent mindre el än en glödlampa. Lampan har ännu inte börjat säljas i stor skala men efter 2016 måste alla lampor vara minst så effektiva som denna. Den är stor som en vanlig glödlampa och kommer att vara tillåten med klart glas. Finns även som kronljus. Längre livslängd än en glödlampa. Högre ljusutbyte samt ett vitare ljus. Nackdelarna är att lampan har en hög värmeutveckling samt att den alstrar UV-strålning, vilken har en blekande effekt. Kan utrustas med reflektorsystem för att leda bort värmen samt filter för UV strålningen. Färgtemperatur K Ra-index 100 (om det är bra kvalité) Ljusutbyte lm/w. Livslängd timmar. 5

6 T8-Lysrör T5-Lysrör Förbrukar bara en femtedel i energi av vad en glödlampa förbrukar. Nästan all utveckling av nya armaturer sker för T5-rör. Stor driftsäkerhet. Finns ofta i äldre anläggningar. Fungerar endast med elektroniska driftdon vilket ger ett flimmerfritt ljus. Vanligt med drosselteknik vilket ger hög egen energiförbrukning. Energieffektiva då HF-don har låg egen energiförbrukning. Ljusutbyte lm/w (skillnaden beror på effekten). Ljusutbyte lm/w (skillnaden beror på effekten). Färgtemperatur K Ra-index Enkelfärg < 80, fullfärg >80 (specialrör över 90) Livslängd timmar beroende på driftdon. Färgtemperatur K Ra-index Enkelfärg < 80, fullfärg >80 (specialrör över 90) Livslängd timmar. Kompaktlysrör Kvicksilverlampor Kräver speciella armaturer. Socklar och driftdon är monterade i armaturen. Billigare att använda än lysrörslampor på grund av effektivare armaturer. Kompaktlysrör med fyra anslutningsstift kan ljusregleras. Medellivslängd timmar Färgtemperatur K Ljusutbyte lm/w (beror på effekten samt konstruktionen). Används för väg och gatubelysning. Lång medellivslängd men ljusutbyte och färgåtervinning försämras med tiden. Ljusutbyte lm/w. Färgtemperatur K Ra-index ca Livslängd timmar. 6

7 Högtrycksnatriumlampor Metallhalogenlampor En kommun bytte ut drygt 2000 belysningspunkter med kvicksilverarmaturer mot högtrycksarmaturer. Armaturbytena medförde att energiförbrukningen minskade med ca kwh per år. En speciell form används inomhus vit natrium främst för belysning i skyltfönster samt för frukt och grönsaker i butiker. Livslängd h. Ljusutbyte lm/w. Färgtemperatur K Ra Upptändningstid på 2-3 minuter. En vidareutveckling av kvicksilverlampan. Har betydligt bättre färgåtergivning. Lämpliga som strålkastare. Ljusutbyte lm/w. Färgtemperatur K Ra-index Livslängd timmar. Upptändningstid på 2-3 minuter. Keramiska metallhalogenlampor Keramisk metallhalogen forts. Tack vare sitt högre ljusutbyte och större livslängd kommer den förmodligen att ersätta vanliga halogenglödlampor i butiker. Ljusutbyte (160) lm/w. Färgtemperatur: 3000 och 4200 K Ra-index Livslängd timmar. Återstart av varm lampa: upp till 15 min. Dyra i inköp - kräver även speciella armaturer. Reflektorn är precisionstillverkad för att tillvarata ljuskällans egenskaper optimalt. Spridningslinser med rektangulär ljusbild Linssystemet ger en stor flexibilitet vid ljusberäkningar och leder inte sällan till längre avstånd mellan ljuspunkter. Exempel: Lyktstolpar (6 m höga) längst en gång- och cykelväg kan placeras med 60 m avstånd i stället för 20 m om linsen 10ºx160º används. Elektroniskt drivdon 7

8 Ljusutbyte Ljusutbyte Exempel Livslängd(h) Effekt(W) Ljusutbyte(lm/W) Färgtemp(K) Färgåterg.(Ra index) Kvicksilver Glödlampa Nej Halogen nät Nej Halogen lågv Nej Lysrör T Ja Lysrör T Ja Lysrör T5 long life Ca Ja Kompaktlysrör Ja Högtrycksnatrium Ja Lågtrycksnatrium < Dålig Nej Kvicksilver Ja Keramisk metallhalogen (160) Nej Metallhalogen Nej Induktionslampa Ca Ja Lysdiod Ca Nej Lågenergilampa Ja Philips MASTER TL-D Eco AURA T8 ECO SAVER LONG LIFE Användningsområden Passar i alla inomhusanläggningar (omgivningstemperatur 20 ºC) Kan användas med både EM-don och HF-don 18W-16W, 36W-32W, 58W-51W Unik kombination av energibesparing och Long Life Upp till 12 % energibesparinng Minska CO2-utsläppen Använd dina befintliga armaturer Minska dina underhållskostnader med 2/3 Tändcykel Konventionell drift + tändare HF-drift (Varmstart) Livslängd 3 h (Service Life) 80% ljusutbyte 12 h 10% lysrörsbortfall h h h h Ljusflöde (%) Endast en start h h Livslängd (h) 8

9 AURA T5 ECO SAVER LONG LIFE Lysdioder LED Unik kombination av energibesparing och Long Life 10 % Energibesparing Minska CO2-utsläppen med 10 % Samma ljusflöde som T5 Standard Använd dina befintliga armaturer Minska dina underhållskostnader med 2/3 Tändcykel 12 h (11 h på, 1 h av) 10% lysrörsbortfall HF-drift (varmstart) Goda egenskaper för tex effektbelysning, ficklampor, trafikljus, displayer mm. Många färgnyanser. Dålig färgåtergivning. Ljusutbyte vit lm/w Laboratorier 100 lm/w (10 år 200 lm/w) 3 h (Service life) (2 h 45 min på, 15 min av) 80% ljusutbyte Livslängd ca timmar. Avger ej IR och UV strålning. LED applikationer Effekter från ca 1-5 W LED applikationer Effekter från W Displayer Billjus Dekorationsbelysning Utebelysning Finns idag som industri, gatu och butiksbelysning Effekt från W Ljusflöde: 80lm/W Färgtemperatur: standard 3800K, IP-klass: IP44-IP66 på förfrågan Färgåtergivning?? 9

10 Utveckling av LED tekniken Induktionsbelysning Ett företag i Arboga att dess LED moduler i serien Optodrive kan ge ljus med snudd på lika bra färgåtergivning som solljus och glödlampor. De lät testa sina moduler hos provningsinstitutet SP som mätte Ra-index högre än 95 vid Färgtemperatur 3600 K Ljusutbyte 80 lumen /W Ljusutbyte > 80 lm/w Bra färgåtergivning, Direkt tändning och återtändning W En viktig fördel är den mycket långa livslängden på timmar. Framsteget förklaras främst med nya fosfortyper i lysdioderna. Induktion Ytterbelysning Vad bör man tänka på vid byte av belysning Induktionslampa 40 W 163 LUX 3m 114 LUX 4m 84 LUX 5m 62 LUX 6m 47 LUX 7m 34 LUX 8m 10

11 Bild från industri Bild från industri Vilken miljö ska armaturen placeras? Ekodesigndirektivet Är verksamheten försmutsande? Tex svetsning, oljedimma samt damm. Vilka temperaturer ska armaturen verka i? Tex vinterklimat, mycket värme? Typ av produktion? Livsmedel (får ej trilla ner delar från belysning). Explosionsrisk? En ny lag om ekodesign av energianvändande produkter infördes den 1 maj Lagen innebär att tillverkare måste ta hänsyn till energianvändning och andra miljöfaktorer redan när produkten formges. Ekodesignkraven i form av EUförordningar gäller för alla medlemsländer i EU. 11

12 Ekodesigndirektivet Ekodesigndirektivet Direktivet gäller alla energianvändande produkter utom transportmedel och täcker alla energikällor. Både tillverkare och importörer påverkas av direktivet. Tekniken utvecklas och blir energieffektivare, men är ibland dyrare i förhållande till äldre tekniker vilket kan göra att utvecklingen går långsamt och inte får avsedd effekt. Direktivet handlar om produktens hela livscykel från utvinning av råvaror, produktion och distribution av den färdiga produkten till användning, återvinning eller skrotning av den kasserade produkten. Som ett exempel är utbytestakten för belysning är, cirka 3 procent per år. Ekodesigndirektivet Ecodirektiv av gatu-, kontors- och industribelysning Ekodesignkraven tillsammans med energimärkningen beräknas kunna minska energianvändningen: 1116 TWh. inom EU år Utfasning av T12-lysrör* Utfasning av högtrycksnatriumlampor (SON): SON Standard ( berör endast E27/ E40/ PGZ12) Utfasning av metallhalogenlampor (HCI och HQI): Mindre effektiva metallhalogenlampor (berör endast E27/E40/PGZ12) Det är ca 5 % av primärenergin. 12

13 Ecodirektiv av gatu-, kontors- och industribelysning Ecodirektiv för hembelysning Genomgång och uppföljning av EUkommissionen Utfasning av kvicksilverlampor (HQL) Utfasning av Plug-in/retrofit högtrycksnatriumlampor** (= direkta ersättningar av högtrycksnatriumlampor) Enbart beslutet om att fasa ut glödlamporna innebär en minskad användning på cirka 40 TWh per år i EU år September 2009 Förbud mot alla matta glödlampor + klara 100 watts glödlampor September 2010 Förbud mot klara 75 watts glödlampor September 2011 Förbud mot klara 60 watts glödlampor September 2012 Förbud mot klara 40 och klara 25 watts glödlampor 2017 Utfasning av metallhalogenlampor med undermålig prestanda (berör endast E27/E40/PGZ12) September 2013 Skärpta krav på lågenergilampor och LED-lampor September 2016 Skärpta krav på halogenlampor Välj effektiva armaturer Styrteknik för belysning Med armaturer som har blanka reflektorer kan man rikta ljuset så att det ger mest nytta. Välj armaturer som är lätta att hålla rena. Täta armaturer ger hög temperatur vilket minskar ljusutbytet. Anpassa val av armatur till miljön. Dimning Sänka spänningen med energisparmodul Konstantljusnivå Närvarostyrning Dynamisk belysningsstyrning Sektionering 13

14 Spänningssänkning med energisparmodul Spänningssänkning med energisparmodul Genom att sänka spänningen i belysningsanläggningar med lysrör och konventionell drossel, kan man minska energianvändningen. Energisparmodulen tar först upp spänningen till 100 procent, under ca 10 minuter. Därefter reduceras spänningen/effekten med ca 30 procent. Fungerar bra i större anläggningar som har långa drifttider. Tveksamt vid nyinstallation LAMPTYP Högtrycksnatrium (V.S.A.P.) Kvicksilver (V.Hg) Kvicksilver med sparmodul DS Lågtrycksnatrium (V.S.B.P.) Metallhalogen Halogen incandescense Lysrör Max. sänkning 170 V 190 V 180 V 185 V 200 V 170 V 180 V Konstantljusnivå Närvarostyrning Med hjälp av en sensor regleras nivån på belysningen efter infallande dagsljus. En ökning av dagsljuset reglerar ner den artificiella belysningen vilket spar energi. Närvarodetektorer registrerar personer i rörelse inom bevakningsområdet. Det bevakade området belyses endast då någon är på plats. Denna typ av styrning passar bäst i lokaler med kort ojämnnärvaro, t.ex. i omklädningsrum, garage och i trapphus. 14

15 Närvarostyrning Dynamisk belysningsstyrning Avancerad dimning Olika detekteringsprinciper IR-detektor Akustisk detektor Metoden bygger på dimbara lysrörsarmaturer, närvarostyrning och alternativa belysningsnivåer. Det är en teknik för energieffektivare ljus i lokaler med många korta Vid närvaro ser en eller flera detektorer till att ljuset tänds upp t.ex. 80 %. Där ligger det sedan kvar tills närvaron har upphört. Då sänks belysningen omedelbart till en grundnivå ca 1-3% Registreras det sedan inte någon närvaro i lokalen under en längre period, släcks belysningen ner till noll. Metoden minskar slitaget på driftdonen och lysrören. Sektionering Belysning Lokalernas Belysning Layout över lokalerna Mått Installation Sammanställning och ytor och effekter 60 W glöd 7,7 m 60 W glöd 26,95 m 2 1x36 W lysrör 3,5 m 2x135=270 W => 12,6 W/m 2 2x60+1x43=163 W => 6 W/m 2 3,9 m Samtliga 250 W Hg 17,4 m 95,70 m W Hg 3x2x43+3x265=1053 W => 11 W/m 2 Samtliga 2x36 W lysrör 21,45 m 2 Samtliga 2x36 W lysrör 6x2x43=516 W => 6,2 W/m 2 5,5 m 3,9 m 21,4 m 83,46 m 2 SHN 15

16 Goda EXEMPEL Ljusstyrning Innebelysning Exempel Navestad gymnastiksal Bedömning att bef. T8 lysrörsarmaturer är slut Nya T5 Lysrörsarmaturer med dimbara Hf-don + Logikstyrning från Extronic Armatureffekt 70% jämfört med tidigare Bättre ljus Funktioner: Dela till 2 hallar Automatisk tändning på 50% nivå Med nyckel till 100% nivå (egentligen 80%) Ljusstyrning Innebelysning Ljusstyrning Innebelysning Resultat Navestad gymnastiksal Ca. 70% av tidigare lampeffekt, bättre ljus Inställning för gymnastiklektion och träning <50% Inställning för matchspel <80% Automatisk släckning 16

17 Skyllbergs bruks AB Bilprovning Ex byte av belysning Tidigare: Äldre T8 lysrör med drossel. Installerad effekt var 15 W/m 2 (totalt 56 kw). Den årliga energianvändningen var 206 MWh. Idag: Nya högfrekventa armaturer med T5 lysrör. Den sammanlagda installerade effekten blev 27 kw vilket ger 7,2 W/m 2. Energianvändningen för belysningen har minskat med 105 MWh/år Investering: kr Energibesparing: 34% Payofftid: 10 år vid en energikostnad av 1 kr/kwh Minskad elanvändning 105 MWh/år Keramisk metallhalogen Byte från kvicksilverbelysning Före T8 lysrör 58W Efter 35 W keramisk metallhalogen 24 äldre kvicksilverlampor, på vardera 400 W 30 keramiska metallhalogenlampor150 W. Investeringskostnaden var ca kr. Bättre ljusstyrka 600 lux att jämföra med 200 lux. Den sammanlagda installerade effekten minskade från 12 kw till 5 kw. Elkostnaden för belysning minskade ned 60 %. Investeringen beräknas vara betald på 8 år och livslängden för den nya belysningen är ca år. 17

18 Ökad trivsel Dimmeranläggning med ett steg Landstinget E-län: Parkering Vrinnevisjukhuset Högtrycksnatrium 150W, kvicksilver 125W 4 st Elcentraler Bilden till vänster visar en park med kvicksilverbelysning. Bilden till höger är från samma park efter byte till keramiska metallhalogenlampor Investeringskostnaden var kr. Resultat: Här var man tvungenatt byta belysningen, för att uppskatta en eventuell ekonomisk besparing bör man jämföra investeringskostnaden med att byta till nya kvicksilverlampor. Man får dock en minskad energianvändning och framförallt ökad trivsel och en betydligt bättre färgåtergivning. Effektreduceringen blev 0,8 kw, energibesparingen 3,2 MWh/år. Energiförbrukning innan: kwh Investering: kr Årlig besparing kwh, 30%. Återbetalningstid: ca. 20 månader Minskade koldioxidutsläpp: ca kg/år STYRNING: Ljusrelä och Fastighetssystem med tidkanaler Dimmeranläggning med flera steg Frågor man bör ställa Ålder på armaturer (produktionslokaler, kontor)? Installerad effekt? Är belysningen tidstyrd (raster, kväll)? Finns närvarostyrning tex. omklädningsrum, lunchrum? Planerade byten av armaturer (belysningskrav)? 18

19 Mer information! / /energi_belysningskvalite.pdf Kontakta kommunens energi och klimatrådgivare Kontakta energi- eller elkonsulter med kunskap om belysning 19