Energieffektiv belysning Industri/lokal 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 Begrepp att känna till Färgåtergivning Ra-index är ett mål på ljuskällans förmåga till att återge färger korrekt och graderas från 0-100. 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. Belysning i offentliga verksamhetslokaler Belysningen står, generellt, för 30 % av elanvändning i offentliga verksamhetslokaler. En av förklaringarna kan vara gamla belysningsarmaturer. Belysningen är ofta tänd även när ingen vistas i lokalen. 1
Belysning i industrin Drivdon Ofta gamla omoderna lysrörsarmaturer. Belysningen står, generellt, för 30 % av elanvändning. Drossel Består av en elektrisk komponent som begränsar strömmen till rätt värde. Finns ofta i äldre konventionell teknik. Har egen energiförbrukning Egen effektutveckling hos drossel Driftdon Lysrör 18 W = 22 W inklusive drossel och tändare Lysrör 36 W = 43 W inklusive drossel och tändare Lysrör 58 W = 71 W inklusive drossel och tändare 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 HF-don Ersätter drosseln i modernare lysrörsarmaturer. Bättre ljuskomfort (inget flimmer). Lägre energiförbrukning. Längre livslängd på ljuskällan. För ljusreglering krävs en speciell typ av HF-don som finns i analoga eller digitala system. 2
Drivdon Energi = Effekt x tid Generella effekter för drivdon Drivdon (ej HF) ljuskälla (effekt på lysrör) * 20% Drivdon HF ljuskälla (effekt på lysrör) * 10 % Effekt Val av ljuskälla Val av armatur Placering av belysning Lokalens färg och utformning Spänningsreglering Dagsljusreglering Tid Beteende Tidstyrning Närvarostyrning 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. Vanligt med drosselteknik vilket ger hög egen energiförbrukning. Ljusutbyte 64-89 lm/w (skillnaden beror på effekten). Färgtemperatur 2500-5500K Ra-index Enkelfärg < 80, fullfärg >80 (specialrör över 90) Fungerar endast med elektroniska driftdon vilket ger ett flimmerfritt ljus. Energieffektiva då HF-don har låg egen energiförbrukning. Ljusutbyte 67-104 lm/w (skillnaden beror på effekten). Färgtemperatur 3000-7000K Ra-index Enkelfärg < 80, fullfärg >80 (specialrör över 90) Livslängd 9000-17000 timmar beroende på driftdon. Livslängd 17000 timmar. 3
Philips MASTER TL-D Eco Kvicksilverlampor Användningsområden Passar i alla inomhusanläggningar (omgivningstemperatur 20 ºC) Kan användas med både EM-don och HF-don 18W-16W, 36W-32W, 58W-51W Används för väg och gatubelysning. Lång medellivslängd men ljusutbyte och färgåtervinning försämras med tiden. Ljusutbyte 36-61 lm/w. Färgtemperatur 3000-4000 K Ra-index ca 50-60 Livslängd 6000-12000 timmar. Lågtrycksnatriumlampor Metallhalogenlampor Gult ljus som inte återger några färger. Det vill säga mycket dåligt RA-index Mycket högt ljusutbyte 200 lm/w Färgtemperatur 1800-2000 Ra-index mycket dåligt En vidareutveckling av kvicksilverlampan. Har betydligt bättre färgåtergivning. Lämpliga som strålkastare. Ljusutbyte 74-97 lm/w. Färgtemperatur 2800-4200K Ra-index 78-96 Livslängd 6000 12000 timmar. Upptändningstid på 2-3 minuter. Livslängd 11000 timmar. 4
Keramiska metallhalogenlampor Keramisk metallhalogen forts. Tack vare sitt högre ljusutbyte och större livslängd kommer den förmodligen att ersätta vanliga halogenglödlampor i butiker. Ljusutbyte 90 106 (160) lm/w. Färgtemperatur: 3000 och 4200 K Ra-index 90-95 Livslängd 9000-15000 timmar. Återstart av varm lampa: upp till 15 min. 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 Dyra i inköp - kräver även speciella armaturer. Ljusutbyte Ljusutbyte Exempel Livslängd(h) Effekt(W) Ljusutbyte(lm/W) Färgtemp(K) Färgåterg.(Ra index) Kvicksilver Glödlampa 1000 15-150 6-13 2700 100 Nej Halogen nät 2000 25-500 14-19 3000 100 Nej Halogen lågv 2000-5000 5 100 13-33 3000 100 Nej Lysrör T8 9000-17000 18-80 64-89 3000-7000 85 Ja Lysrör T5 17000 18-80 67-104 3000-7000 85 Ja Lysrör T5 long life Ca 40000 18-80 67-104 3000-7000 85 Ja Kompaktlysrör 10000-20000 5-120 46-76 2700-3000 85 Ja Högtrycksnatrium 8000-30000 35-1000 40-130 2000-2500 20-83 Ja Lågtrycksnatrium 11000 < 200 1800-2000 Dålig Nej Kvicksilver 6000-12000 50-125 36-61 3000-3300 55-60 Ja Keramisk metallhalogen 9000-15000 20-150 90-106 (160) 9000-15000 90-95 Nej Metallhalogen 6000-12000 35-400 74-97 2800-4200 78-96 Nej Induktionslampa Ca 60000 55-165 130 2700-4000 80 Ja Lysdiod Ca 30000 1-100 40-80 2800-4200 40-90 Nej Lågenergilampa 6000-15000 3 27 18-50 2700-3000 60-80 Ja 5
Lysdioder LED LED applikationer Effekter från ca 1-5 W Goda egenskaper för tex effektbelysning, ficklampor, trafikljus, displayer mm. Många färgnyanser. Dålig färgåtergivning. Ljusutbyte vit 40-80 lm/w Laboratorier 100 lm/w (10 år 200 lm/w) Livslängd ca 30 000 timmar. Avger ej IR och UV strålning. Displayer Billjus Dekorationsbelysning Utebelysning LED applikationer Effekter från 30-100 W Utveckling av LED tekniken Finns idag som industri, gatu och butiksbelysning Effekt från 30-100W Ljusflöde: 80lm/W Färgtemperatur: standard 3800K, IP-klass: IP44-IP66 på förfrågan Färgåtergivning?? 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 Framsteget förklaras främst med nya fosfortyper i lysdioderna. 6
Induktionsbelysning Vad bör man tänka på vid byte av belysning Ljusutbyte > 80 lm/w Bra färgåtergivning, Direkt tändning och återtändning. 15-300 W En viktig fördel är den mycket långa livslängden på 60-80.000 timmar. Bild från industri Bild från industri 7
Ekodesigndirektivet Ekodesigndirektivet En ny lag om ekodesign av energianvändande produkter infördes den 1 maj 2008. Lagen innebär att tillverkare måste ta hänsyn till energianvändning och andra miljöfaktorer redan när produkten formges. Direktivet gäller alla energianvändande produkter utom transportmedel och täcker alla energikällor. Både tillverkare och importörer påverkas av direktivet. Ekodesignkraven i form av EUförordningar gäller för alla medlemsländer i EU. 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. Ekodesigndirektivet 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. Ekodesigndirektivet Ekodesignkraven tillsammans med energimärkningen beräknas kunna minska energianvändningen: 1116 TWh. inom EU år 2020 Som ett exempel är utbytestakten för belysning är, cirka 3 procent per år. Det är ca 5 % av primärenergin. 8
Ecodirektiv av gatu-, kontors- och industribelysning Ecodirektiv av gatu-, kontors- och industribelysning Utfasningen innebär att berörda produkter inte längre får finnas på marknaden inom den europeiska unionen. Detta gäller tillverkning. Lager hos tillverkare, grossister, återförsäljare och konsumenter berörs inte och får fortsätta säljas då de redan finns på marknaden. 2010 Utfasning av T8 enkelfärgslysrör* 2012 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) Ecodirektiv av gatu-, kontors- och industribelysning Välj effektiva armaturer 2014 2015 Genomgång och uppföljning av EUkommissionen Utfasning av kvicksilverlampor (HQL) Utfasning av Plug-in/retrofit högtrycksnatriumlampor** (= direkta ersättningar av högtrycksnatriumlampor) 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. 2017 Utfasning av metallhalogenlampor med undermålig prestanda (berör endast E27/E40/PGZ12) Anpassa val av armatur till miljön. 9
Styrteknik för belysning Dimning Sänka spänningen med energisparmodul Konstantljusnivå Närvarostyrning Dynamisk belysningsstyrning Sektionering Ljusstyrning Utebelysning/Innebelysning Befintliga anläggningar -Förbättringsåtgärder i befintliga anläggningar Nya anläggningar eller utbyte -Rätt projektering från början, ex.vis. dimbara drivdon FUNKTIONER: -Kommunikation -Dali/Analoga system -Styrning GPRS/Radio -Dimmning -Central dimmerfunktion -Dimmerfunktion i armatur -Larmer -Tänd/Släck -Dagsljusrelaterad styrning -Statistik -Närvarodetektering -Rörelsedetektering -Ljussensor -Akustikdetektering -Dynamisk belysningsstyrning -Mm.mm. Dimning av LED Alla LED-lampor är inte dimbara Det är nödvändigt att veta vilken driftsteknik respektive dimmerteknik som måste användas för ett gott resultat. 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 Matcha dimmern till den typ av LED-lampa samt den typ av driftdon som används 10
Spänningssänkning med energisparmodul Konstantljusnivå 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 Med hjälp av en sensor regleras nivån på belysningen efter infallande dagsljus. En ökning av dagsljuset reglerar ner den artificiella belysningen vilket spar energi. Närvarostyrning Närvarostyrning 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. Olika detekteringsprinciper IR-detektor Akustisk detektor http://www.extronic.se/ 11
Dynamisk belysningsstyrning Avancerad dimning 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 Sektionering och närvarostyrning En del belysning alstrar mycket värme. Det kan medföra onödig ventilation och kylning. Sektionering och närvarostyrning är lämpligt i till exempel större lagerlokaler Finns dessutom fönster i lokalen är det lämpligt att kombinera med dagsljusreglering Belysning Layout Lokalernas över Belysning lokalerna Mått Installation och Sammanställning ytoroch effekter 2x135=270 W => 12,6 W/m 2 3,9 m 125 W Hg 21,45 m 2 Samtliga 2x36 W lysrör Samtliga 250 W Hg Samtliga 2x36 W lysrör 17,4 m 6x2x43=516 W => 6,2 W/m 2 60 W glöd 7,7 m 60 W glöd 2x60+1x43=163 W => 6 W/m 2 3x2x43+3x265=1053 W => 11 W/m 2 26,95 m 2 1x36 W lysrör 95,70 m 2 3,5 m 5,5 m 3,9 m 21,4 m 83,46 m 2 SHN 12
Goda Exempel Skyllbergs bruks AB 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 Minskad elanvändning 105 MWh/år Byte från kvicksilverbelysning 75 m 2 41 m 2 Medel 23,6 W/m 2 50 m 2 58 m 2 400 m 2 24 äldre kvicksilverlampor, på vardera 400 W 30 keramiska metallhalogenlampor150 W. Investeringskostnaden var ca 120000 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 15-20 år. Gamla installationen Area 624 m 2 Armaturer (T8) 3x58W 69 st Totaleffekt 14,7 kw (23,6 W/m 2 ) Drifttid ca 5000 h/år Årlig energianvändning 73 485 kwh 13
75 m 2 41 m 2 Besparing Medel 9,4 W/m 2 58 m 50 m 2 2 Effektreduktion 8,8 kw (säkringskund, ej sänkbart abonnemang) 400 m 2 Ny installation Area 624 m 2 Armaturer (T5) 2x49W 46 st 2x28W 14st Totaleffekt 5,9 kw (9,4 W/m 2 ) Drifttid ca 5000 h/år Årlig energianvändning 29 320 kwh Energireduktion Elpris Kostnadsreduktion Total investering Återbetalningstid 44 165 kwh/år 0,78 kr/kwh 34 450 kr/år 70 100 kr 2,03 år Nya armaturer och ljuskällor Revolum T8 - T5 Energy House Scandinavia AB (EHS) Åsboholmsgatan 21 504 51 Borås Ljusstyrning Innebelysning Exempel Rostiprimpac AB Revolum Produktionen *Befintliga armaturer som strömförsörjning efter godkännande elsäkerhetsmässigt *Utbyte från 58W till 35W dvs. 50% besparing 14
Bilprovning Investering: 1 375 000 kr Energibesparing: 34% Payofftid: 10 år vid en energikostnad av 1 kr/kwh Keramisk metallhalogen Före T8 lysrör 58W Efter 35 W keramisk metallhalogen Dimmeranläggning med ett steg Ökad trivsel Landstinget E-län: Parkering Vrinnevisjukhuset Högtrycksnatrium 150W, kvicksilver 125W 4 st Elcentraler Energiförbrukning innan: 230.000 kwh Investering: 120.000 kr Årlig besparing 70.000 kwh, 30%. Återbetalningstid: ca. 20 månader Minskade koldioxidutsläpp: ca. 58.000 kg/år STYRNING: Ljusrelä och Fastighetssystem med tidkanaler Bilden till vänster visar en park med kvicksilverbelysning. Bilden till höger är från samma park efter byte till keramiska metallhalogenlampor Investeringskostnaden var 301 000 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. 15
Frågor man bör ställa Mer information! Ålder på armaturer (produktionslokaler, kontor)? Installerad effekt? Är belysningen tidstyrd (raster, kväll)? Finns närvarostyrning tex. omklädningsrum, lunchrum? Planerade byten av armaturer (belysningskrav)? www.ljusbanken.se www.energimyndigheten.se www.ljuskultur.se www.ehs.nu www.energisystem.se www.extronic.se www.onet.energi.org/publikationer/dokument/seminarier /20050907/energi_belysningskvalite.pdf http://exepsilon.slu.se/archive/00001185/01/examensarbete2.pdf Kontakta kommunens energi och klimatrådgivare Kontakta energi- eller elkonsulter med kunskap om belysning 16