„Zielone światło” – to nie tylko sygnał dla kierowcy na skrzyżowaniu informujący o możliwości dalszej jazdy, ale również termin kojarzony z proekologicznymi rozwiązaniami oświetleniowymi mającymi na celu oszczędność energii i dbałość o środowisko naturalne.
Ciągły wzrost wykorzystania energii elektrycznej na potrzeby sztucznego oświetlenia, stanowiącego od kilku do kilkunastu procent całkowitego zużycia energii w poszczególnych branżach przemysłu, stanowi wyzwanie dla producentów branży oświetleniowej. Pomimo znaczącego postępu technologicznego w wydajności systemów oświetlenia nadal poszukuje się nowatorskich rozwiązań, umożliwiających wprowadzenie realnych oszczędności energetycznych i ekonomicznych w celu obniżenia kosztów użytkowania.
Nowe technologie w oświetleniu użytkowym
Obserwując rynek oświetleniowy na przestrzeni kilkunastu lat można dostrzec znaczący wzrost wydajności energetycznej stosowanych opraw i źródeł światła w systemach oświetlania budynków użyteczności publicznej. Niewątpliwy prym w oświetleniu powierzchni biurowych wiodą oprawy modułowe wyposażone w aluminiowy odbłyśnik rastrowy. Jeszcze kilka lat temu najpopularniejsze magnetyczne układy zapłonowe zasilające liniowe źródła światła T8, z biegiem czasu zastąpiono przez układy elektroniczne EVG. Kolejno wprowadzono wydajniejsze liniowe źródła światła T5 o średnicy 16 mm. Systematyczny rozwój technologii i regularny wzrost wydajności źródeł światła LED (Lighting Emitting Diode) skłania producentów oświetlenia do implementacji i przygotowania kompleksowych rozwiązań opartych na półprzewodnikowych źródłach w obszarze oświetlenia użytkowego. Doskonałym przykładem są popularne oprawy modułowe 600×600 mm, powszechnie stosowane w sufitach podwieszanych, adaptowane lub dedykowane dla źródeł światła LED, zyskujące dużą popularność wśród inwestorów ze względu na wysoką wydajność energetyczną.
Od teorii do praktyki
Dla porównania deklarowanych parametrów technicznych aktualnie dostępnych modeli opraw przeanalizujmy cztery warianty popularnego systemu oświetlenia typowego pomieszczenia biurowego, o powierzchni 48 m2, przy zachowaniu jednakowego, standardowego współczynnika utrzymania i współczynników odbicia powierzchni wewnętrznych, opartego na oprawach modułowych wyposażonych w odbłyśnik rastrowy oraz różne układy zapłonowe i źródła światła. Poziom płaszczyzny roboczej przyjęto na wysokości 0,85 m.
1. Wariant 1: 9 opraw panelowych PPAR T8 4×18 W KVG
2. Wariant 2: 9 opraw panelowych PPAR T8 4×18 W EVG
3. Wariant 3: 9 opraw panelowych PPAR T5 4×14 W
4. Wariant 4: 9 opraw panelowych PPAR LED 4×10 W
Powyższe porównanie prezentuje rzeczywiste możliwości oszczędności energii elektrycznej, wynikające z użycia nowoczesnych rozwiązań oświetleniowych. Zestawiając otrzymane wyniki symulacji dla wariantu 1 opartego na oprawach świetlówkowych 4×18 W T8 G13 zasilanych konwencjonalnym układem zapłonowym oraz wariantu 4 zrealizowanego za pomocą oprawy ze źródłami LED 4×10 W, notujemy redukcję poboru energii elektrycznej ponad 55%.
Średni poziom natężenia oświetlenia na płaszczyźnie roboczej ulega obniżeniu zaledwie o 2%, co stanowi granicę błędu symulacji i w naturalnych warunkach jest niezauważalny. Wartość równomierności natężenia oświetlenia pozostała bez zmian. Zastosowanie oprawy ze źródłami LED zaprojektowanej tak, aby cały deklarowany strumień świetlny kierowany był, bez konieczności przetwarzania, w zadanym kierunku jako strumień użytkowy (jedna półprzestrzeń, ograniczony kąt promieniowania), pozwala na ograniczenie strat związanych z przetwarzaniem wiązki świetlnej i w konsekwencji ograniczenie zużycia energii potrzebnej do zapewnienia wymaganego poziomu oświetlenia w pomieszczeniu. Prezentowane rozwiązanie skutkuje obniżeniem łącznego strumienia świetlnego systemu z 48 000 lm (wariant 1) do 30 600 lm (wariant 4) przy wartości całkowitej mocy systemu odpowiednio 792 W i 360 W. W przełożeniu na bezwzględny parametr odniesieniowej mocy przyłączeniowej wartość 2,03 W/m2:100 lx w stosunku do 4,32 W/m2: 100 lx przekłada się na zmniejszenie zapotrzebowania mocy, do oświetlenia 1 m2 do poziomu natężenia oświetlenia 100 lx, ponad 100%.
Ponadto, stosując nowoczesne oprawy, zyskujemy dodatkowe korzyści z technologii LED:
- brak tętnienia światła,
- brak promieniowania podczerwonego IR,
- brak emisji fal z zakresu ultrafioletu UV,
- bezzwłoczna reakcja na załączenie zasilania,
- uzyskanie maksymalnego strumienia świetlnego w chwilę po zapłonie,
- wydłużony okres eksploatacji,
- ograniczenie zabiegów konserwacyjnych.
Przy aktualnych kosztach zakupu i eksploatacji systemów zakładany czas zwrotu z inwestycji, przy średnim wykorzystaniu oświetlenia 10 godz. na dobę/6 dni w tyg., wynosi ok. 12 miesięcy. Po upływie roku inwestor osiąga miarodajne oszczędności energetyczne i ekonomiczne, ciesząc się oświetleniem najwyższej jakości.
Podsumowanie
Prezentowana symulacja i przykłady stanowią porównanie kilku najpopularniejszych obecnie systemów oświetlenia powierzchni biurowych i stają się jasnym dowodem na racjonalność wykorzystania technologii półprzewodnikowej LED w oświetleniu ogólnym już dzisiaj.
Artykuł pod redakcją mgr. inż. Michała Szaleja, specjalisty ds. oświetlenia BEMKO Sp. z o.o.
Autor: mgr inż. Michał Szalej