Oświetlenie i Sterowanie

Prawidłowe oświetlenie pomieszczeń przemysłowych posiada bezpośredni związek z wydajnością i bezpieczeństwem pracy. Nawet do 20% kosztów całkowitego zużycia energii przeznaczane jest na cele oświetleniowe, dlatego też optymalizacja kosztów i efektywności oświetlenia ma znaczący wpływ na całkowite koszty produkcji.

Na ilustracjach poniżej przedstawione zostały zależności pomiędzy wartością natężenia oświetlenia a wydajnością i ilością wykonywanych błędów, pokazują że dostateczna ilość światła jest wartością decydującą o warunkach pracy wzrokowej. Właściwe dopasowanie ilości światła dla poszczególnych typów prac wzrokowych będzie więc kluczowym elementem osiągnięcia prawidłowej optymalizacji pomiędzy komfortem widzenia a warunkami ekonomicznymi instalacji oświetleniowej.

Procentowy wpływ wartości natężenia oświetlenia na wzrost wydajności pracy

Procentowy wpływ wartości natężenia oświetlenia na obniżenie ilości wykonywanych błędów

Wybór systemu oświetleniowego Podstawowym wyborem, który stoi przed projektantem oświetlenia przemysłowego, jest wybór pomiędzy systemem opartym o świetlówki liniowe a wysokoprężne lampy sodowe lub metalohalogenkowe. Najłatwiejszym sposobem jest podział pomieszczeń na 4 grupy aplikacyjne, który uzależniony jest od ich wysokości.

Wysokość montażu 2,5-3,0

Nowoczesne obiekty przemysłowe bardzo często zlokalizowane są w wielokondygnacyjnych budynkach, których charakter bardzo zbliżony jest do typowych budynków biurowych. Dla tego typu pomieszczeń jedynym wyborem mogą być świetlówki liniowe. Niestety bardzo często systemy oświetleniowe budowane są w oparciu o mało efektywne świetlówki standardowe i standardowe układy stabilizacyjno – zapłonowe. Poniżej przedstawiona została analiza ekonomiczna pomieszczenia o wymiarach 8 x 10 metrów.

Przypadek 1. Oświetlenie pomieszczenia zrealizowane zostało za pomocą opraw świetlówkowych wyposażonych w 4 świetlówki standardowe o mocy 18W i konwencjonalne układy stabilizacyjno-zapłonowe. Wybrany układ zapewnia poziom natężenia oświetlenia 270 lx (12 opraw) przy mocy zainstalowanej 1024,8 W. Roczny koszt eksploatacji pomieszczenia wyniesie 1918 PLN. Osiągnięcie wymaganego w pomieszczeniu natężenia 300lx związane będzie z dodaniem kolejnych 3 opraw oświetleniowych, za pomocą których uzyskany zostanie poziom 347 lx, przy mocy 1281W. Roczy koszt eksploatacji pomieszczenia zwiększy się do 2398 PLN.

Pomieszczenie 8x10 – 15 opraw świetlówkowych 4x18W 

Przypadek 2. Oświetlenie pomieszczenia zrealizowane zostało za pomocą 12 opraw świetlówkowych wyposażonych w 4 świetlówki trójpasmowe o mocy 18W i konwencjonalne układy stabilizacyjno-zapłonowe. Zmiana świetlówek standardowych na trójpasmowe pozwala uzyskać 22% wzrost natężenia oświetlenia w porównaniu z układem na rys.2. Przy identycznej wartości mocy zainstalowanej uzyskujemy poziom natężenia 329 lx, który bez dodatkowych kosztów rocznej eksploatacji pozwala zapewnić wymagane 300lx. Użycie świetlówek trójpasmowych ogranicza więc koszty inwestycyjne (nie ma konieczności dodatkowych 3 opraw oświetleniowych), jak i zmniejsza koszty eksploatacyjne w wymiarze 480 PLN rocznie.

Pomieszczenie 8x10 – 12 opraw świetlówkowych 4x18W (świetlówka trójpasmowa) 

Pomieszczenie 8x10 – 12 opraw świetlówkowych 4x18W (świetlówka trójpasmowa + statecznik elektroniczny) 

Przypadek 3. Oświetlenie pomieszczenia zrealizowane zostało za pomocą 12 opraw świetlówkowych wyposażonych w 4 świetlówki trójpasmowe o mocy 18W i elektroniczne układy stabilizacyjno-zapłonowe. Zmiana standardowych układów stabilizacyjno-zapłonowych na elektroniczne pozwala uzyskać 13,5% spadek mocy zainstalowanej w porównaniu z układami na rys.3 i 4. Równocześnie zachowany zostaje poziom natężenia oświetlenia 362lx. W porównaniu z przypadkiem 1 i 2 uzyskujemy oszczędności 732 PLN lub 256 PLN rocznie. Jak pokazują w/w przykłady, prawidłowo zaprojektowana instalacja oświetleniowa może przynieść wymierne korzyści związane z obniżeniem mocy zainstalowanej potrzebnej do zrealizowania wyznaczonego celu. Kolejnym krokiem optymalizującym zużycie energii elektrycznej powinna być zamiana świetlówek 18W na ich odpowiedniki o większej mocy – np. 36W. Świetlówki o większej mocy charakteryzują się większą wydajnością świetlną, oraz ograniczają koszt zakupu źródeł światła – różnica w cenie pomiędzy świetlówką 18W i 36W jest niewielka – możemy jednak zastosować ich 2 razy mniej.

W tabeli poniżej przedstawiono całkowite koszty inwestycyjne i eksploatacyjne dla przypadku 1 i najbardziej energooszczędnego rozwiązania opartego na trójpasmowych świetlówkach 36W i oprawach z elektronicznymi układami stabilizacyjno-zapłonowymi.

Stosowanie energooszczędnych systemów oświetleniowych przynosi użytkownikom wyraźne korzyści – nie musi być nawet droższe na poziomie inwestycji, a prawie 50% różnica kosztów po 5 letniej eksploatacji jest już znaczącym argumentem, który powinien przemawiać do wnikliwej analizy stosowanych systemów oświetleniowych. Wysokość montażu 3,0-7,0m

Wysokość montażu 3,0 - 7,0 m 

Najczęściej spotykanym rozwiązaniem dla pomieszczeń przemysłowych do 7m wysokości są wciąż świetlówkowe oprawy oświetleniowe. Bardzo często stosowane są układy linii świetlnych szybkiego montażu, które znacząco upraszczają instalację elektryczną i zwiększają szybkość montażu. Od wysokości 6 m możliwe jest również stosowanie opraw wyposażonych w wysokoprężne lampy sodowe lub metalohalogenkowe. Zastosowanie lamp wysokoprężnych znacznie obniża ilość punktów świetlnych, jednak związane jest z powstawaniem bardziej ostrych cieni i może obniżyć bezpieczeństwo pracy (awaria już jednej oprawy znacząco obniża parametry jakościowe oświetlenia). W tabeli poniżej przedstawione zostało porównanie kosztów dla pomieszczenia wyposażonego w linie świetlne o mocy 2x58W (świetlówki i układy stabilizacyjne standardowe) i 2x58W (świetlówki trójpasmowe i elektroniczne układy zasilające). Pomimo większych kosztów inwestycyjnych całkowity koszt inwestycji i eksploatacji jest już o 50 % mniejszy po 5 latach użytkowania systemu.

Wysokość montażu powyżej 7m

Przy dużej wysokości montażu opraw oświetleniowych (powyżej 7m) najczęściej używane są oprawy z wysokoprężnymi źródłami wyładowczymi (HID). Pewnym odstępstwem jest oświetlenie magazynów wysokiego składowania, gdzie ze względu na konieczność precyzyjnego oświetlenia powierzchni pomiędzy regałami należy stosować oprawy świetlówkowe z wąskostrumieniowymi odbłyśnikami. W tego typu systemach możliwe jest uzyskanie oszczędności energii za pomocą układów ściemniających (układy HFR lub DALI dla świetlówek i DynaVision dla lamp HID). Połączenie regulowanych elektronicznych układów zasilających z czujnikami ruchu i światła może pozwolić osiągnąć obniżenie kosztów energii nawet o 70% (w zależności od poziomu wykorzystania pomieszczenia i jego doświetlenia światłem naturalnym).