Содержание
Вопрос повышения эффективности освещения в условиях постоянного сокращения расходов бюджета — один из приоритетных для собственников и управленцев.
Потребление электроэнергии в России составляет более 1000 миллиардов киловатт-часов в год, из которой порядка 14% расходуется на освещение.
Более половины от этой энергии расходуется неэффективно, при этом качество освещения часто оставляет желать лучшего.
Особенности различных источников света
Учитывая, что стоимость электроэнергии при централизованном электроснабжении составляет от 1 до 6 рублей за 1 кВт*ч. в масштабах России можно говорить о возможной экономии порядка 100 миллиардов рублей/год.
В первую очередь сэкономить можно за счёт увеличения эффективности источников света.
В таблице 1 приведены параметры различных источников света:
- КПД рассчитан исходя из теоретически максимальной светоотдачи 683 Лм/Вт.
- Срок службы так же приведен средний по технологии и может кратно отличаться в зависимости от назначения источника света и его качества.
- Приведена некая средняя светоотдача для понимания общей картины. На практике, в зависимости от назначения и качества изготовления, источники света, построенные на одном принципе могут иметь светоотдачу значительно отличающуюся от приведенной.
Несмотря на кажущуюся очевидность выгоды от использования светодиодов, на сегодня широко используются все источники света упомянутые в Таблице 1.
Светодиоды дороже других источников, но это не основная причина того, почему они не вытеснят все другие источники света.
У светодиодных источников света есть следующие особенности:
- Световой поток точечного светодиода редко превышает 100-200 Лм.
Это связано с тем, что большая часть электричества тратится на нагрев светодиода, а максимальная температура кристалла светодиода не должна превышать 100 — 150 °C.
Тогда как световой поток галогенной лампы накаливания, используемой в автомобильной фаре, достигает 2000 Лм, и это не предел.
- Цена светодиодов падает примерно на 10 процентов каждый год.
- Невозможность создания мощных точечных и компактных источников света.
- В настоящее время светодиоды постоянно совершенствуются, появились светодиоды со светоотдачей более 250 Лм/Вт.
Другой лидер светоотдачи натриевая лампа имеет следующие недостатки:
- Цвета сильно искажаются.
- Свечение лампы выглядит жёлтым.
- Спектр не соответствует белому цвету.
- Индекс цветопередачи этого источника минимален среди источников света используемых для освещения.
Натриевые лампы используются как недорогой источник с высокой энергоэффективностью и большим (более 10 000 Лм) световым потоком.
Люминесцентные лампы широко используются со второй половины XX века.
На то время это были наиболее эффективные лампы.
Основные недостатки люминесцентных ламп:
- Мерцание.
- Необходимость утилизации.
На сегодня они заметно уступают в энергоэффективности светодиодам.
Лампы накаливания используются в основном по традиции, так как были изобретены первыми из электрических источников света.
Вторая причина – кажущаяся дешевизна этих ламп.
На самом деле они расходуют энергии на сумму, кратно превосходящую их стоимость.
Срок службы так же оставляет желать лучшего.
Следует отметить достоинства галогенных ламп накаливания можно назвать:
- Высокий индекс цветопередачи.
- Возможность создания точечных светильников высокой мощности.
Это важно для освещения предметов искусства, мест съёмки и тому подобное.
Применение ламп накаливания резко сокращается и скоро станет очень узкопрофильным.
Остальные виды ламп уже сегодня используются только в специфических задачах.
Экономить на освещении можно следующими способами:
- Использование адаптивных систем освещения.
- Путем увеличивая светоотдачу источников света. Поэтому в большинстве случаев лампы устанавливаются в светильник. В зависимости от конструкции и качества светильника снижение светоотдачи светильника по отношению к лампе может составлять от 5-10% до 50% и более.
- Правильный выбор диаграммы направленности позволит не освещать ненужные объекты (соседние здания, небо и т.д.), не светить в глаза и тому подобное. Очень важно правильно выбрать диаграмму направленности свечения светильника, это позволяет равномерно осветить объект (или наоборот выделить необходимые зоны).
Касательно адаптивных систем можно привести следующие примеры:
- Не освещать помещения тогда, когда в них нет людей.
- Сюда же можно отнести зонирование освещения – освещение в рабочей зоне должно быть выше, чем в коридоре.
- Свет на лестничных клетках или складах объективно нужен несколько минут или часов в сутки, а горит он там обычно 24 часа.
Отдельно нужно отметить экономию не связанную с экономией электроэнергии и ценой источников света, в частности:
- Затраты на замену и утилизацию ламп часто превышают их стоимость.
- Люминесцентные лампы требуют утилизации после завершения использования.
- Любой источник света требует обслуживания и замены в конце срока эксплуатации.
- Кроме того часто замену вышедшего из строя источника света не всегда возможно произвести оперативно, ущерб от такой ситуации трудно рассчитать, так как это относится к безопасности, охране труда, имиджу и тому подобное.
В открытых источниках приводится много методик подсчёта экономического эффекта от внедрения экономичных светильников, но есть следующие нюансы:
- Часто «путают» светоотдачу лампы и светоотдачу светильника, причем всегда в свою пользу.
- Есть публикации которые содержат откровенно ложную информацию об эффективности светильников.
- В подобных публикациях речь идёт о конкретной модели или конкретном производителе светотехники.
Если рассмотреть технические моменты, то можно констатировать следующие факты:
- Бывает что заявляют срок службы светильника 100 000 часов, хотя по факту 100 000 часов может работать светодиод (но никто этого не проверял) при условии, что он не перегревается.
По факту только очень качественные драйверы (преобразователи напряжения) работают более 50 000 часов.
Низкокачественные светильники деградируют или выходят из строя через несколько тысяч часов.
- Да, светоотдача и срок службы кратно лучше, чем у ламп накаливания, но и кратно хуже, чем обещано.
- Ещё один неприятный факт, нечестные изготовители светильников часто завышают параметры источников освещения. Проверить их без использования светотехнической лаборатории не всегда удаётся.
Часто встречается ситуация, когда поддавшись на недобросовестную рекламу некачественного товара, производится самостоятельная модернизация освещения.
После этого появляются истории о том, что светодиодные источники светят «слабым неестественным» светом, часто выходят из строя и вообще «…нет ничего лучше лампы накаливания».
Освещение внутреннее и наружное, является важной инженерной технической системой.
Параметры освещения чётко определены в стандартах, и для того, чтобы освещение соответствовало стандартам его нужно рассчитывать в проекте.
Для индивидуальных целей можно самостоятельно произвести расчёты, например, используя программу DIALux или подобную.
Для расчётов освещения производственных, коммерческих и офисных помещений лучше привлечь проектную организацию, специалисты которой выполнят расчёты в соответствии со стандартами и нормами.
Проектировщик должен подобрать светильники с требуемыми параметрами:
- Световой поток.
- Тип источника света.
- Зонирование освещения.
- Диаграмма направленности.
- Энергоэффективность и тому подобное.
- Подобрать расположение светильников.
- Предложить систему адаптивного освещения.
- Произвести расчёт финансовой эффективности системы освещения.
Освещенность должна быть сбалансированная, иначе может возникнуть один из вариантов последствий:
- Чрезмерная освещённость ведёт к перерасходу электроэнергии и удорожанию конечного изделия или услуги.
- Недостаточная освещённость ухудшает привлекательность товаров или условия труда и ведет к рискам непрохождения проверок.
Проектирование стоит денег, но окупается при дальнейшей эксплуатации освещения многократно.
В большинстве случаев пытаться приобрести на аукционных торгах светильники с нужными параметрами по критерию минимальной цены оканчиваются приобретением далеко не самого оптимального (экономически выгодного) решения.
В результате чего возникают следующие моменты:
- Заявленные характеристики светильников невозможно проверить.
- Гарантийный срок редко превышает 1 год, а это менее 10 000 часов.
- Так же деградацию некачественного светильника вообще невозможно оценить до момента её наступления.
В итоге не всегда светильники обеспечивают требуемые параметры:
- Срок службы.
- Качество освещения.
- Энергоэффективность.
Что в итоге приводит к следующему:
- Нарушением норм освещённости.
- Увеличению расхода электроэнергии.
- Затратам на преждевременную замену.
Расчет эффективности светодиодного светильника
Как отмечено выше экономическая модель системы освещения зависит от проектных решений и назначения освещения:
- Жилое.
- Офисное.
- Коммерческое.
- Коммунальное.
Поэтому нельзя дать универсальную методику расчёта эффективности источников света.
Приведём оценку стоимости владения системы освещения стандартного офисного помещения площадью 16 квадратных метров (3м на 6м за вычетом площади стен, перегородок и прочего).
По материалам расчётов достаточно установить 4 светильника типа «Армстронг» для потолка, с учетом следующих вводных для расчета:
- Световой поток 3800 Лм.
- Срок службы 50 000 часов.
- Потребляемая мощность 36 Вт от сети 220В.
- Цена для партии более 100 шт. 1600 руб. за светильник.
Альтернатива на линейных лампах дневного света того же производителя, где световой поток меньше, но так же проходит по нормам освещённости:
- Световой поток 3250 Лм.
- Цена для партии более 100 шт. 800 руб. за светильник.
- Потребляемая мощность 84Вт от сети 220В (с учётом КПД ПРА).
- Срок службы светодиодного светильника 50 000 часов, а срок службы ламп 15 000 часов.
Рассчитаем стоимость владения освещением за 20 лет, где учтем следующие факторы:
- Стоимость светильников.
- Стоимость замены ламп и светильников.
- Стоимость хранения и утилизации люминесцентных ламп.
- Потребляемую энергию учитываем из расчёта 8 часов работы в день при пятидневной неделе.
На основании вышеизложенного приведенные расчеты сведем в таблицу 2:
Разница в стоимости владения освещением в одном помещении кажется небольшой, менее двух раз, особенно учитывая меньшие начальные затраты на люминесцентное освещение.
Но кроме того упрощается процесс эксплуатации освещения, в частности:
- Исключается человеческий фактор несвоевременной замены мигающих и негорящих люминисцентных ламп.
- В коммерческих помещениях разница в стоимости владения будет выше, так как светильники работают более 12 часов в сутки каждый день, замена ламп происходит сложнее из-за размещения светильников в труднодоступных местах.
Отдельно стоит сказать о системах адаптивного освещения в коммунальной сфере, в первую очередь на лестничных клетках.
Затраты энергии можно снизить кратно, не забыв при этом, что не все светильники хорошо работают в режиме частых включений и отключений.
Рассчитывая эффективность освещения не забывайте, что в стоимости владения светильников входит:
- Потребление энергии источником света.
- Обслуживание (особенно для ламп накаливания и люминесцентных).
- Стоимость светильников часто отходит на третье место при нормальном расчете.
Исходя из этого, нужно приобретать не самый дешёвый светильник, а обеспечивающий минимизацию стоимости владения на заданном отрезке времени.
Расчёт и выбор системы освещения лучше доверить профессионалам.
Поскольку, даже с учётом стоимости их услуг, стоимость владения будет ниже, а качество будет соответствовать стандартам и требованиям заявленным Клиентом.
