Oświetlenie LED w hali: kiedy się zwraca przy jednej i trzech zmianach

Od czego zależy, czy oświetlenie LED w hali się zwraca?

Zwrot to koszt wymiany podzielony przez oszczędność na rachunku. Oszczędność liczysz tak: (moc przed – moc po) [kW] × godziny świecenia w roku × cena kWh. Cenę kWh weź z własnej faktury. W przykładach przyjmujemy 0,90 zł/kWh netto łącznie z dystrybucją; jak ją ustalić, opisuje tekst cena 1 kWh dla firm.

Z tych trzech składników najmocniej działają godziny. Ta sama oprawa świeci 2 000 godzin rocznie na jednej zmianie (8 h × 250 dni) i 6 000 na trzech. Oszczędność rośnie trzykrotnie, a koszt wymiany zostaje ten sam. Wartości dla źródeł światła (nie dla całych opraw) podaje Carbon Trust:

• Moc przed wymianą. Lampa metalohalogenkowa 400 W na stateczniku magnetycznym może pobierać do 460 W, bo stateczniki tracą ok. 15%. Do rachunku bierz 460 W, nie 400 W.
• Moc po wymianie. Zależy od skuteczności oprawy. W ofercie szukaj strumienia świetlnego w lm i poboru w W, a potem podziel jedno przez drugie. Dla orientacji: amerykański program zakupów federalnych wymaga od opraw high-bay (od 10 000 lm) co najmniej 175 lm/W. To próg dla USA, ale dobrze pokazuje, z czym porównywać ofertę.
• Koszty poza prądem. Przy 6 000 h/rok lampa metalohalogenkowa wymaga wymiany co 1–3,3 roku, oprawa LED rzadziej niż co 4 lata. Przykład niżej tego nie wlicza, więc zwrot liczymy ostrożnie.

Ile kosztuje światło w hali 1000 m² przed i po wymianie na LED?

Weźmy halę 1000 m² z obróbką skrawaniem, w której przy stanowiskach potrzeba 300 lx. Ponieważ 1 lx to 1 lm na m², na płaszczyznę roboczą musi dotrzeć 300 000 lm. W hali wisi dziś 22 opraw z lampami metalohalogenkowymi 400 W. Zużycie i koszt rocznie:

• Cena oferty. Przy 1 000 zł za oprawę z montażem zwrot wynosi ok. 22 miesiące (jedna zmiana) i ok. 7 (trzy). Przy 1 800 zł: ok. 39 i ok. 13 miesięcy.
• Skuteczność opraw. Gdyby oprawy miały 100 lm/W zamiast 150, ta sama hala wymagałaby 300 000 / (100 × 0,6) = 5 000 W. Oszczędność mocy spadłaby do 5,12 kW, czyli do 9 216 zł i 27 648 zł rocznie, a zwrot wydłużyłby się do ok. 40 i ok. 13 miesięcy.
• Wniosek. Przy jednej zmianie wymiana zwraca się w latach, przy trzech w około roku. Przy dwóch zmianach (4 000 h) wynik leży pomiędzy. Carbon Trust podaje, że wymiana na LED daje do 80% oszczędności zależnie od sprawności obecnego oświetlenia. Tu wyszło 67%.

Czy czujniki i światło dzienne dołożą oszczędności po wymianie na LED?

Sterowanie to drugi krok, bo liczysz je od zużycia już po wymianie. Oprawy LED współpracują z czujnikami obecności, strojeniem i ściemnianiem. Metaanaliza 240 wyników z 88 źródeł, wykonana dla budynków komercyjnych (nie hal), dała średnio 24% oszczędności z czujników obecności, 28% z regulacji światłem dziennym i 38% przy łączeniu kilku metod.

• Jedna zmiana. Po wymianie hala zużywa 6 600 kWh rocznie. 24% to 1 584 kWh, czyli 1 425,60 zł; 38% to 2 508 kWh, czyli 2 257,20 zł.
• Trzy zmiany. Po wymianie 19 800 kWh rocznie. 24% to 4 752 kWh, czyli 4 276,80 zł; 38% to 7 524 kWh, czyli 6 771,60 zł.
• Gdzie to ma sens. Tam, gdzie przez większość zmiany nikogo nie ma, np. w przejściach, między regałami, w strefach składowania. Światło dzienne daje efekt przy świetlikach i oknach. Wynik ze światła dziennego traktuj ostrożnie, bo symulacje zawyżają go o co najmniej 10%.
• Uczciwie. To średnie z budynków usługowych. W hali, gdzie przy maszynach światło musi świecić stale, oszczędność bywa mniejsza. Koszt czujników zależy od oferty: dopisz go i policz zwrot tym samym wzorem.

Jakie przepisy i wymagania oświetleniowe obowiązują przy wymianie?

Od 1.09.2023 świetlówki liniowe T8 o długości 2, 4 i 5 stóp muszą spełniać próg 120 lm/W z rozporządzenia 2019/2020, a świetlówki liniowe sięgają według Carbon Trust najwyżej 105 lm/W – w praktyce zostaje więc LED. Lampy metalohalogenkowe i sodowe nie są zakazane wprost, mają własne progi skuteczności. Wyjątek RoHS dla rtęci w lampach metalohalogenkowych wygasa 24.02.2027, więc uwzględnij tę datę, zanim kupisz lampy zapasowe.

Oświetlenie stanowisk ocenia się według PN-EN 12464-1. Poniższe wartości to przykłady z opracowania CIOP-PIB opartego na wydaniu normy z 2012 r. Obecne wydanie z 2021 r. mogło je zmienić, więc wartości dla swojej hali potwierdź w projekcie oświetlenia.

• Magazyny. Wymagania dla magazynów, regałów i stref pakowania zależą od rodzaju pracy, więc poproś projektanta o obliczenia według aktualnej normy; profil branży opisuje strona magazyny i logistyka.
• Stanowiska powyżej 500 lx. CIOP-PIB zaleca doświetlenie miejscowe zamiast podnoszenia poziomu w całej hali, co zmniejsza moc oświetlenia ogólnego.
• Wsparcie. Zanim podpiszesz umowę, sprawdź programy opisane w tekście dotacje dla firm produkcyjnych.

Od czego zacząć

Oświetlenie to jeden z kilku obszarów, w których zakład traci energię; pozostałe zebrano w tekście jak obniżyć koszty w firmie produkcyjnej. Zwrot dla własnej hali policzysz w sześciu krokach.

1. Policz oprawy i odczytaj moc z tabliczek. Dla lamp metalohalogenkowych na stateczniku magnetycznym przyjmij do 460 W zamiast 400 W albo zmierz pobór miernikiem.
2. Ustal godziny świecenia w roku: ile zmian, ile dni, czy część hali świeci po pracy i w weekendy. Wynik to mnożnik oszczędności.
3. Zmierz natężenie na stanowiskach i porównaj z wymaganiami dla wykonywanych zadań. Zleć projekt oświetlenia, żeby nowe oprawy dawały wymagane lx, a nie tylko mniejszy pobór.
4. Zbierz co najmniej dwie oferty. W każdej sprawdź liczbę opraw, strumień (lm), pobór (W), skuteczność (lm/W), gwarancję i łączny koszt z montażem. Policz zwrot wzorem z początku tekstu.
5. Sterowanie wyceń osobno i policz jego zwrot oddzielnie, żeby nie ukryć słabej pozycji w dobrej ofercie.
6. Po montażu zmierz natężenie i porównaj zużycie z fakturą. Jak to robić w sposób ciągły, opisuje tekst monitoring zużycia energii.