Energetické úspory a světelné zdroje

Světlo v jakékoliv podobě, ať již přirozené – sluneční záření nebo umělé – osvětlovací tělesa, člověk ke svému životu nezbytně potřebuje. Jelikož lidské možnosti, jak "poručit" dennímu osvětlení jsou stále ještě omezeny rozsahem, jestli zatáhneme rolety a žaluzie, či nikoliv, u umělého osvětlení je tomu právě naopak. Zde je lidský jedinec neomezeným pánem nejen nad spínačem, kterým se osvětlovací soustava uvádí do činnosti, ale zejména nad návrhem a samotnou realizací osvětlovací soustavy, která nejen odpovídá hygienickým požadavkům, ale je i optimálně navržena s ohledem na energetickou náročnost, což úzce souvisí s ekologickými trendy současného pohledu na svět.

Z dostupných informací totiž vyplývá, že výdaje za elektrickou energii jsou po mzdách druhou nejvýznamnější položkou firemních nákladů. Vzhledem k tomu, že snižování nákladů na materiál, mzdy apod. by mohlo ohrozit výslednou kvalitu produktu (služby), je úspora energie ještě relativně snadnou cestou k jejich snížení a ke zvýšení konkurenceschopnosti, ale současně i jasným signálem, že náš pohled je směřován i do budoucna a není omezen jen krátkodobým pohledem na okamžitý zisk.
Jednou z možností, jak dosáhnout snížení nákladů na provoz osvětlovacích soustav, je použití vhodných energeticky úsporných světelných zdrojů. Z porovnání světelně-technických parametrů běžně používaných světelných zdrojů – tj. klasických lineárních zářivek, klasických halogenidových výbojek a energeticky úsporných halogenidových výbojek vyplývá závěr, že významných úspor elektrické energie lze dosáhnout použitím posledně jmenovaných světelných zdrojů. A právě zde se nabízí nové možnosti, jak s ohledem na požadovaný světelný výkon osvětlovací soustavy docílit její nižší energetické náročnosti a tím pádem dosáhnout i výrazných finančních úspor a v neposlední řadě i snížit množství produkovaných emisí, které jsou k jejím provozem spojeny.

Historie
Fyzikální laboratoře Dr. Scott Anderson (Ohio, USA) se od prvopočátku zabývaly experimentálním výzkumem v oblasti molekulární fyziky. V roce 1944 byly transformovány na společnost APL Engineered Materials. V průběhu šedesátých let dvacátého století se tato společnost zaměřila na výzkum a výrobu vysoce čistých anhydrovaných jodidů v přesně definovaných dávkách určených pro výrobu výbojových světelných zdrojů, na jejich vysokorychlostní a přesné dávkování při vlastní výrobě a dále na čištění halogenidů alkalických kovů. Výzkum a výroba postupně zasáhly do oboru materiálů pro výrobu sodíkových výbojek (amalgámy sodíku), rtuťových výbojek (amalgámy zinku) a halogenidových výbojek (Na/Sc).

Vznik společnosti Venture Lighting International (Solon, Ohio, USA) spadá do roku 1983, kdy se po šestnácti letech strávených ve společnosti General Electric, u které se věnoval vývoji a výrobě halogenidových výbojek, rozhodl pan Wayne Hellman spolu se svými kolegy, že se vydají svou vlastní cestou.

Současnost
Pod společnou hlavičkou ADLT – Advancet Lightign Company je nyní firma Venture Lifting International spojena se společností APL Engineered Materials. V současné době ovládá více než 90% celosvětového trhu s halogenidovými výbojkami. Za posledních deset let vyvinula více než 50% halogenidových výbojek, vyráběných konkurenčními společnostmi, právě firma Venture Lighting International a APL Engineered Materials. Tradice a zkušenosti z výzkumu a výroby těchto výbojek umožňují firmě Venture Lighting International vyrábět výbojky s výbornými světelně-technickými parametry, jako jsou např.:

• hodnoty světelného toku až 50.000lm (450W)
• velmi pozvolná změna vlastností výbojky v průběhu života (pokles světelného toku, stálost teploty chromatičnosti a indexu podání barev atd.)
• střední doba života 15.000 až 20.000 h (u speciálních typů až 30.000 h)
• rozptyl teplot chromatičnosti každého jednotlivého výrobku dané typové řady maximálně ±150K atd.

Řešení energetické úspory pomocí světelného zdroje
Jednou z nejzajímavějších položek, o kterých zde bude podrobnější zmínka, jsou výbojky z části sortimentu Uni-Form® Pulse Start. Prvním zástupcem je řada Energy Saving – 200/350W. Nejdůležitější parametry výbojek této řady, uvedené v tab. 1, jsou totiž srovnatelné s parametry běžných halogenidových výbojek 250 a 400W. Ovšem jejich použitím se významně snižuje spotřeba elektrické energie – a to až o 20%.

Druhým zástupcem jsou výbojky High Performance. Tyto výbojky se vyznačují extrémně vysokým světelným tokem (až 25.000lm/250W, resp. 100lm/W, a 44.000lm/400W, resp. 110lm/W) a dlouhou střední dobou života (15.000h/250W, 20.000h/400W). V tomto případě je možné redukovat počet svítidel, a tím také snížit náklady na provoz osvětlovací soustavy. Samozřejmostí je jejich nabídka v celé škále provedení, tzn. trubkové čiré nebo elipsoidní čiré, popř. s povrstvenou baňkou.
Navíc není opomenuta ani bezpečnost díky speciálně vyvinutému krytu hořáku. Je tedy možné volit mezi výbojkami pro uzavřená svítidla (svítidla s krytem světelně činné části) a výbojkami pro otevřená svítidla (bez krytu světelně činné části) – obr. 1 a obr. 2. V této souvislosti je třeba zmínit skutečnost, že v USA a Kanadě je tato konstrukce s vnitřním ochranným válcem jediná uznávaná a není přípustné použít jiné varianty pro otevřená svítidla (např. použití teflonového pokrytí baňky, které vlivem UV záření křehne).

Výbojka pro otevřená svítidla -          Výbojka pro otevřená svítidla -
                             detail ochranného válce               funkčnost ochranného válce při destrukci 
                                                      hořáku výbojky v praxi

Praxe – Modelový příklad
Za modelový příklad byl zvolen prostor o rozměrech 20×40m, s výškou stropu 6m a s požadovanou intenzitou osvětlení 500lx. Provoz osvětlovací soustavy byl stanoven na 10h denně, 250 dnů za rok. Světelný tok použitého zdroje je 20.000lm, udržovací činitel má hodnotu 0,67.

Výpočet osvětlení byl proveden s těmito výsledky:

• udržovaná osvětlenost Ēm 538lx

• celkový počet svítidel 30ks

Při porovnání příkonu osvětlovacích soustav se světelnými zdroji 200W a 250W nám zcela jasně vyplývá, že veškeré výhody stojí na straně světelných zdrojů Energy Saving , viz tab. 2.

Řešení energetické úspory pomocí předřadného přístroje
Dalším způsobem, jakým docílit úspory elektrické energie, je použití elektronického předřadného přístroje VENTRONIC, který má, oproti konvečnímu indukčnímu předřadníku, jen minimální odběr elektrické energie. Jelikož konveční indukční předřadník je vlastně dalším spotřebičem elektrické energie, vzniká nám tak provozem svítidla odběr nejen samotným světelným zdrojem, což si uvědomuje každý, ale také předřadným přístrojem, což zůstává častokrát opomíjeno.

Zde jsou pro názornost uvedeny hodnoty celkového příkonu (VA) naměřené v běžně používaných svítidlech, která jsou vybavena indukčními předřadníky a svítidly, která jsou osazena elektronickými předřadnými přístroji VENTRONIC:

Z uvedených údajů je patrné, že při využití elektronických předřadníků VENTRONIC pro výbojková svítidla, lze dosáhnout poměrně zajímavých výsledků při úspoře elektrické energie a tím i vynaložených nákladech na provoz osvětlovací soustavy. Další, neméně významnou vlastností elektronického předřadníku, je tzv. "měkký" start světelného zdroje, čímž se výrazně prodlužuje jeho životnost, což nám opět přináší finanční úsporu spojenou s provozem osvětlovací soustavy.

Z technického hlediska patří mezi poměrně zajímavé údaje, rozsah pracovního napětí 185 – 254V, při kterém si světelný zdroj zachovává 100% světelný výkon. Taktéž možnost, že samotný VENTRONIC lze osadit ve vzdálenosti až 30m od samotného svítidla nám poskytuje další možnosti aplikací, např. v provozech s extrémními teplotami, bez mechanických a zvukových vibrací apod.

Další z možností elektronických předřadníků VENTRONIC jak snížit provozní náklady na energii je využití regulovatelných předřadníků:

• VENTRONIC WiMAC inteligentní elektronické předřadníky ( hodnoty regulace 100/75/50/0%)

• VENTRONIC PN předprogramované elektronické předřadníky ( hodnoty regulace 100/68%)

• VENTRONIC SD regulovatelné elektronické předřadníky ( hodnoty regulace 100/50%)

Využití těchto regulovatelných elektronických předřadníků spadá zejména do oblasti veřejného osvětlení, kde nám umožňují regulaci intenzity osvětlenosti komunikací a veřejných prostranství v době, kdy nejsou natolik využívána chodci, cyklisty a motorovými vozidly. Takto vyzbrojená svítidla je pak vhodné provozovat v systému řízení a monitoringu veřejného osvětlení např. HARVARD Engineering PLC, který pak ještě více zefektivňuje provoz a tím i vynaložené investice do provozování osvětlovacích soustav (funkčnost svítidel a světelných zdrojů, možnost nezávislého ovládání jednotlivých světelných bodů apod.).

Závěr
Z výše uvedených informací je patrné, že otázku úspor elektrické energie a tím i ekonomické návratnosti celé soustavy, je potřeba řešit již na začátku celého projektu. Vhodným výběrem svítidel a světelných zdrojů lze dosáhnout poměrně solidních výsledků, nejen co se týče vynaložených finančních prostředků, ale i nezanedbatelného přínosu pro životní prostředí.

Literatura a odkazy
www.venturelightingeurope.com
www.harvardeng.com
www.luxart.cz

Martin Marek, LUXART, s.r.o. Blučina

Tato přednáška je ukázkou ze sborníku přednášek č. 41.

Cena sborníku je 380,-Kč, pro členy Clusteru 280,-Kč

Pokud máte o sborník zájem, můžete si ho objednat níže uvedeným formulářem!