Energetické úspory ve výbojkovém osvětlení

V první řadě je potřeba si uvědomit, že námi zvolený zdroj umělého světla (ať už se jedná fluorescenční zářivky, výbojky, LED, nebo indukční zdroje), je vlastně sestavou několika komponent, které se vzájemně ovlivňují a jejichž vzájemná kombinace nám teprve zaručí optimální výsledek.

Tzn. kvalitní osvětlení dotčeného prostoru: absolutní hodnotu osvětlenosti a její rovnoměrnost, zrakovou pohodu, index podání barev, barvu světla, omezení oslnění UGR, efektivnost a efektivitu provozu, možnost regulace příkonu a tím osvětlenosti, prodloužení servisních intervalů, možnost komunikace a integrování do Building Management systémů, apod.

U výbojkových svítidel to jsou tři základní komponenty, které nám ovlivňují správnou světelně – technickou funkci zařízení:
a) Optická část – reflektor (eventuelně difuzor - krycí sklo, plastový difuzor)
b) Světelný zdroj – výbojka (halogenidová, sodíková, rtuťová)
c) Předřadná část – elektromagnetický předřadník, elektronický předřadník


V minulosti byla optická část průmyslového výbojkového svítidla tvořena převážně ocelovým plechem opatřeným bílým smaltovaným nástřikem, který měl jednak zvýšit optickou účinnost svítidla a také chránit reflektor před vlivy koroze. Optická účinnost těchto svítidel se pohybovala mezi 60 – 70%.

Postupem času se začalo využívat reflektorů z AL plechu, který byl tvořen za pomoci lisování nebo prolamování do požadovaného tvaru. Využití tohoto materiálu navýšilo optickou účinnost svítidla na hodnoty mezi 75 – 85%.

Jako nejmodernější trend, ve vývoji optické části průmyslového výbojkového svítidla, se jeví použití:
a) Semiparabolických reflektorů se čtvercovou základnou
b) Skleněných, rotačně symetrických reflektorů

Materiály, jejich tvar a povrch, jsou navrženy s ohledem na maximální vysokou optickou účinnost a optimální rozložení světelného toku. Optická účinnost se u semiparabolických reflektorů pohybuje na hranici až 94% u skleněných reflektorů dokonce až bezmála 96%!




Optická část výbojkového svítidla pro veřejné osvětlení byla tvořena převážně kouskem AL plechu nebo zde reflektor nebyl osazen vůbec (tzv. „koule“). Optická účinnost těchto svítidel se pohybovala mezi 50 – 60%.

Postupem času se začalo využívat reflektorů z AL plechu, který byl tvářen za pomoci lisování, čímž se jednak zvýšila optická účinnost svítidla a také se výrazně zlepšily jeho vyzařovací charakteristiky. Podstatnou měrou se též snížily emise světelného smogu.

Jako nejmodernější trend, ve vývoji optické části výbojkového svítidla pro veřejné osvětlení, se jeví použití:
c) AL reflektorů s fasetovou optikou
d) Skleněných reflektorů s fasetovou optikou

Materiály, jejich tvar a povrch, jsou navrženy s ohledem na maximální vysokou optickou účinnost a optimální rozložení světelného toku. Optická účinnost se u AL reflektorů pohybuje na hranici až 84% u skleněných reflektorů dokonce až bezmála 95%!



V počátcích výbojkového osvětlení, byly hojně využívány rtuťové výbojky, jejichž hlavními nevýhodami byly velice nízký měrný výkon 50 lm/W, nízký index podání barev - Ra 40, životnost do 15 000 h. V některých aplikacích, zejména pro použití ve veřejném osvětlení, nebo osvětlování zrakově nenáročných prostor, se začaly využívat vysokotlaké sodíkové výbojky, které sice mají vysoký měrný výkon a to až 150 lm/W a poměrně dlouhou střední dobu života kolem 30 000 h. Velkým negativem a problémem těchto výbojek je velmi nízký index podání barev - Ra 25, který je pro drtivou většinu pracovních prostor nevyhovující.

V současnosti proto jejich místo zaujaly halogenidové (metal-halogenidové) výbojky, jejichž mnohé parametry předčí jak rtuťové, tak sodíkové vysokotlaké výbojky. Měrný výkon nejmodernějších halogenidových výbojek dosahuje hodnot až 110 lm/W, index podání barev (dle typu, provedení a pracovní polohy) se pohybuje v rozsahu Ra 60 až +90, střední doba života dokonce atakuje hranici 60. 000 h. při L80 ( pokles světelného toku na 80% původní/jmenovité hodnoty po 60. 000 h. provozu na elektronickém předřadníku)!

U svítidel veřejného osvětlení se začínají pozvolna prosazovat světelné zdroje s hořáky vyrobenými pomocí „keramické“ technologie, tzv. CM – PLUS. Parametry těchto světelných zdrojů výkonově plnohodnotně nahradí HPS zdroje, přičemž v jejich prospěch hovoří především hodnoty Ra až + 90.




Elektrická výzbroj svítidla je dnes převážně tvořena kombinací: „elektromagnetický předřadník + zapalovač + kompenzační kondenzátor“. Tato sestava nám nabízí jednoduché řešení pro napájení světelného zdroje, ovšem s minimální možnosti jak ovlivnit příkon do světelného bodu/světelného zdroje. Jedinou možností jak snížit příkon, tak bylo využití elektromagnetického předřadníku s „přepínatelnou“ odbočkou. Zde je ovšem možnost regulace příkonu, limitována pouze na dvě úrovně a to dle použitého vinutí (odbočky) předřadného přístroje ( obvykle se jedná o hodnoty 50/70W, 100/150W, 150/250W, 250/400W). Těchto předřadných přístrojů se využívalo zejména u svítidel veřejného osvětlení. Každý předřadný přístroj, však musel být osazen dalším externím zařízením, či zařízeními, jež umožňovaly jednak samotné přepnutí příkonu a současně umožňovaly komunikaci s ovládacím signálem (především HDO).

V poslední době se ovšem začínají postupně prosazovat elektronické regulovatelné předřadné přístroje, které oproti elektromagnetickým předřadníkům skýtají mnoho výhod.

Z provozního hlediska jsou nejzajímavější následující vlastnosti:
– Eliminace výkyvů napětí v rozsahu 185 - 254V
– Minimalizování vlastních ztrát a to až do 6,5%
– Inteligentní řízení mikroprocesorem
– Ochrana proti "sebezničení"
– Regulace příkonu, včetně plynulé, a to v rozsahu 100-15%
– Ovládání a regulace pomocí analogového signálu 1-10V - plynulá regulace
– Ovládání, regulace a komunikace pomocí digitálního signálu na platformě DALI - plynulá regulace
– Ovládání a regulace pomocí „PowerLine“ (tzv. „po silovce“) – plynulá regulace
– Regulace pomocí analogového signálu „Switch-Dimm“ – skoková regulace – Zásadní zvýšení - prodloužení střední doby života světelného zdroje

Martin Marek
LUXART, s.r.o. Blučina