Sposoby oszczędzania energii w instalacjach oświetleniowych
Zużycie energii elektrycznej dla przemysłowych przedsiębiorstw oświetleniowych stale rośnie i wynosi średnio 5 - 10% ich całkowitego zużycia. W poszczególnych branżach zużycie energii elektrycznej na instalacje oświetleniowe jest bardzo zróżnicowane: w zakładach hutniczych - około 5%, w budowie maszyn -10%, w przemyśle lekkim - średnio 15%. W niektórych przedsiębiorstwach przemysłu lekkiego udział zużycia energii elektrycznej na instalacje oświetleniowe przekracza 30%.
Oświetlenie elektryczne — wraz z innymi urządzeniami wyposażenia technicznego pomieszczeń przemysłowych stwarza komfortowe warunki do produktywnej pracy, poziom oświetlenia znacząco wpływa na wydajność pracy.Dlatego zadanie oszczędzania energii elektrycznej poprzez instalacje oświetleniowe należy rozumieć w taki sposób, aby przy minimalnym zużyciu energii, poprzez prawidłowe zaprojektowanie i eksploatację instalacji oświetleniowych, zapewnić optymalne oświetlenie pomieszczeń przemysłowych i miejsc pracy oraz wysokiej jakości oświetlenie, stworzyć środowisko za najbardziej produktywną pracę robotników.
W przypadku istniejących instalacji oświetleniowych rzeczywiste oświetlenie zależy od rzeczywistego oświetlenia, powierzchni pomieszczenia; liczbę opraw oświetleniowych, liczbę lamp w każdej oprawie oświetleniowej, strumień świetlny każdej z tych lamp, współczynnik wykorzystania strumienia świetlnego,
Strumień świetlny lampy zależy od rodzaju i mocy lampy, napięcia na lampie oraz stopnia jej zużycia. Współczynnik wykorzystania strumienia świetlnego zależy od następujących czynników: wydajności i kształtu krzywej rozsyłu światłości opraw oświetleniowych, wysokości zawieszenia lampy, która zwiększa się wraz z jej spadkiem, powierzchni pomieszczenia S.
Oszczędzanie energii w projektowaniu instalacji oświetleniowych
Normy budowlane zawierają zalecenia dotyczące racjonalnych kolorów dekoracji ścian, sufitów, podłóg, kratownic, belek, a także wyposażenia technologicznego warsztatów przedsiębiorstw przemysłowych w celu poprawy oświetlenia pomieszczeń przemysłowych i warunków pracy.
Projektując oświetlenie naturalne i sztuczne w obiektach przemysłowych należy uwzględnić wzrost natężenia oświetlenia stanowisk pracy spowodowany światłem odbitym od powierzchni wnętrz, których dekoracja jest wykonywana zgodnie z zaleceniami norm budowlanych.
Zużycie energii elektrycznej do oświetlenia elektrycznego zależy od liczby i mocy lamp, strat mocy w urządzeniu sterującym (stateczniku) i w sieci oświetleniowej oraz od liczby godzin użytkowania elektrycznych instalacji oświetleniowych w danym okresie (np. rok).
Czas świecenia lampy zależy w dużej mierze od racjonalnego zaprojektowania i maksymalnego wykorzystania naturalnego światła.
W projekcie budynku należy uwzględnić racjonalne rozmieszczenie oświetlenia naturalnego w obszarze produkcyjnym oraz stworzenie dostatecznego oświetlenia powierzchni roboczych wymaganego przez proces produkcyjny. Czasami zapomina się o tym realizując projekty budowlane przeznaczone dla branż o niższych wymaganiach co do poziomu oświetlenia. Niewystarczająca ilość naturalnego światła w takich obiektach poniżej dopuszczalnego dla tego typu produkcji, szczególnie w pochmurne zimowe dni, powoduje konieczność stosowania oświetlenia elektrycznego w ciągu dnia.
Skuteczność i czas trwania naturalnego światła zależy od stanu przeszklenia i regularne czyszczenie szkła jest niezbędne do utrzymania czystości. Częstotliwość czyszczenia zależy od stopnia zanieczyszczenia powietrza w obszarze produkcji oraz powietrza zewnętrznego.
Zasady eksploatacji technicznej instalacji elektrycznych (PTE) wymagają co najmniej dwóch czyszczeń szyb w ciągu roku przy minimalnej zawartości pyłu i co najmniej czterech przy znacznej emisji pyłów, dymu i sadzy.
Metody czyszczenia zależą od odporności zabrudzenia: w przypadku łatwego do usunięcia kurzu i brudu wystarczy umyć okulary wodą z mydłem, a następnie przetrzeć.W przypadku trwałych zabrudzeń tłustych, sadzy olejowej do czyszczenia należy stosować specjalne środki.
Skuteczność regularnego czyszczenia przeszkleń jest bardzo wysoka: czas palenia się lamp w dwuzmianowym trybie warsztatowym zmniejsza się zimą o co najmniej 15%, a latem o 90%.
Ekonomiczne zużycie energii elektrycznej dla instalacji oświetleniowych zależy w dużej mierze od właściwego doboru źródeł światła i opraw oświetleniowych, a także od racjonalnej eksploatacji instalacji oświetleniowych.
Przy doborze opraw oświetleniowych brana jest pod uwagę wysokość pomieszczeń, ich gabaryty, warunki środowiskowe, dane techniczne dotyczące oświetlenia opraw, ich efektywność energetyczna, wymagane oświetlenie, jakość oświetlenia itp. Odbłyśniki mają ogromne znaczenie dla wydajności opraw oświetleniowych.
Sterowanie oświetleniem elektrycznym
W celu oszczędnego zużycia energii elektrycznej w elektrycznych instalacjach oświetleniowych należy zapewnić racjonalny system sterowania oświetleniem. Prawidłowo zbudowany obwód sterowania oświetleniem pomaga skrócić czas świecenia lamp i w tym celu zapewnia możliwość włączania i wyłączania poszczególnych lamp, ich grup, pomieszczeń, budynków, całego przedsiębiorstwa.
W niskich i małych obiektach przemysłowych i pomocniczych (o wysokości do 4-5 m) możliwe jest zastosowanie wyłączników dla jednej lub dwóch opraw oświetleniowych lub małej grupy opraw oświetleniowych.
W przypadku dużych warsztatów istnieje możliwość zastosowania zdalnego sterowania oświetleniem stycznikowym całego warsztatu oraz ograniczonej ilości miejsc - jednego lub dwóch, co ułatwi kontrola oświetlenia i pozwoli na bardziej ekonomiczne wykorzystanie energii elektrycznej.
Panel sterowania oświetleniem znajduje się w pomieszczeniach socjalnych.
Zarządzanie oświetleniem zewnętrznym z podziałem na części (oświetlenie dróg i alejek, oświetlenie bezpieczeństwa, oświetlenie otwartych stanowisk pracy, oświetlenie dużych powierzchni i otwartych magazynów) powinno być jak najbardziej scentralizowane w całym przedsiębiorstwie. Zazwyczaj scentralizowane jest również zarządzanie oświetleniem całego przedsiębiorstwa, czyli oświetleniem wszystkich budynków oraz oświetleniem zewnętrznym. Do zdalnego sterowania oświetleniem służą kable telefoniczne i pilota. Sterowanie oświetleniem całego przedsiębiorstwa jest z reguły skoncentrowane na stanowisku pracy urządzeń energetycznych przedsiębiorstwa.
Centralizacja zarządzania oświetleniem całego przedsiębiorstwa ma na celu wybór najbardziej racjonalnego czasu włączania i wyłączania oświetlenia, łącząc go z poziomem oświetlenia naturalnego, z rozpoczęciem, przerwami i zakończeniem pracy w warsztatach przedsiębiorstwa.
W praktyce stosuje się różne schematy automatyzacji sterowania oświetleniem. Najczęściej sterowanie oświetleniem zewnętrznym jest zautomatyzowane. Do automatycznego sterowania oświetleniem stosuje się fotokomórki lub fotorezystory, które służą jako czujniki do sterowników automatycznych.Czujniki są ustawione na pewien minimalny poziom światła naturalnego, aby wyłączać oświetlenie o świcie i włączać je o zmierzchu.
Oszczędzanie energii podczas eksploatacji instalacji oświetleniowych
Krytyczne dla oszczędzać energię występują w instalacjach oświetleniowych właściwa praca i naprawy. Biuro Głównego Energetyka musi sporządzać plany i harmonogramy przeglądów, czyszczenia, wymiany lamp i planowych konserwacji instalacji oświetleniowych oraz kontroli ich wykonania.
Rozbudowana grupa działań energooszczędnych związanych z prawidłową eksploatacją i naprawą instalacji oświetleniowych. Najważniejszym z nich jest opracowanie i wdrożenie metod i urządzeń do terminowego czyszczenia lamp i wymiany zużytych lamp, które są niezwykle istotne dla racjonalnego zużycia energii elektrycznej na oświetlenie.
Skrócenie czasu świecenia lamp daje bezpośrednie oszczędności energii, dla których działania mają na celu maksymalne wykorzystanie naturalnego światła, prawidłowe sterowanie oświetleniem, zastosowanie automatycznego i programowego sterowania oświetleniem.
Zasady eksploatacji technicznej instalacji elektrycznych (PTE) stanowią, że czyszczenie lamp i lamp odbywa się w terminach określonych przez osobę odpowiedzialną za instalację elektryczną, w zależności od lokalnych warunków. V Zasady instalacji elektrycznej (PUE) oraz wydziałowe instrukcje, które posiadam, instrukcje dotyczące zalecanej częstotliwości czyszczenia lamp. Utrata strumienia świetlnego jest dramatycznie zwiększona przez zanieczyszczenie lamp.
Aby zapewnić ekonomiczną eksploatację zastosowane oprawy oświetleniowe muszą umożliwiać łatwy demontaż wszystkich zanieczyszczonych części – szkieł ochronnych, odbłyśników, dyfuzorów, wkładów do ich czyszczenia w warsztatach stacjonarnych.
Należy szczegółowo opracować procesy wymiany ruchomych części opraw oświetleniowych na czyste oraz czyszczenia części zabrudzonych.i warsztaty z wykorzystaniem specjalnych preparatów czyszczących i środków do mechanizacji. Podczas eksploatacji powinien istnieć fundusz wymiany wynoszący co najmniej 5-10% ruchomych części instalacji oświetleniowych.
Konieczne jest wyeliminowanie jednej z głównych przyczyn niezadowalającego działania opraw oświetleniowych - trudności w dostępie do nich. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku warsztatów o wysokości powyżej 4 m, gdzie problemy te są dotkliwe. Najwygodniejsze do obsługi instalacji oświetleniowych są urządzenia stacjonarne, w tym: posadzki techniczne (przystosowane do różnego rodzaju komunikacji, wentylacji, klimatyzacji), podesty, specjalne mosty elektryczne.
Utrzymanie nominalnych poziomów napięć w sieci oświetleniowej
Wahania napięcia prowadzą do nadmiernego zużycia energii elektrycznej. Napięcie na zaciskach lampy nie powinno być wyższe niż 105% i niższe niż 85% napięcia znamionowego. Spadek napięcia o 1% powoduje spadek strumienia świetlnego lamp: z żarówką - o 3 - 4%, świetlówkami - o 1,5% i lampami DRL - o 2,2%.
Jednym z głównych powodów powodujących znaczne wahania napięcia w sieci oświetleniowej przedsiębiorstw przemysłowych są prądy rozruchowe dużych silników elektrycznych montowanych na jednostkach z ciężkimi kołami zamachowymi, prasami, sprężarkami, młotami itp. Napięcie w sieci elektrycznej zakładów przemysłowych znacznie wzrasta w nocy, gdy urządzenia kompensacyjne pozostają wyłączone w nocy. Wahania napięcia są również spowodowane zmianami obciążenia elektrycznego w ciągu dnia.
Aby wyeliminować wpływ wahań napięcia na wydajność instalacji oświetleniowej, do obciążenia oświetlenia i urządzeń kompensacyjnych stosowane są osobne transformatory, które włączane i wyłączane są ściśle według harmonogramu dobowego.
Ostatnio do stabilizacji napięcia w instalacjach oświetleniowych zastosowano automatyczną regulację napięcia. W przypadku sieci elektrycznych do oświetlenia przemysłowego opracowano i szeroko stosuje się automatyczną regulację napięcia za pomocą transformatorów podwyższających napięcie oraz włączenie dodatkowej indukcyjności do sieci.