Audyt oświetlenia w obiektach przemysłowych

Audyt oświetlenia w przepisach prawnych

Audyt oświetlenia w obiektach przemysłowych jest uregulowany przez złożony zestaw przepisów prawnych i normatywnych. Kluczowymi dokumentami są Ustawa o efektywności energetycznej oraz Rozporządzenie Ministra Infrastruktury dotyczące audytu energetycznego. Dodatkowo, obiekty przemysłowe muszą przestrzegać norm związanych z oświetleniem, takich jak PN-EN 12464-1:2012 „Oświetlenie wnętrz – Część 1: Środowisko oświetleniowe” czy PN-EN 1838:2013.

Wspomniane dokumenty uzupełniają również zróżnicowane wymagania branżowe dotyczące oświetlenia w obiektach przemysłowych. Zależą one od specyfiki działalności oraz warunków pracy w danym miejscu, np.:

• natężenie oświetlenia – w niektórych branżach, szczególnie tam, gdzie precyzja wzrokowa jest kluczowa, istnieją wytyczne co do minimalnego natężenia oświetlenia, np.: w laboratoriach, warsztatach produkcyjnych czy przy wykonywaniu czynności montażowych,
• równomierność oświetlenia – niekiedy istotne jest, aby oświetlenie było równomiernie rozłożone w przestrzeni roboczej, aby uniknąć odblasków, cieni czy zmęczenia wzroku pracowników. W takich sytuacjach, normy mogą określać minimalne i maksymalne różnice w natężeniu oświetlenia między różnymi obszarami,
• temperatura barwowa – w zależności od zastosowania, istnieją preferowane temperatury barwowe oświetlenia, np. w magazynach czy halach produkcyjnych może to być oświetlenie o neutralnej temperaturze barwowej, zapewniające wyraźne widzenie szczegółów, a w laboratoriach czy salach wystawowych – zbliżone do światła neutralnego,
• bezpieczeństwo i odporność – w niektórych środowiskach pracy istnieją wymagania dotyczące odporności opraw oświetleniowych na warunki ekstremalne, takie jak wysoka wilgotność, pył czy działanie substancji chemicznych. Instalacja oświetleniowa w takich miejscach powinna być odpowiednio zabezpieczona i spełniać określone normy bezpieczeństwa,
• oszczędność energetyczna – coraz częściej wymaga się, aby systemy oświetleniowe były projektowane z myślą o zapewnieniu odpowiedniej efektywności energetycznej i minimalizacji zużycia energii elektrycznej. W związku z tym, branże mogą stawiać wymagania dotyczące klasy efektywności energetycznej źródeł światła i stosowania energooszczędnego oświetlenia typu LED oraz inteligentnych systemów sterowania oświetleniem,
• kompatybilność z regulacjami – wszelkie systemy oświetleniowe muszą być zgodne z obowiązującymi przepisami prawnymi i normatywnymi dotyczącymi bezpieczeństwa, efektywności energetycznej oraz ochrony środowiska. Tym samym, powinny spełniać określone standardy oraz mieć odpowiednie certyfikaty zgodności.

fot. Luxon

Zakres audytu oświetlenia

Audyt oświetlenia w obiektach przemysłowych wymaga precyzyjnego określenia zakresu działań. Oprócz typowych analiz efektywności energetycznej, należy również uwzględnić specyficzne wymagania branżowe i zastosowania oświetlenia przemysłowego, takie jak intensywność oświetlenia, równomierność czy temperatura barwowa. Audyt oświetlenia może obejmować w szczególności:

• analizę istniejącego systemu oświetlenia – ocena istniejącego oświetlenia pod względem rodzaju źródeł światła, typów opraw, sposobu montażu oraz systemów sterowania, jeżeli są one obecne,
• weryfikację infrastruktury elektrycznej – sprawdzenie rodzaju i stanu okablowania oraz rozdzielnic, które są integralnym elementem infrastruktury oświetlenia,
• pomiary natężenia oświetlenia – wykonywane dzięki fotometrów potocznie nazywanych luksomierzami, które pozwalają na pomiar natężenia oświetlenia w różnych punktach obiektu, w celu oceny poziomu oświetlenia na powierzchni roboczej oraz identyfikację obszarów niedostatecznie oświetlonych lub nadmiernie naświetlonych,
• analizę równomierności oświetlenia – ocena równomierności oświetlenia w różnych strefach obiektu w celu zidentyfikowania obszarów z nadmiernymi różnicami w intensywności oświetlenia, co może prowadzić do problemów z widzialnością i komfortem pracy,
• analizę spektralną – pozwala na sprawdzenie spektrum światła emitowanego przez różne źródła światła, w celu oceny jakości oświetlenia oraz identyfikacji potencjalnych problemów, takich jak niedobór lub nadmiar pewnych kolorów,
• analizę zużycia energii – określenie zużycia energii przez istniejący system oświetlenia oraz identyfikacja obszarów potencjalnych oszczędności poprzez lepsze dopasowanie do potrzeb,
• ocenę stanu technicznego – badanie stanu technicznego istniejących opraw i źródeł światła, w tym ich wieku, sprawności oraz ewentualnych uszkodzeń lub problemów z działaniem,
• analizę kosztów – obliczenie kosztów związanych z eksploatacją istniejącego systemu oświetlenia, w tym kosztów energii elektrycznej, konserwacji, wymiany źródeł światła i opraw, a także nakładów związanych z ewentualnymi awariami,
• rekomendacje modernizacyjne – opracowanie rekomendacji dotyczących potencjalnych modernizacji systemu oświetlenia, w celu poprawy efektywności energetycznej, jakości oświetlenia oraz redukcji kosztów eksploatacji.

Jakie korzyści zapewnia audyt oświetlenia?

Wdrożenie rekomendacji wynikających z audytu oświetlenia przynosi szereg korzyści technicznych i ekonomicznych. Wśród nich warto podkreślić:

• oszczędności energetyczne – identyfikacja i implementacja usprawnień prowadzi do redukcji zużycia energii oraz obniżenia kosztów operacyjnych,
• poprawę warunków pracy – optymalne oświetlenie przyczynia się do zwiększenia komfortu pracy, bezpieczeństwa pracowników oraz wzrostu ich produktywności,
• zgodność z regulacjami – spełnienie wymagań prawnych dotyczących efektywności energetycznej oraz norm bezpieczeństwa.

fot. Luxon

Oszczędności z zastosowania oświetlenia LED

Jednym z najbardziej efektywnych rozwiązań modernizacyjnych jest migracja na oświetlenie LED. Źródła światła LED charakteryzują się znacznie wyższą efektywnością energetyczną oraz dłuższym czasem życia w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań, co przekłada się na istotne ograniczenie energii elektrycznej oraz redukcję kosztów związanych z konserwacją i wymianą żarówek, świetlówek czy halogenów. Poziom oszczędności jaki można osiągnąć zwykle wynosi od 45 do aż 85%.

Oświetlenie LED zużywa o wiele mniej energii niż tradycyjne żarówki żarowe lub kompaktowe świetlówki przy zachowaniu podobnego poziomu jasności. Dla przykładu, oprawa liniowa o mocy 2 x 56 W może być zastąpiona odpowiednikiem o mocy zaledwie 7–8 W. Przyjrzyjmy się konkretnemu przypadkowi wymiany głównego oświetlenia hali produkcyjnej, gdzie wykorzystuje się 95 opraw 400 W, pobierających moc 440 W każda oraz 27 opraw świetlówkowych 2 x 36 W pobierających moc 80 W każda, pracujących średnio przez 8 760 godzin w roku. Dla doprecyzowania, hala stanowi jeden jedenastu obszarów całej hali przemysłowej. Tych zaś, wraz z budynkami techniczno-administracyjnymi w całym zakładzie, jest kilkanaście.

Zużycie energii przed wymianą na LED:

• zużycie energii na jedną oprawę – 440 W,
• zużycie energii na jedną oprawę świetlówkową – 80 W,
• zużycie energii na wszystkie oprawy – 440 W x 95 + 80 W x 27 = 41 800 W + 2 160 W = 43 960 W = 43,96 kW,
• zużycie energii rocznie – 43,96 kW x 8 760 godzin = 385 089,6 kWh;

Zużycie energii po wymianie na LED:

• zastosowano 65 opraw o mocy 145 W każda,
• zużycie energii na wszystkie oprawy – 145 W x 65 = 9 425 W = 9,425 kW,
• zużycie energii rocznie – 9,425 kW x 8 760 godzin = 82 563 kWh;

Oszczędność energii po wymianie na LED:

• roczna oszczędność energii – 385 089,6 kWh – 82 563 kWh = 302 526,6 kWh,
• Przy założeniu kosztu energii na poziomie 1,15 zł za kWh, oszczędności roczne wynoszą – 302 526,6 kWh x 1,15 zł/kWh = 347 905,59 zł.

Warto również zauważyć, iż oszczędności te będą rosły w miarę rozwijania się technologii LED oraz stosowania bardziej zaawansowanych systemów sterowania, co dodatkowo zredukuje zużycie energii. W przypadku większych obiektów przemysłowych, potencjalne oszczędności mogą być jeszcze wyższe.

Oprócz zmiany oświetlenia na technologię LED, istnieje kilka innych sposobów oszczędzania energii związanych bezpośrednio z oświetleniem w obiektach przemysłowych, takich jak m.in.:

• zastosowanie inteligentnych systemów sterowania oświetleniem – czujniki ruchu czy systemy sterowania czasowego, pozwalają na dynamiczne dostosowywanie intensywności oświetlenia do rzeczywistych potrzeb, co minimalizuje niepotrzebne zużycie energii,
• wykorzystanie systemów regulacji światła naturalnego – systemy sterowania oświetleniem, które uwzględniają natężenie światła naturalnego poprzez czujniki światła dziennego, pozwalają na automatyczne dostosowanie intensywności oświetlenia sztucznego w zależności od warunków oświetleniowych, co przyczynia się do oszczędności energii,
• instalacja opraw oświetleniowych o wysokiej wydajności energetycznej – oprawy oświetleniowe o wysokim współczynniku skuteczności świetlnej (ang. Luminous Efficacy), pozwalają uzyskać wymaganą jasność przy niższym zużyciu energii,
• regularne konserwacje i utrzymanie – czyszczenie i konserwacja opraw oświetleniowych, wymiana uszkodzonych lub zużytych elementów oraz sprawdzanie poprawności działania systemów sterowania pomaga zapewnić optymalną wydajność oświetlenia przy minimalnym zużyciu energii,
• zastosowanie reflektorów i kierunkowego oświetlenia – zamiast wykorzystania ogólnego oświetlenia, użycie reflektorów i oświetlenia kierunkowego pozwala skupić światło na konkretnych obszarach roboczych lub miejscach, co zmniejsza zużycie energii poprzez eliminację niepotrzebnego oświetlenia.

Implementacja powyższych rozwiązań pozwala na dalszą redukcję zużycia energii związanej z oświetleniem w obiektach przemysłowych. Przyczynia się to zarówno do obniżenia kosztów eksploatacji, jak i zmniejszenia negatywnego wpływu na środowisko naturalne.

Inteligentne systemy sterujące oświetleniem

Systemy te oparte na zaawansowanych technologiach sensorów i automatyzacji, pozwalają na dynamiczne dostosowywanie intensywności oświetlenia do rzeczywistych potrzeb, w zależności od obecności osób, natężenia światła naturalnego czy też pory dnia:

• systemy sterowania czasowego – pozwalają na zaprogramowanie cyklicznych harmonogramów pracy oświetlenia, dostosowanych do godzin otwarcia i zamknięcia obiektu oraz harmonogramów pracy, np. systemy programowalne takie, jak przetwornice czasowe (ang. Time Switches), zegary astronomiczne (ang. Astronomical Timers) czy moduły sterowania czasowego (ang. Time Control Modules),
• systemy sterowania dzięki czujników ruchu – reagują na obecność osób w pomieszczeniu, automatycznie włączając lub regulując intensywność oświetlenia w zależności od aktywności, np. systemy detekcji obecności (ang. Presence Detection Systems), aktywne systemy detekcji ruchu (ang. Motion Detection Systems) czy pasywne czujniki ruchu na podczerwień (ang. Passive Infrared Motion Sensors),
• systemy sterowania dzięki czujników światła – monitorują natężenie światła naturalnego i dostosowują natężenie oświetlenia sztucznego w celu minimalizacji zużycia energii,
• systemy sterowania zintegrowane z budynkiem – w tej kategorii znajdują się na przykład inteligentne systemy zarządzania budynkiem BMA (ang. Building Management Systems) oraz systemy automatycznego sterowania światłem (ang. Automatic Lighting Control Systems),
• systemy sterowania dzięki telefona lub tabletu – współczesne systemy pozwalają na zdalne sterowanie oświetleniem dzięki aplikacji mobilnych. Przykłady obejmują systemy sterowania oświetleniem zintegrowane z technologią IoT (ang. Internet of Things) oraz systemy oparte na protokołach komunikacyjnych, takich jak Bluetooth czy Wi-Fi,
• systemy sterowania tradycyjne lub bezprzewodowe – kablowe z użyciem systemu Dali lub bezprzewodowe z użyciem standardu D4i.

Audyt oświetlenia w podsumowaniu

Audyt oświetlenia w obiektach przemysłowych stanowi nie tylko wymaganie prawnie regulowane, ale przede wszystkim narzędzie optymalizacji operacyjnej i efektywności energetycznej. Poprzez zastosowanie zaawansowanych metod pomiarowych, analitycznych oraz technologicznych, inżynierowie mogą identyfikować obszary potencjalnych oszczędności i poprawy, prowadząc do zrównoważonego rozwoju czy konkurencyjności przedsiębiorstw. Dodatkowo, po wdrożeniu zaleceń można spodziewać się wzrostu produktywności. Według badań, dobra jakość światła i optymalne natężenie to o 1–3% większa produktywność pracowników.