Oprawy przemysłowe LED w halach produkcyjnych i magazynowych

Oprawy przemysłowe LED – budowa

Wybierając oprawy przemysłowe LED do hali przemysłowej, w pierwszej kolejności warto zwrócić uwagę na ich konstrukcję. Oprócz odpowiedniego stopnia ochrony IP oraz klasy wytrzymałości mechanicznej IK, ważną kwestią są również materiały z jakich zostały wykonane oprawy, ponieważ będą one pracować w strefach o dużej wilgotności i/lub zapyleniu. Jest to o tyle istotne, że jeśli oprawy rozszczelnią się w obiekcie produkcyjnym czy magazynowym, to wilgoć lub pył bardzo szybko zniszczą lub zdegradują sprawność nawet najlepszych modułów LED.

Należy tu zwrócić uwagę, że współczesne oprawy przemysłowe LED nie bazują na starych technologiach, które pozwalały wymienić uszkodzone czy zabrudzone świetlówki – w profesjonalnych rozwiązaniach moduł LED to stały element, dlatego jego uszkodzenie wiąże się z koniecznością wymiany całej oprawy.

Oprawy przemysłowe LED – trwałość

Dobierając oprawy przemysłowe LED należy zwrócić uwagę na ich trwałość, która jest jednocześnie związana ze stratą strumienia świetlnego w czasie. W przypadku modułów LED nie określa się jej jedynie godzinowo, musi być ona także ściśle powiązana ze spadkiem strumienia świetlnego w czasie, zgodnie z IEC/PAS 62717. Przykładowo, dla oznaczenia 60​ 000 h L80B20 przyjmuje się, że​ po​ 60 000 h​ pracy moduły LED będą miały przynajmniej 80% swojego strumienia początkowego.

Niestety na rynku dostępnych jest wiele produktów oznaczonych trwałością, np. 60 000 h, dla których nie określono spadku strumienia świetlnego. W oprawach tego typu już po 20 000 h może nastąpić spadek wartości strumienia świetlnego do 80%, a po 35 000 h – do 50%. Być może po 60 000 h nadal będą pracować, ale jedynie z 10-procentowym strumieniem początkowym. Powyższy przykład obrazuje, że trwałość użytkowa (a nie tylko teoretyczna) mogą się znacząco różnić, a w praktyce oprawy przemysłowe LED, których strumień świetlny obniży się do poziomu poniżej 80–70% powinny zostać wymienione.

Spadek strumienia świetlnego to parametr, który trzeba uwzględnić w projekcie oświetlenia, zakładając odpowiedni współczynnik zapasu, zgodnie z normą PN-EN 12464-1:2021. Dodatkowo, hale produkcyjne czy magazynowe to najczęściej obiekty, które nie mają śnieżnobiałych powierzchni ścian czy sufitów, a regały mogą być wypełnione lub puste, przez co należy również uwzględnić mniejsze wartości współczynników odbicia. Niestety na rynku pojawia się wiele projektów, w których brak stosownej wiedzy, co do wspominanych parametrów lub celowa manipulacja skutkują sztucznie zaniżoną liczbą wymaganych opraw. Takie działania umożliwiają spełnienie minimalnych wymagań normy w trakcie odbioru obiektu, ale nawet już po kilku miesiącach natężenie oświetlenia może od nich znacznie odbiegać.

Energooszczędność opraw przemysłowych LED

Oprawy przemysłowe LED zapewniają wysoką energooszczędność, która jest związana ze skutecznością świetlną [lm/W] (im większa, tym wyższa energooszczędność). Co ważne, producenci oferujący oprawy przemysłowe LED powinni określać skuteczność świetlną z uwzględnieniem straty mocy na układzie zasilającym oraz przejściem światła przez klosze czy przesłony, a nie tylko tę określoną dla modułu LED.

Wpływ na energooszczędność ma również układ optyczny – właściwie zaprojektowany wzmacnia i kieruje światło w dokładnie określone miejsce. Dlatego, może się okazać, że w planowanym systemie oświetleniowym możliwe jest wykorzystanie mniejszej liczby opraw, ale wyposażonych w dobry układ optyczny, niż produktów o trochę wyższej skuteczności świetlnej, jednak pozbawionych odpowiednich odbłyśników, rastrów czy przesłon odpowiadających za rozsył światła. Mając to na uwadze, pełną energooszczędność danego rozwiązania można określić dopiero w projekcie oświetlenia na podstawie liczby i mocy (wymaganych do spełnienia normy natężenia i równomierności oświetlenia) opraw przemysłowych LED o odpowiednim rozsyle. Dodatkowo, wpływ na nią ma również zastosowanie lub brak odpowiedniego systemu sterowania.

Ograniczenie olśnienia opraw przemysłowych LED

W odniesieniu do pomieszczeń produkcyjnych i magazynowych norma PN-EN 12464-1:2021 wymaga ograniczenia olśnienia opraw przemysłowych LED do poziomu UGR, najczęściej nie wyższego niż 22 lub 25, w zależności od charakteru wykonywanej pracy. Niestety wielu projektantów oświetlenia o tym zapomina. Przekroczenie wskazanych wyżej wartości, poza brakiem komfortu czy obniżeniem wydajności, zagraża również bezpieczeństwu pracowników, a konsekwencje wypadku przy pracy powstałego przez oślepiające oprawy przemysłowe LED w halach produkcyjnych czy magazynowych mogą być tragiczne.

Zjawisko olśnienia zostało przedstawione zaraz po skuteczności świetlnej, aby zwrócić uwagę na produkt jako całość, a nie tylko wybrane jego elementy czy parametry. Na rynku istnieją rozwiązania, w których moduły LED są maksymalnie przybliżone do przezroczystego klosza oprawy pozbawionej przesłon czy rastrów. Oczywiście pozwala to uzyskać wysoką skuteczność świetlną oprawy, ale nie zapewnia spełnienia normy w zakresie ograniczenia zjawiska olśnienia na poziomie UGR ≤ 22 lub 25.

Oprawy przemysłowe LED – sterowanie

Oprawy przemysłowe LED mogą być wyposażone w systemy sterowania wykorzystujące czujniki światła dziennego, ruchu czy obecności, a także systemy automatycznego zarządzania oświetleniem. Rozwiązania te mają duży wpływ na energooszczędność oświetlenia. Porównując realizacje bez sterowania, np. profesjonalne oprawy LED do klasycznych rozwiązań świetlówkowych czy metalohalogenkowych, oszczędności w zużyciu energii wynoszą ok. 50%, natomiast wykorzystanie odpowiednich systemów zapewnia ich wzrost do nawet 70–80%.

Oprawy przemysłowe LED – normy i deklaracje

Aby oprawy przemysłowe LED mogły być wprowadzone do obrotu muszą mieć znak CE. Należy jednak pamiętać, że jest to deklaracja producenta, a nie certyfikat. Oprawy przemysłowe LED muszą również spełniać odpowiednie normy bezpieczeństwa elektrycznego, kompatybilności elektromagnetycznej czy bezpieczeństwa fotobiologicznego. Producent jest zobowiązany do wykonania badań w profesjonalnym laboratorium dla potwierdzenia ich spełnienia i na ich podstawie wystawić deklaracje CE. Dlatego warto sprawdzić wiarygodność wytwórcy lub poprosić o raporty z badań, przy jednoczesnej weryfikacji autentyczności parametrów znajdujących się w kartach katalogowych, takich jak strumień świetlny, moc, współczynnik oddawania barw CRI (Ra) czy SDCM (określa powtarzalność stosowanych diod w danej partii produkcyjnej).

Niestety, jak dowodzą programy monitorowania jakości prowadzone w Unii Europejskiej oraz organizacji Pollighting w Polsce, bardzo często dochodzi do nieprawidłowości w podanych parametrach – nawet 50% przebadanych produktów na rynku. Za pomocą watomierza elektronicznego można łatwo zweryfikować określoną w kartach moc opraw przemysłowych LED czy cosϕ wpływający na zużycie mocy biernej. Użycie profesjonalnego spektrometru pozwala natomiast zweryfikować współczynnik oddawania barw CRI (Ra) – w wielu tanich oprawach oświetleniowych jest on na poziomie ok. 60, a w większości stref produkcyjnych, zgodnie normą powinien wynosić przynajmniej 80.

Oprawy przemysłowe LED – koszty

W przypadku kalkulacji środków przeznaczonych na oprawy przemysłowe LED należy zwrócić uwagę na realne oszczędności, jakie można uzyskać, w połączeniu z rzeczywistym czasem użytkowania produktów. Przykładowo, tańsza początkowo oprawa po 5 latach (czasami nawet po 2–3) może nie spełniać już wymagań normy PN-EN 12464-1:2021, co będzie wiązało się z koniecznością jej wymiany, zaś oprawa o wysokiej trwałości może zapewnić odpowiednie oświetlenie nawet przez 25 lat w zakładzie przemysłowym pracującym na 2 zmiany (16 h/dobę). Mając to na uwadze, aby określić opłacalność danego rozwiązania należy wziąć po uwagę zarówno koszty zakupu opraw, jak i realny, przewidywany czas ich użytkowania.

Modernizacja oświetlenia LED

W przypadku modernizacji oświetlenia warto skorzystać z dostępnych na rynku programów spłat z oszczędności. Należy oczywiście dokładnie je sprawdzić – czy przypadkiem nie są pod nimi „ukryte” produkty LED niskiej jakości, które z racji niewygórowanej ceny bardzo szybko się zwrócą, ale zaraz po spłacie wszystkie oprawy przemysłowe LED będą musiały zostać wymienione.

Planując modernizację oświetlenia należy także przeanalizować czy audyt oraz kalkulacje wykonane przez potencjalnego dostawcę można będzie zweryfikować podczas eksploatacji opraw i egzekwować ewentualne odszkodowanie w przypadku mniejszych oszczędności lub niższych natężeń oświetlenia, niż te określone w symulacji.

Oprawy przemysłowe LED z wymiennymi tubami

Na rynku dostępne są oprawy przemysłowe LED z tzw. wymiennym tubami LED potocznie zwanymi świetlówkami LED. Generalnie takie rozwiązania uzyskują dużo niższą skuteczność i trwałość w porównaniu do profesjonalnych opraw LED ze zintegrowanym modułem. W wielu przypadkach charakteryzują się również bardzo niskim cosϕ powodującym wysokie zużycie mocy biernej. W praktyce może się okazać, że tzw. świetlówki LED zapewnią oszczędność mocy czynnej na poziomie ok. 50%, ale obniżą strumień świetlny oprawy nawet o 30% w porównaniu do klasycznych świetlówek trójpasmowych, a dodatkowo zwiększą rachunki za zużycie mocy biernej.

Podsumowanie

Technologia LED może zapewnić duże oszczędności w zużyciu energii elektrycznej oraz wysoką trwałość systemu oświetleniowego, ale tylko w przypadku wyboru odpowiednio skonstruowanych rozwiązań. Wysoki poziom IP oraz IK w połączeniu z dobrymi materiałami użytymi do produkcji opraw przemysłowych LED zagwarantują utrzymanie szczelności w czasie, odpowiednią wytrzymałość produktu czy właściwe zabezpieczenie modułu LED.

Ponadto, trwałość należy zawsze analizować w połączeniu ze spadkiem strumienia świetlnego w czasie. Skuteczność świetlna jest ważna, jednak nie jest w pełni obiektywnym parametrem pokazującym pełną energooszczędność rozwiązania. Żeby uzyskać jej wysoki poziom trzeba zastosować odpowiedni rozsył światła, nie zapominając o jednoczesnym ograniczeniu efektu olśnienia. Chcąc uzyskać maksymalne oszczędności energii warto także zwrócić uwagę czy oprawy przemysłowe LED są wyposażone, np. w czujniki światła dziennego – czy rozwiązanie obejmuje system sterowania. Nie bez znaczenia jest również wiarygodność producenta i podawane przez niego parametry – przy czym należy pamiętać, że znak CE ich w pełni nie potwierdza.

W przypadku analizy kosztowej trzeba szukać produktów zapewniających wiele lat realnego użytkowania, a nie tylko przez okres gwarancji. Koniecznie trzeba się wczytać w jej warunki, aby sprawdzić czy obejmuje spadek strumienia świetlnego w czasie oraz na jakim poziomie, a także czy oprawa zapewnia spełnienie normy oświetlenia na powierzchni roboczej w całym okresie gwarancyjnym. Warto wybierać profesjonalne rozwiązania analizując cenę zakupu w połączeniu z realnym czasem prawidłowej pracy użytkowej. Czy lepiej zainwestować pieniądze w produkt, który się zwróci w 1–2 lata, a po 5 latach cały system będzie do wymiany? Czy produkt z systemem sterowania, który się zwróci w 3–4 lata, ale wprowadzi większe oszczędności na czas użytkowania, nawet wspomnianych wcześniej 25 lat? Przy modernizacji nie należy odwlekać decyzji na kolejne lata, płacąc wysokie rachunki za energię, ale warto skorzystać już teraz z finansowania w postaci spłaty systemu z oszczędności, stosując w pełni profesjonalne i zaawansowane produkty.

www.beghelli.pl