Oświetlenie LED hali przemysłowej a tradycyjne rozwiązania

Oświetlenie LED hali przemysłowej a tradycyjne rozwiązania

Oświetlenie LED hali przemysłowej w nowo budowanych obiektach jest już standardem, co wynika m.in. z faktu, że transformacja sektora oświetleniowego trwa już od prawie 20 lat. Na przełomie XIX i XX w. wykorzystywano przede wszystkim oświetlenie żarowe (najmniej efektywne energetycznie), które później zaczęto zastępować bardziej efektywnymi rozwiązaniami, takimi jak oświetlenie fluorescencyjne oraz wysokoprężne. W wielu dawno nie modernizowanych obiektach przemysłowych nadal można spotkać systemy bazujące na świetlówkach T8 i źródłach metalohalogenkowych.

Oświetlenie LED ma jednak wiele zalet i pozbawione jest większości wad oświetlenia fluorescencyjnego i metalohalogenkowego. Przede wszystkim cechuje się wysoką skutecznością świetlną, dochodzącą nawet do ok. 200 lm/W. W przypadku tradycyjnych żarówek wynosi ona ok. 15 lm/W, a w przypadku świetlówek kompaktowych – ok. 50 lm/W. Oznacza to, w uproszczeniu, że taką samą ilość światła można wygenerować źródłem LED o znacznie niższej mocy, co przekłada się na oszczędność energii elektrycznej.

Kolejną zaletą jest dłuższy czas pracy, dochodzący w niektórych przypadkach nawet do 80 000 h. Oświetlenie LED charakteryzuje się również wysokim współczynnikiem oddawania barw Ra w zakresie 80–90, odpornością na wibracje, stosunkowo małym spadkiem strumienia świetlnego w czasie, brakiem dodatkowego poboru energii przez układy zasilające, a także łatwością sterowania.

Oświetlenie fluorescencyjne

Oświetlenie fluorescencyjne w postaci tradycyjnych świetlówek T8 odznacza się dość wysoką skutecznością świetlną wynoszącą od 59–90 lm/W oraz średnią trwałością na poziomie 10 000–12 000 h. Jego wadą z kolei jest m.in. wrażliwość na wibracje, straty energii w układach zasilających (ok. 10%), spadek strumienia świetlnego przy stosowaniu w temperaturach otoczenia poniżej 20°C oraz konieczność utylizacji jako odpad niebezpieczny, ze względu na zawartość rtęci.

Oświetlenie fluorescencyjne w postaci świetlówek T8 przy zastosowaniu tradycyjnego magnetycznego układu zasilającego powoduje efekt migotania światła, który może powodować dyskomfort pracy. Problematyczny jest również fakt, że oprawy hermetyczne na świetlówki T8 wyposażone są zazwyczaj w klosze wykonane z poliwęglanu, który żółknieje pod wpływem promieniowania UV emitowanego przez świetlówki.

Oświetlenie metalohalogenkowe

Oświetlenie metalohalogenkowe odznacza się stosunkowo wysoką skutecznością świetlną wynoszącą 70-120 lm/W, wysokim współczynnikiem oddawania barw Ra w zakresie 60–95 i dość dużą trwałością na poziomie od 15 000 do 20 000 h. Jego wadą jest konieczność przeprowadzenia procesu wyświecania nowych źródeł przez ok. 100 h, straty energii w układach zasilających (10–20%), długi czas wymagany do ponownego włączenia, stosunkowo szybki spadek strumienia świetlnego w okresie eksploatacji, zmiana barwy światła pod koniec czasu eksploatacji oraz konieczność utylizacji jako odpad niebezpieczny z uwagi na zawartość rtęci. Źródła metahalogenkowe wykorzystuje się przede wszystkim w oprawach przemysłowych, kubełkowych typu High Bay.

Rodzaje oświetlenia LED hali przemysłowej

Rodzaje oświetlenia LED stosowanego w halach przemysłowych to przede wszystkim oprawy typu High Bay LED oraz oprawy hermetyczne liniowe LED. Wykorzystuje się również naświetlacze LED, ale w mniejszym stopniu i raczej jedynie do doświetlania wybranych stref. Należy zaznaczyć, że bez względu na wybrany rodzaj systemu, zastosowanie oświetlenia LED stanowi jeden z najprostszych sposobów ograniczenia zużycia energii i związanych z nią kosztów. Modernizacja obiektu w tym zakresie może zapewnić zmniejszenie poboru energii nawet od ok. 30 do 50% w przedsiębiorstwie.

Oświetlenie LED hali przemysłowej – oprawy typu High Bay LED

Oświetlenie LED hali przemysłowej w postaci opraw typu High Bay wykorzystywane jest w wysokich obiektach. Rozwiązania te charakteryzują się znaczną skutecznością świetlną dochodzącą nawet do 170 lm/W. Często muszą pracować w trudnych warunkach środowiskowych, przy wysokich lub niskich temperaturach czy w obecności pyłu, pary wodnej bądź wody. Latem może docierać do nich ciepło, zarówno od nagrzanego dachu hali przemysłowej, jak i te pochodzące z procesów produkcyjnych. Przy wysokich temperaturach żywotność i skuteczność świetlna diod spada, dlatego wybierając oprawy typu High Bay należy zwrócić uwagę czy są wyposażone w odpowiednio duży radiator, zabezpieczający diody LED przed przegrzaniem. Dostępne na rynku systemy oświetlenia LED hali przemysłowej mogą pracować w zakresie od ok. –25 do ok. 45°C.

Ponadto, oprawy typu High Bay LED charakteryzują się o kątem rozsyłu światła na poziomie 90 lub 120º, a odpowiednią krzywą fotometryczną osiąga się przez zastosowanie różnego typu soczewek na pojedynczych diodach, a nie dzięki konstrukcji klosza i odbłyśnika, jak miało to miejsce w tradycyjnych rozwiązaniach oświetleniowych. Ważnym parametrem, na który należy zwrócić uwagę wybierając oświetlenie LED hali przemysłowej jest stopień ochrony IP. Zazwyczaj wystarczy IP65, ale na rynku dostępne są również oprawy zapewniające wyższą ochronę.

Oświetlenie LED hali przemysłowej – oprawy hermetyczne liniowe LED

Oświetlenie LED hali przemysłowej w postaci opraw hermetycznych liniowych wykorzystywane jest w niższych obiektach przemysłowych, w których odbywa się produkcja lub magazynowanie. Rozwiązania te przeznaczone są do instalacji bezpośrednio na stropie lub do zwieszania na linkach montażowych. Dostępne są modele o różnych mocach, temperaturach barwowych oraz stopniach ochrony IP. Charakteryzują się bardzo wysoką skuteczność świetlną dochodzącą do ok. 200 lm/W.

Oprawy hermetyczne liniowe LED sprawdzą się również w wysokich halach przemysłowych, ale w stosunku do modeli High Bay konieczne będzie zastosowanie ich w znaczniej większej liczbie, co może niekorzystnie przełożyć się na zużycie energii elektrycznej. Ponadto są mniej odporne zarówno na wysokie, jak i niskie temperatury.

Korzyści finansowe z modernizacji oświetlenia

Wymiana tradycyjnego oświetlenia na oświetlenie LED w hali przemysłowej pozwala zmniejszyć zużycie energii wykorzystywanej na cele oświetleniowe nawet o 50–90%, w zależności rodzaju systemu stosowanego przed modernizacją. Przykładowe oszczędności przedstawia tab. 1. Analizując ją należy zaznaczyć, że zmiana systemu oświetlenia na LED może wiązać się z koniecznością zastosowania większej liczby opraw, aby zapewnić spełnienie wymagań normy PN-EN 12464-1 2012 dotyczącej oświetlenia miejsc pracy wewnątrz. W takim przypadku oszczędności energii będą oczywiście mniejsze.

Zastosowanie oświetlenia LED hali przemysłowej może przynieść znaczne ograniczenie zużycia energii, ale obiekt można także wyposażyć w sterowanie oświetleniem LED, które zapewni optymalne zarządzenie oprawami oraz dodatkowe oszczędności energii.

W tab. 2. z kolei zaprezentowano przykładową kalkulację energetyczno-ekonomiczną w przypadku modernizacji systemu oświetlenia w modelu 1:1 (oprawa za oprawę), z której wynika, że okres zwrotu z inwestycji będzie bardzo szybki i wyniesie 1 rok.