EY-14A - Deneysan

AYDINLATMADA ENERJİ
VERİMLİLİĞİ
DERYA AYDEMİR
Binalarda Enerji Tüketim Noktaları
1- Isıtma sistemleri
Yanma verimi
Otomasyon
2- Soğutma sistemleri
3- Aydınlatma sistemleri
4- Reaktif güç kompanzasyonu
Binalarda Enerji Tüketim Noktaları
1- Isıtma sistemleri
Yanma verimi
Otomasyon
2- Soğutma sistemleri
3- Aydınlatma sistemleri
4- Reaktif güç kompanzasyonu
Sektörlere Göre Elektrik Enerjisi Tüketim
Oranları
(2005 yılı toplam tüketim : 130.262,8 GWh)
Genel aydınlatma
3%
Diğer
7%
Mesken
24%
Ticarethane
Sanayi
48%
14%
Resmi daire
4%
Elektrikli Cihazlar Tüketim
Aydınlatma
4.689 GWh
15%
Elektrikli cihazlar
85%
26.574 GWh
Işık nedir ?
IŞIK = ENERJİ
Işık, görsel duyarlılığa neden olabilen radyasyon
enerjisi şeklinde tanımlanabilir.
femtometre
picometre
10-15
10-12
nanometre
cosmic ray - ray gamma - X ray -
10-9
millimetre
micrometre
U.V.
10-3
10-6
I.R.
mor
GÖRÜLEBİLİR SPEKTRUM 780nm
mavi yeşil sarı
kırmızı
ELECTROMAGNETİK DALGALAR
1
RADAR TV
IŞIK
380nm
metre
Spektral Duyarlık
Göz tüm radyasyonlara karşı aynı derecede
duyarlı değildir. Max. duyarlık 555 nm. dedir.
1 V()
V(λ)
VISIBLE SPECTRUM
GÖRÜLEBİLİR SPEKTRUM
violet
380mor
nm
380 nm
blue
green yellow
mavi
yeş555
il nm
sarı
555 nm
red
kırmı780
zı nm 780 nm
Gözün spektral duyarlığı gözün gündüz
(fotopik) görmesine ait spektral duyarlık eğrisi
ile açıklanır.
Renk Sıcaklığı
SICAK
1550°K
3000°K
SOĞUK
5000°K
Renksel Geriverim Özelliği
Spektroradyometrik Diyagram
Güç
Yüksek
Basınçlı
Sodyum B.
Dalga Boyu nm
Renk sıcaklıkları
Genel amaçlı aydınlatmada, lamba renkleri üç ana grupda
toplanmıştır.
3300K‘den düşük ısı renkleri :
sıcak beyaz renkli görünümlü (ww).
3300K ve 5000K arası ısı renkleri :
orta (doğal) beyaz renkli görünüm
(nw).
5000K‘den büyük ısı renkleri :
günışığı beyaz renkli görünüm (tw).
Renksel geriverim.
Işık
Işık kaynağı
kaynağı
Eşdeğer
Eşdeğer ışık
ışık kaynağı
kaynağı
11
? Renk benzerliği ?
22
? Renk benzerliği ?
88
? Renk benzerliği ?
Renk
Renk karşılaştırması
karşılaştırması :: Benzer
Benzer renk
renk
Farklı
Farklı renk
renk
R
Raa == 100
100
R
Raa << 100
100
Lambaların renk sıcaklıkları ve renksel geriverimleri
Renksel
Renksel geriverim
geriverim kategorileri
kategorileri
1
2
3
4
100 - 85
84 - 70
69 - 40
< 40
6000°C_
_6000 K
5000°C_
_5000 K
Günışığı beyaz (tw)
4000°C_
_4000 K
Doğal beyaz (nw)
3000°C_
_3000 K
2000°C_
_2000 K
Sıcak beyaz (ww)
1000°C_
_1000 K
Renk
Renk geriverimleri
geriverimleri
0°C_
-273°C_
_0 K, Mutlak
Sıfır
Benzer
Benzer renk
renk ısıları,
ısıları, T
TCC
Iş
ık
ltı
rı
Pa L
ak
ısı
Aydınlatma kavramları
Aydınlatma Şiddeti
E
Yüzey yansıtma çarpanı
j
IŞIK AKISI
Işık akısı, bir ışık kaynağının birim zamanda yaydığı
toplam ışık miktarı ile ilgili bir kavramdır.
IŞIK AKISI
BİRİMİ : lumen (lm)
veya:
Işık kaynağından çıkan ve normal gözün gündüz
görmesine ait spektral duyarlık eğrisine göre
değerlendirilen enerji akısı olarak tanımlanır.
Işık Şiddeti
Işık şiddeti, birim zamanda belli bir doğrultuda yayılan
ışığın yoğunluğu ile ilgilidir.
veya: belli bir doğrultuda birim uzay açı içinden
yayılan ışık akısı olarak da tanımlanabilir.
IŞIK ŞİDDETİ
UZAY
AÇI
1 candela =
BİRİMİ : kandela (cd)
1 lumen
1 steradyan
Aydınlık Düzeyi
Aydınlık düzeyi, bir yüzeyin birim alanına birim zamanda
düşen ışık akısı miktarıdır.
Tanım olarak, aydınlık düzeyi yüzeyin ışık
akısının o yüzeyin alanına bölümüne eşittir.
AYDINLIK DÜZEYİ
ALAN
1 lumen
1 lux =
2
1m
BİRİMİ : lux
Aydınlatma Hesabı
Işık Kaynakları (Lambalar)
ENKANDESEN
DEŞARJ
LED
Deşarj Lambaları
GAZ
BASINÇ
Civa
Alçak
Civa
Yüksek
Civa +
Yüksek
metal halojen
Sodyum
Alçak
Sodyum
Yüksek
GÖRÜNÜM
lm
W
IŞIK VERİMİ
yayılan ışık
kullanılan elektriksel güç
Işıksal
Etkinlik
=
Watt: Lambanın
enerji sarfiyatını
gösterir.
Lümen
Watt
Etkinlik Faktörü
Işık kaynaklarının şebekeden çektikleri güç ile yaydıkları ışık
akısı arasında sabit bir oran yoktur.
Işık Akısı
Güç
Bazı örnekler
= ETKİNLİK FAKTÖRÜ
BİRİMİ : lm/W
Lamba tipi
Bisiklet farı
Akkor telli lamba
Flüoresan
Y üksek basınçlı sodyum
Alçak basınçlı sodyum
Y üksek basınçlı civa
Metal halojen
Işık akısı
Güç (W )
(lm)
3
75
58
100
180
1000
2000
30
900
5200
10500
32000
58000
190000
Etkinlik
faktörü
(lm/W )
10
12
90
105
178
58
95
Güç(W)
Lm/W Ömür
Renk
(saat) T(°K)
Enkandesen
Tungst. hal.
Flüoresan tüp
Civa
Metal halojen
Alç. bas. sod.
Yük. bas. sod.
Endüksiyon
15
20
9
50
35
18
35
55
500
2000
65
2000
2000
180
1000
85
10
20
90
55
85
200
138
70
Boyut Fiyat
Ra
100
1000 3000
100
2000 3000
85
8000 çeşitli
45
8000 3800
70
6000 4000
!
10000 1800
25-85
12000 2000
60000 3-4000 3-85
ufak ucuz
ufak ucuz
uzun ucuz
büy. ucuz
ufak ucuz
uzun pahalı
ufak pahalı
büy. pahalı
Enkandesen (Akkor Telli Lamba)
75 W Akkor telli 15 W Kompakt Flüoresan
Konut sayısı : 16 milyon
Günlük kullanım : 3 saat
Yıllık yanma süresi : 1000 saat
YILLIK TASARRUF
16x 106 x 103 x ( 75 – 15 ) = 960 GWh / yıl (144.000.000 YTL/yıl)
Keban barajı yıllık üretim = 6.000 GWh / yıl
Sıcaklık bakımından karşılaştırma
Flüoresan Lamba
Flüoresan Lamba
Değişik çaplardaki flüoresan lambaların
karşılaştırılması
Çap
38 mm
26 mm
16 mm
Güç(W)
Işık akısı
e(lm/W)
20
1150 lm
57.5
40
2800 lm
70
65
4400 lm
68
18
1350 lm
75
36
3350 lm
93
58
5200 lm
90
14
1350 lm
96
28
2900 lm
104
35
3650 lm
104
Aydınlık seviyesi
Etkinlik faktörü
Lümen/m2
=
Watt/m2
Watt
=
m2
Ortalama 300 Lx
Çap
20
18
14
Lux/e
300/57,5
300/75
300/96
Watt/m2
5,22
4,00
3,13
Flüoresan Aydınlatma
Balastlarının Enerji Verimliliği
Toplam giriş gücü
Ampul ve kontrol
elemanından oluşan
elektrik devresi
V
n
Giriş gücünü
esi
lm
ü
ç
l
ö
e
il
e
r
t
wattme
W
Enerji
Enerji verimliliği
verimliliği için
için
Lamba-Balast
Lamba-Balast Devrelerinin
Devrelerinin Sınıflandırılması
Sınıflandırılması
Elektronik balastlar
Manyetik balastlar
.
Ampul
A1
A2
A3
B1
B2
18W
21/11
≤19W
≤21W
≤24W
≤26W
≤28W
>28W
36W
38/19
≤36W
≤38W
≤41W
≤43W
≤45W
>45W
58W
59/30
≤55W
≤59W
≤64W
≤67W
≤70W
>70W
C
D
Normal Endüktif Balastlara Göre YFEB’ ların Üstünlükleri
ve Sakıncaları
Lambanın ve tüm aydınlatma sisteminin etkinlik faktörünü
artırır.
Işık titreşimlerini ve stroboskobik olayları önler.
Startere gerek kalmadan lambanın ani ateşlemesini sağlar.
Lambaların ömrünü uzatır.
Kompanzasyona gerek kalmayacak şekilde sistemin güç faktörünü
yükseltir.
Işık akısının istenilen oranda azaltılıp, çoğaltılmasına imkan tanır.
Sıcaklık yükselmesi az olduğundan ısı kayıpları da azalır. Buna bağlı olarak
soğutma giderleri ve yangın tehlikesi de azalır.
Uğultu ve vızıltı gibi gürültülerin oluşması önlenir.
Hafiftirler. Bu durum armatür ve tavan tasarımında kolaylık sağlar.
Bir balastla iki lamba çalıştırılabilmesine olanak verir.
Sistem doğru gerilimle de beslenebilir. Fakat sistem doğru gerilimle
beslendiği zaman aynı gerilim kademesinde alternatif gerilimle
beslenmesine göre vereceği ışık akısı %20 daha az olacaktır.
Balast kayıpları genelde lamba gücünün %10’ u kadardır
(Normal
balastlarda %20). Böylece aynı güçte %10 fazla ışık akısı veya aynı ışığı
%10 daha az güç ile elde edebilmemiz mümkündür.
EKONOMİK ÖMÜR
• İstatistiksel bakımdan değerlendirmeye
yetecek sayıda lambadan oluşan bir
aydınlatma tesisinde, 100 saat
kullanmadan sonraki toplam ışık akısının
lambaların kullanılmaz hale gelmeleri ve
ışık akılarının azalmalarından dolayı
yaklaşık % 30 değer kaybetmesi için
geçen süredir.
ORTALAMA ÖMÜR
• İstatistiksel bakımdan değerlendirmeye
yetecek sayıda lambadan oluşan bir
aydınlatma tesisinde, normal şartlarda
lambaların % 50 sinin kullanılmaz hale
gelmesi için geçen süredir.
Lamba ömrüne bir örnek : 7 000 saat
Kullanım
Ömür Boyu Kullanılabilme
Lumen
Işık Akısı Azalması
Zaman (saat)
Aydınlatma Armatürleri
Olması Gereken Özellikler :
Çıplak lambanın ışık dağılım eğrisine kumanda
etmek ve ona istenilen ışık dağılım eğrisi şeklini
vermek,
İçindeki lamba veya lambaların elektriksel bağlantılarını
sağlamak,
İçindeki ortam sıcaklığını, ışık kaynağının kararlı çalışması
için gerekli olan düzeyde tutmak,
Kamaşmayı önlemek,
Olması mümkün her türlü değişik ortam
koşulunda lamba ve aksamını korumak,
Kolay tesis edilebilir ve bakım yapılabilir
olmak,
Estetik hislere ve konfor gereksinmesine yanıt
vermek,
Ekonomik olmak.
Işık Dağılım Eğrileri
Işık Dağılım Eğrileri
Işık Dağılım Eğrilerinin
Karşılaştırılması
MC1
SON-T 70W
Fluo 2x40w
HPL-N 125w
Yasal Düzenlemeler
•Yönetmelik 2000/55/EC Balast Enerji
sınıflandırması
•Yönetmelik 1998/11/EC Enerji Etiketi
•CELMA – balast enerji verimi sınıflandırması
C.E.L.M.A. Avrupa Birliği içinde bir komitedir.
Aydınlatma sistemlerinde balastlar için Energy Efficiency
Index (EEI) adında bir enerji verimliliği sınıflandırması
oluşturmuştur.
Enerji
Enerji verimliliği
verimliliği için
için
Lamba-Balast
Lamba-Balast Devrelerinin
Devrelerinin Sınıflandırılması
Sınıflandırılması
Elektronik balastlar
Manyetik balastlar
.
Ampul
A1
A2
A3
B1
B2
18W
21/11
≤19W
≤21W
≤24W
≤26W
≤28W
>28W
36W
38/19
≤36W
≤38W
≤41W
≤43W
≤45W
>45W
58W
59/30
≤55W
≤59W
≤64W
≤67W
≤70W
>70W
C
D
Bu sınıflandırmanın amaçları;
1. Balast kayıplarını azaltarak enerji tasarrufu sağlamak
2. Manyetik balast pazarında yüksek kayıplı D ve C sınıfı yerine,
düşük kayıplı B1 ve B2 sınıfının kullanılmasını sağlamak
3. En düşük kayıplı balast olan elektronik balastın kullanımını
artırmak
Türkiye’de ki durum
Sanayi ve Ticaret Bakanlığının “Flüoresan Aydınlatma
Balastlarının Enerji Verimliliği
İle İlgili Yönetmelik 2000/55/AT"
(02/05/2003 Tarih ve 25096 sayılı Resmi Gazete)
1. Aşama 15/01/2005
2. Aşama 15/07/2006
Sanayi ve Ticaret Bakanlığı “Ev Tipi Ampullerin
Etkiketlenmesi ile iligi tebliğ 98/11/AT”
Aydınlatmada tasarruf, lamba söndürerek
değil, görme yeteneği ve görsel konfordan
taviz vermeden, gerekli minimum düzeyde
aydınlık şiddetlerinin yaratılması ile
sağlanabilir.
İZLENECEK YOL :
1. Amaca uygun ve etkin ışık kaynakları (lamba)
seçilmelidir.
2. Fotometrik değerleri bilinen, ışığı istenilen şekilde
yayan ve içindeki elemanları dış etkilerden koruyan
kaliteli armatürler kullanılmalıdır.
3. Armatürler tasarım hesaplarına göre yerleştirilmelidir.
4. Tozlanma ve kirlenme armatür verimini ve ışık akısını
önemli ölçüde azaltığından periyodik olarak aydınlatma
armatürleri temizlenmelidir
5. Lambaların ekonomik ömrü kontrol edilerek,
gerektiğinde bölgesel olarak değitirlimelidir
6. Aydılatılan yerlerde açık renkler seçilmelidir
7. Kullanılmayan yerlerdeki lambalar söndürülmeli
DOĞAL
AYDINLATMA
DÜNYAYI
İNSANLAR ANCAK BU KADAR
AYDINLATABİLİYOR !..
HALBUKİ
;
GÜNEŞ
AYDINLATINCA
Reichstag Berlin Parlamento Binası, Paul Wallot
İtalyan Rönesans stil, Kaiser Wilhelm, 1898 – N. Foster
Tasarımda temel sorun max saydamlıkla max güvenliğin
sağlanması..
1954’de yıkılan özgün kubbe bir güneş toplacı olarak yeniden
tasarlanmış ve toplantı salonunu doğal olarak aydınlatıyor.
yaz
kış
k
ı
ş
ı
IŞIK TÜPÜ
ı
t
a
ç
i
y
e
z
ü
y
tavan yüzeyi
ışık
Norman Foster
LED li Aydınlatma
• Kırmızı
bir
trafik
lambasında kullanılan 150
Watt lık ampül 12 Watt lık
led dizisi ile değiştirilerek
renkli ışık üretimindeki
yüksek verim sayesinde
belirgin bir güç tasarrufu
sağlanabilir.