Technologia LED w zastosowaniach oświetlenia przemysłowego staje się już standardem w nowych inwestycjach. To rozwiązanie jest akceptowane i oczekiwane przez większość klientów. Na modernizacje oświetlenia w swoich firmach decydują się ich właściciele oraz osoby zarządzające fabrykami, magazynami i innymi obiektami wielkopowierzchniowymi.
Gdzie warto stosować czujniki natężenia oświetlenia?
Odpowiedź jest prosta - wszędzie tam, gdzie istnieje dopływ światła słonecznego. Biura, hale produkcyjne, hale magazynowe - w każdym z tych obszarów można wygenerować znaczną redukcję zużycia energii przy niewielkim nakładzie finansowym. Zastosowanie CNO to nie tylko wyższe oszczędności, ale również poprawa komfortu pracy poprzez utrzymywanie natężenia światła na poziomie optymalnym dla pracowników, który jest jednocześnie bezpieczny i zgodny z wymaganiami Polskich Norm (PN). Prosty, analogowy czujnik natężenia oświetlenia to najefektywniejsza i najbardziej niezawodna forma zapewnienia stałego natężenia oświetlenia na stanowiskach pracy.
W jaki sposób można wygenerować dodatkowe oszczędności?
Wszystkie oprawy produkcji TheusLED występują w wersjach z możliwością podłączenia sterowania w standardzie 1-10 V lub DALI. W pomieszczeniach, do których dochodzi światło dzienne przez okna lub świetliki, czujniki oświetlenia umożliwią znaczne zmniejszenie zużycia energii. Utrzymują one poziom natężenia oświetlenia w kontrolowanym obszarze na ustalonym wcześniej poziomie, sterując mocą opraw oświetleniowych poprzez regulację napięcia sygnału DIM 1-10 V.
Jak jest zbudowany czujnik natężenia oświetlenia?
CNO to układ elektroniczny, pełniący funkcję regulatora typu „P”. Elementem pomiarowym czujnika jest zazwyczaj fotodioda lub fotorezystor. Sygnał po wstępnym wzmocnieniu porównywany jest z poziomem zadanym, ustawianym przez obrót pokrętła znajdującego się na obudowie czujnika, a wynik porównania steruje wyjściem sygnału 1-10 V. CNO nie wymaga osobnego zasilania, pobiera prąd bezpośrednio z wejść sterujących podłączonych opraw. Nie ma zatem potrzeby doprowadzania napięcia zasilającego 230 V, a sam czujnik można zamontować w miejscach, gdzie nie jest możliwe doprowadzenie napięcia 230 V (np. na regałach magazynowych). Układ CNO może pobierać max 50 mA prądu, co oznacza, że teoretycznie można do niego podłączyć nawet kilkadziesiąt opraw ze standardowym wejściem 1-10 V.
Na jakiej zasadzie działa czujnik natężenia oświetlenia?
Gdzie umieścić i jak podłączyć czujnik natężenia oświetlenia?
Miejsce montażu CNO należy dobrać tak, aby dopływało do niego światło z opraw LED oraz światło słoneczne. Strona pomiarowa czujnika nie powinna być zasłonięta żadnymi przeszkodami. Zaleca się, żeby czujnik montować w środkowej części oświetlanej strefy, gdyż światło docierające z sąsiednich stref oświetleniowych może wpływać na wyniki pomiarów i regulacji. Przy wyborze miejsca instalacji warto również mieć na uwadze możliwość bezproblemowego dostępu do CNO, pod kątem ewentualnej potrzeby jego późniejszej regulacji.
Czujnik natężenie EE-DSLC wyposażony jest w magnesy neodymowe, dzięki czemu w prosty sposób można go przytwierdzić do stalowej konstrukcji obiektu. W przypadku potrzeby montażu do powierzchni innych niż stalowe, należy użyć dodawanej w zestawie podstawy magnetycznej.W najprostszym rozwiązaniu, układ można podłączyć bezpośrednio do wejść 1-10 V opraw LED. W takim przypadku układ regulacji działa w pełni automatycznie, a wyłączanie opraw odbywa się poprzez odcięcie napięcia zasilającego 230 V. W bardziej rozbudowanych systemach automatyki, czujnik może współpracować z zadajnikami poziomu magistrali 1-10 V oraz czujkami ruchu.
W jaki sposób regulować czujnik natężenia oświetlenia?
Regulację CNO zaleca się przeprowadzać w godzinach wieczornych lub nocnych, najlepiej bez dopływu światła dziennego. Podczas tej czynności powinny być wyłączone sąsiednie strefy oświetleniowe. Pokrętło regulacji, znajdujące się wewnątrz obudowy czujnika, należy ustawić w położeniu, w którym luksomierz wskazuje pożądaną wartość natężenia światła. Luksomierz umieszcza się np. na blacie roboczym maszyny (w przypadku hali produkcyjnej) lub nad podłogą (w magazynie).
Przykład zastosowania systemu sterowania oświetleniem z wykorzystaniem czujnika natężenia
Na poniżej zamieszczonych schematach, przedstawiono przykładową modernizację oświetlenia fabryki z wykorzystaniem CNO. Podobne rozwiązania zaimplementowano m.in. w fabryce MANN+HUMMEL w Gostyniu.
Na rysunku 1. można zobaczyć fragment fabryki oświetlony dwiema oprawami meta-halogenkowymi o mocy 400 W każda (MH 400). W porze nocnej są wykonywane testy i pomiary natężenia oświetlenia.
Wykonywane pomiary powinny spełniać wymagania Polskiej Normy Oświetleniowej (PN-EN 12464-1:2012), natomiast w dalszym ciągu, w obiektach modernizowanych przez TheusLED, bardzo często nie są one spełnione. Zagraża to wprost bezpieczeństwu pracy, a pośrednio wpływa także na zmniejszenie wydajności pracowników.
Rysunek przedstawia sytuację, kiedy natężenie oświetlenia na poziomie blatu roboczego obrabiarki (wg norm umieszczonego na wysokości 0,85 m nad podłogą) wynosi tylko 200 luxów. Normy oświetleniowe dla produkcji prostej wymagają oświetlenia o natężeniu co najmniej 300 luxów.W fabrykach, w których znajdują się okna lub świetliki, oświetlenie w ciągu dnia znacząco wzrasta. Wtedy światło słoneczne sumuje się z oświetleniem wytwarzanym z opraw i często na stanowiskach roboczych natężenie znacznie przekracza wymagania normy.
Tu, na rysunku 2., pokazano sytuację, gdy na blacie roboczym zmierzono natężenie 450 luxów. Niestety samo oświetlenie dzienne jest niewystarczające do skutecznego doświetlenia stanowisk pracy, dlatego przez cały czas jest włączone oświetlenie główne, które pobiera przy tym pełną moc.
Dla każdego obiektu przygotowywany jest indywidualny projekt oświetlenia. Na rysunku 3. przedstawiono ten sam fragment fabryki po modernizacji i optymalnym doborze rodzaju opraw pod kątem ich mocy oraz układów optycznych. Oprawy metahalogenkowe o mocy 400 W zostały skutecznie zastąpione przez oprawy LED Prometheus o mocy 185 W każda. Mimo że nominalna moc zainstalowanych opraw została zmniejszona w stosunku do oświetlenia tradycyjnego o prawie 54 proc., to natężenie oświetlenia na poziomie roboczym znacząco przekracza wymagania normy.
Projekty TheusLED zakładają wyjściową nadwyżkę co najmniej 10-20 proc. w stosunku do Polskich Norm. Na rysunku 3. pokazano oświetlenie fabryki w nocy oraz wskazano punkt umieszczenia czujnika natężenia oświetlenia.
W nocy, kiedy na pomiary nie wpływa światło dziennie, wykonywana jest regulacja CNO. Za pomocą pokrętła wbudowanego potencjometru ustawiana jest moc zasilania opraw powiązanych z czujnikiem na poziomie, który zapewni lekkie przekroczenie normy oświetleniowej. Po takiej kalibracji w nocy oprawy pobierają zwykle 80-90 proc. nominalnej mocy. Oznacza to, że po zainstalowaniu tak prostego systemu automatyki, oszczędności w zużyciu energii przy pracy nocnej sięgają zwykle poziomu 60 proc. w stosunku do oświetlenia tradycyjnego.
Na rysunku 4. przedstawiono sytuację w fabryce po modernizacji oświetlenia w ciągu dnia. Jest tu widoczny wpływ oświetlenia dziennego wpadającego przez świetliki, który został uwzględniony przez czujnik natężenia oświetlenia. Czujnik sumuje natężenia oświetlenia zewnętrznego oraz oświetlenia głównego. Moc opraw LED jest automatycznie dostosowywana do poziomu, który zapewni natężenie oświetlenia zgodne z normą (lub przekraczające normę) na poziomie blatu roboczego. Przy znacznej ilości światła dziennego ilość światła z opraw LED może być na bardzo niskim poziomie, schodząc w niektórych przypadkach (przy dużych świetlikach i słonecznych dniach) nawet do minimum, kiedy to oprawy świecą pobierając zaledwie 10 proc. mocy nominalnej.
Oszczędności generowane przez system są więc największe w słoneczne dni lata, kiedy to dni są najdłuższe. Średnia roczna oszczędność w podobnych realizacjach, wynikająca z doświadczeń Klientów firmy TheusLED potwierdzonych pomiarami, wynosi ponad 75 proc.
Czy CNO występują również w wersji cyfrowej?
W przypadku zastosowania na obiekcie systemu cyfrowej automatyki w standardzie DALI, należy wybrać czujnik natężenia dedykowany do tego systemu. Zaletą wynikającą z zastosowania systemu DALI jest zazwyczaj możliwość zdalnej zmiany ustawień czujnika, bez potrzeby posiadania fizycznego dostępu do niego. Jednakże ze względu na specyfikę protokołu DALI, regulacja natężenia i reakcja systemu może się odbywać z pewnym opóźnieniem, zależnym od ustawień i obciążenia. Do konfiguracji systemu DALI potrzebna jest wiedza specjalistyczna, co może stanowić problem dla pracowników zajmujących się na co dzień administrowaniem obiektu.
Prosta i samofinansująca się metoda na powiększenie oszczędności w zużyciu energii elektrycznej
Wszystko wskazuje na to, że ceny energii elektrycznej w najbliższej przyszłości będą znacząco rosnąć. Już dzisiaj firmy poszukują możliwości na ograniczenie kosztów i często decydują się na inwestycje w modernizację oświetlenia hal produkcyjnych i magazynowych. Są to decyzje słuszne, pociągające za sobą nie tylko oszczędności w wydatkach, ale także wpływające pozytywnie na ograniczenie emisji CO2 oraz zanieczyszczenia środowiska. Inwestycje tego rodzaju, przy obecnym poziomie cen opraw LED oraz ich wydajnościach, zwracają się w ciągu roku - dwóch lat. Zwrot ten jest zależny od rodzaju obiektu, czasu pracy, która wymaga oświetlenia w cyklach dobowych i tygodniowych oraz stawek cen za energię elektryczną.
Przed decyzją o wyborze dostawcy oświetlenia warto jednak rozważyć zastosowanie nawet najprostszego systemu sterowania. Koszty instalacji systemu automatyki z wykorzystaniem czujników natężenia oświetlenia powiększają wartość inwestycji zazwyczaj nie więcej niż o kilkanaście procent, a dają możliwości wygenerowania dodatkowych, istotnych oszczędności.
Oprócz zmniejszenia zużycia energii elektrycznej można także wspomnieć o coraz dłuższym czasie życia opraw. Wyjściowy strumień świetlny diod LED, który w przypadku pracy opraw pobierających moc dużo niższą niż nominalna (przez zasadniczą część doby), będzie zmniejszał się w tempie nieporównywalnie wolniejszym, niż w przypadku obciążeń nominalnych. Dzięki temu okres bezawaryjnej pracy opraw, a także czas, po którym cały system oświetlenia nie będzie już w stanie zapewnić natężenia oświetlenia na poziomach powyżej wymagań normy, będą znacznie wydłużone.
Wszystkich właścicieli firm, dyrektorów zakładów, managerów odpowiedzialnych za utrzymanie ruchu, stojących przed decyzją o wyborze rozwiązania w zakresie modernizacji oświetlenia, zapraszamy do kontaktu z firmą TheusLED. Konsultanci techniczni TheusLED po krótkiej wizycie i zebraniu danych do projektu przedstawią optymalne rozwiązanie wraz z kompletną ofertą cenową i estymacją czasu zwrotu z inwestycji. Możliwe do zorganizowania są także wizyty referencyjne w fabrykach Automotive. W przypadku większych obiektów proponowane są także pilotaże - opomiarowane instalacje oświetlenia nad wybranymi częściami obiektu. Przez porównanie zużycia energii inwestor może samodzielnie przekonać się o skuteczności proponowanych rozwiązań i określić całkowity koszt inwestycji i czas jej zwrotu.
Dla zainteresowanych podajemy kontakt do naszego Biura Obsługi Klienta:
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.
Tel. +48 71 757 70 67
Zapraszamy,
Zespół TheusLED
