Valaistusjärjestelmän energiatehokkuuden tutkiminen ja kehittäminen

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Wärtsilä Power Plants, Engineering Management Officelle. Power Plantsin asiakkaat ovat alkaneet kyselemään energiatehokkampaa vaihtoehtoa voimalaitosten valaistukselle. Kolme vuotta aikaisemmin tutkittiin LED-valaistuksen käyttöä ja todettiin, ettei valaistuksen laadussa ja voimakkuudessa päästa riittävän hyvälle tasolle. Tämän työn tarkoituksena oli löytää nykyiselle voimalaitosten valaistusjärjestelmälle energiatehokkaampi vaihtoehto. Hankintakustannusten noustessa liian korkeiksi, on Wärtsilällä ainakin energiatehokkaampi vaihtoehto asiakkaan niin tahtoessa.

Työssä pyrittiin löytämään sellainen valaistusvaihtoehto, joka olisi melko lähellä nykyistä järjestelmää, tällöin ei tarvitsisi puuttua nykyisiin asennusratkaisuihin. Vaihtoehtoista valaistusta kysyttiin Wärtsilän käyttämiltä toimittajilta ja kaikki tarjosivat LED-valaisimia. Työssä käytettiin esimerkkinä seitsemän moottorin voimalaitosprojektia, ja vertailtiin alkuperäistä ja vaihtoehtoista valaistusta. Valaistukselle tehtiin valaistusvoimakkuuslaskelmat DIALuxohjelmalla, ja laskettiin suuntaa antava elinkaaritarkastelu. Teoriaosuudessa selvitettiin valaistuksen peruskäsitteitä ja voimalaitosten nykyistä valaistusjärjestelmää. Työssä on käytetty lähteinä internet-lähteitä ja Wärtsilän sisäisiä tietokantoja.

Työssä saatiin selville, että vaihtoehtoisten LED-valaisimien valontuotto on laadultaan ja määrältään riittävää, mutta valaisinten hankintahinnat esimerkkiprojektiin olivat yli kaksinkertaiset verrattuna alkuperäiseen valaistukseen. Vaihtoehtoisten valaisinten kuluttama kokonaispätöteho on noin kolmanneksen alhaisempi. LED-valaisimet toimivat heikosti kuumissa lämpötiloissa (+40°C). LED-valaistus vaihtoehtoa voidaan käyttää voimalaitosten valaistuksessa, kunhan lämpötilarajoja ei ylitetä. Elinkaaritarkastelussa elinkaareksi oletettiin 30 vuotta. Sähköenergian ja hankintahinnan yhteissummaa tarkasteltaessa LED-vaihtoehto tulee halvemmaksi, mutta huoltokustannukset mukaan luettuna LED-vaihtoehto tulee lopulta kalliimmaksi. Työn tuotoksena saatiin vähemmän sähköenergiaa kuluttava vaihtoehto valaistukselle, jonka kokonaiskustannukset eivät ole nykyistä valaistusjärjestelmää halvemmat.

This study was executed for Wärtsilä Power Plants, Engineering Management Of-fice. Power Plants customers have started to request more energy efficient light-ing. The LED solution was checked three years ago but the amount of lighting and quality was not acceptable. The purpose of this thesis was to find a more energy efficient lighting for power plants. If the investment costs are increasing too much, Wärtsilä would at least have an option for more energy efficient lighting if the customer asks for it.

The aim was to find a lightning solution similar to the current one and without the need to change the lightning installations. Alternative lightning offers were re-quested from familiar wholesalers and all of them offered LED lighting. A seven- engine power plant project was used as a reference in this study. The original and the alternative lighting were compared with each other. Lighting calculations were done with the DIALUX program, also preliminary life cycle calculations were presented. The theoretical part introduces fundamentals of lighting and the current lighting system used in the power plants. Internet and Wärtsilä internal databases were used as sources of information.

The results of the study suggest that the light production of the alternative LED lighting is sufficient in terms of quality and quantity. However the purchase price of the LED lighting was more than double compared to the original one. The total active power of the alternative lighting is one third less than the original one. LED lights do not work in high ambient temperatures (+40°C) which means that they can only be used if the temperature does not exceed the limit. The life cycle of the power plant is assumed to be 30 years. When considering electricity and purchase price, the LED solution is cost efficient, but including service fees it will be more expensive than the original lighting solution. The result shows that LED lighting solution consumes less electric energy, but the total costs are higher than the cur-rent lighting solution.