Standardien mukaisen valaistuksen todentaminen ja led-valaistuksen takaisinmaksuaika

Abstract

Opinnäytetyössä tutkittiin Ovitor Oy:n koneistamon valaistuksen toteutumista ja siitä aiheutuvia kustannuksia sekä valaistukselle syötettävän sähkön laatua. Tutkimustulosten pohjalta tehtiin elinkaarilaskenta nykyiselle loisteputki-valaistukselle ja vaihtoehtoiselle led-valaistukselle, jolloin vaihtoehtoiselle led-valaistukselle saatiin laskettua takaisinmaksuaika.

Työn suorittaminen jaettiin kolmeen osaan: valaistusvoimakkuusmittauksiin, sähkönlaatumittauksiin ja elinkaarilaskentaan. Valaistusvoimakkuusmittauksissa yhden kulkuväylän ja työpisteen valaistusvoimakkuudet mitattiin vähentämällä valaistusta vaiheittain, minkä jälkeen tuloksia verrattiin standardiin SFS-EN 12464-1. Sähkönlaatumittauksissa tutkittiin jännitteen, virran ja tehon harmonisia yliaaltoja. Mittaukset otettiin valaistusta syöttävästä jakokeskuksesta Fluke 435 -sähkönlaadun analysaattorilla standardien SFS-EN 50160 ja SFS-EN 61000-3-2 mukaisesti, jotta tuloksia pystyttiin vertailemaan standardeissa määritettyihin raja-arvoihin. Työn kolmannessa vaiheessa nykyiselle ja vaihtoehtoiselle led-valaistukselle tehtiin elinkaarilaskenta, jonka pohjalta saatiin laskettua investoinnille takaisinmaksuaika-arvio.

Mittaustuloksista voidaan todeta, että nykyisellä loisteputkivalaisulla koneistamo on ylivalaistu. Kulkuväylän valaistusvoimakkuudet olivat yli kaksinkertaiset standardin raja-arvoihin verrattuna ja valaistusta pystyttiin pudottamaan kolmannekseen alittamatta standardin mukaisia raja-arvoja. Työpiste oli myös nykyisellään ylivalaistu ja sen valaistusta saatiin vähennettyä kolmanneksella alittamatta standardin raja-arvoja. Sähkönlaatumittauksien tuloksista voidaan todeta, ettei valaistus aiheuta standardien raja-arvoja ylittäviä harmonisia yliaaltoja eikä niiden suodatukselle ole näin ollen välttämätöntä tarvetta. Mikäli koneistamossa siirrytään led-valaistukseen, voidaan loisteputkivalaistuksesta saatuja mittaustuloksia käyttää referenssinä led-valaistuksen sähkönlaatumittauksissa jolloin nähdään, vaikuttaako led-valaistus jännitteen suodatettavuuteen.

Elinkaarilaskennasta saaduista tuloksista voitiin todeta, että sähkön hinta on ratkaiseva kustannuksien muodostumisessa. Mikäli kaikki loisteputket vaihdetaan led-putkiin, asettuu investoinnin takaisinmaksuaika laskennassa käytetyillä sähkön hinnoilla 3 ja 4 sekä 8 ja 10 vuoden välille, joista jälkimmäinen vastaa enemmän yrityksen tilannetta. Vaikka työssä tutkitut led-putket kuluttavat puolet vähemmän sähköä loisteputkiin verrattuna, niihin uusimisen kannattavuutta tulee harkita suuren alkuinvestoinnin takia. Led-putkiin siirtyminen on kannattavampaa siinä vaiheessa, kun niiden ostohinnoissa tapahtuu merkittäviä muutoksia alaspäin.

The purpose of this final project was to measure the strength, consumption and power quality of lighting in the factory premises of Ovitor Oy. These measurements made it possible to make life cycle calculations for the current fluorescent lighting and for the alternative led-lighting. A repayment-period was calculated for the alternative led-lighting from the results of the life cycle calculations.

Lighting was measured in one passageway and in one work station by gradually reducing lighting and by comparing the results to the recommendations of standard SFS-EN 12464-1. The power quality measurements were focused on voltage, current and power harmonics and conducted by a Fluke 435 power quality analyzer using procedures defined in the standards SFS-EN 50160 and SFS-EN 61000-3-2. The results were compared to the limits defined in the standards mentioned above. Life cycle calculations were done for current lighting and for the alternative led-lighting. A payback-period was calculated for the alternative led-lighting.

According to the results the passageway is lighted more than two times over the standard recommendations and by taking the lighting down to one third it would still be over the standard values. In addition, the lighting of the work station could be taken down by one third without going under the standard recommendations. The power quality measurements indicate that the lighting does not cause harmful harmonics in the power network and that there is no need for harmonic filtering. The results of the power quality measurements could be used as a reference value when measuring the power quality of the led-lighting.

The results of the life cycle calculations indicate that the price of electricity is the determining factor in the lighting costs. If every fluorescent lightbulb in the factory were to be replaced with a led-bulb, and with the two different electricity prices per kWh used in the calculations, the payback-period for the investment would be 3 - 4 and 8 - 10 years. Replacing the fluorescent lightbulbs is questionable because of the major cost of the investment.