Arkistot kuukauden mukaan: huhtikuu 2016

Valaisimen eliniän vaikutus investoinnin kannattavuuteen

LED valaisinten valinnassa kiinnitetään yleensä huomiota virrankulutukseen. Hyötysuhde ja sitä kautta virrankulutus on lähtökohtaisesti tärkein valintakriteeri. Mutta kiinnitätkö huomiota valaisimen elinikään? Mitä jos paremman hyötysuhteen valaisin onkin eliniältään lyhyempi? Tämä tarkoittaa, että voit joutua uusimaan valaisimen paljon nopeammin. Tämä lisää kustannuksia ja syö samalla kertynyttä säästöä sähkölaskussa.

LED-valonlähteen elinikä

LED-valonlähteiden elinikä on perinteisiin valonlähteisiin verrattuna pitkä. Kun perinteinen hehkulamppu tai loisteputki tulee elinikänsä päähän, sitä ei voi enää normaalisti käyttää. Se joko palaa tai alkaa välkkyä. LED sen sijaan himmenee ja on, ainakin teoriassa, ikuinen.

Tästä johtuen LED-valonlähteiden elinikä mitataan hieman eri tavoin kuin perinteisen valaistuksen. Perinteisen valaistuksen osalta elinikä tarkoittaa kirjaimellisesti elinikää. LEDien osalta elinikä  kertoo, missä vaiheessa valoteho laskee alle halutun määrän.

LED valonlähteiden eliniän mittaamisen olennainen termistö:

  • L70, L80, LXX = Kuinka suuri osa valon määrästä on vielä jäljellä. Esim. L70 tarkoittaa, että tässä vaiheessa valonlähde tuottaa vielä 70% alkuperäisestä valomäärästä. Jos valonlähde tuotti alun perin 1000 luumenia, niin tässä vaiheessa sama valonlähde tuottaa vielä 700 luumenia.
  • B50, B60, BXX = Kuinka suuri osa valonlähteistä on annetun arvon alapuolella. Esim. B50 tarkoittaa sitä, että 50% valaisimista ei täytä enää annettua arvoa.

Yleensä elinikä ilmoitetaan näiden kahden yhdistelmänä. Esim. L70B50: 60 000h tarkoittaa, että 60 000 käyttötunnin jälkeen 50% valaisimista antaa vielä vähintään 70% alkuperäisestä valosta.

aLED Moduulin elinikäennuste

aLED Moduulin elinikäennuste

Elinikä voidaan myös ilmoittaa käyttäen pelkkää L-lukua. Esim. L70: 60000h. Tällöin ei varsinaisesti oteta kantaa kuinka iso osa valaisimista antaa vielä halutun 70% alkuperäisestä valotehosta.

Eliniän huomioiminen valaisinten hankinnassa

Ajatellaan, että olet valaisemassa tilaa, jossa on 1000 valaisinta. Sinulla on kaksi vaihtoehtoa valaisinratkaisuksi: vaihtoehto A ja vaihtoehto B. Tilassa, jota olet valaisemassa, on nyt loisteputkivalaistus. Valaisimina 58W T8 valaisimet. Vaihtoehdot ovat alla:

  • Vaihtoehto A
    • Valoteho:4000 luumenia
    • Hyötysuhde 150 lm/W
    • Teho: 26.7 W
    • Elinikä L70B50: 50 000 tuntia
    • Hinta 120€/valaisin
  • Vaihtoehto B
    • Valoteho 4000 luumenia
    • Hyötysuhde 130 lm/W
    • Teho: 30.8 W
    • Elinikä L70B50: 90 000 tuntia
    • 120€/valaisin

Valinta kallistuu helposti vaihtoehtoon A. Se kuluttaa vähemmän sähköä, tehon ollessa noin 4 wattia pienempi. Esimerkiksi tuhannen valaisimen kokonaisuudessa tämä tekee 4kW, jolloin säästö sähkölaskussa alkaa vuositasolla olla jo varsin merkittävä.

Kun tiedät valaisinten käyttötunnit päivässä, voidaan laskea sähkön kulutus vuodessa ja verrata sitä vanhaan ratkaisuun. Oletetaan että valaisimet ovat käytössä 16 tuntia päivässä.

Tällöin saadaan seuraavat luvut:

  • Käyttötunnit/vuosi: 16h*365= 5840 tuntia/vuosi
  • Sähkön hinta: 0.1€/kWh
  • Perinteinen (58W loisteputkivalaisin)
    • Sähkönkulutus vuodessa: 1000*58W*5840h=338720000Wh= 338720kWh
    • Sähkölasku: 338720*0.1=33 872.00€
  • Vaihtoehto A:
    • Sähkönkulutus vuodessa 1000*26.7W*5840h=155928000Wh=155928kWh
    • Sähkölasku: 155928*0.1= 15 592.80€
  • Vaihtoehto B
    • Sähkönkulutus vuodessa 1000*30.8W*5840h=179872000Wh=179872kWh
    • Sähkölasku: 179872*0.1=17 987.20€

Molemmat LED vaihtoehdot pudottavat sähkölaskun puoleen. Vaihtoehto A pudottaa sähkölaskua hieman B:tä enemmän, nimenomaan paremman hyötysuhteensa ja tästä johtuvan pienemmän tehonsa ansiosta.

Lyhyellä, yhden vuoden tähtäimellä vaihtoehto A on siis paras vaihtoehto. A vaihtoehto laskee sähkölaskua kolmisen tonnia enemmän vuodessa.

Harvoin tämän kokoluokan investointeja tehdään kuitenkaan yhden, kahden tai edes viiden vuoden tähtäimellä, vaan on syytä laskea pidemmän ajan vaikutukset.

Kun otetaan huomioon elinikä, muuttuvat asetelmat hieman.

Lasketaan ensin, mikä on elinikä käyttökohteessa. Kun valaisimet ovat käytössä 16 tuntia vuorokaudessa, niin vuosituntimäärä on 5840 tuntia, kuten yllä laskimme.

Tästä saadaan muunnettua valaisinten eliniät helpommin luettavaan muotoon:

  • Vaihtoehto A:
    • 50 000h/5840h=8.6 vuotta
  • Vaihtoehto B:
    • 90 000h/5840h=15.4 vuotta

A-vaihtoehto pitää siis uusia kahdeksan vuoden jälkeen, kun B-vaihtoehto kestää samalla investoinnilla 15 vuotta.

Kun lähdetään tarkastelemaan kokonaissäästöä valaisinten vaihdosta, näyttää laskelma tältä:

Sähkön säästö valaisinten vaihdon jälkeen

Sähkön säästö valaisinten vaihdon jälkeen

Käyttöaika Vaihtoehto A Vaihtoehto B
1  17 582.29 €  14 447.26 €
3  52 746.88 €  43 341.78 €
5  87 911.47 €  72 236.31 €
10  55 822.93 €  144 472.62 €
15  143 734.40 €  216 708.92 €
20  111 645.87 €  168 945.23 €

Kuten ylläolevasta laskelmasta ja kaaviosta voi huomata, on vaihtoehto A kannattavampi lyhyellä tähtäimellä. Mutta jo kymmenen vuoden aikajaksolla tilanne muuttuu. Vaihtoehto A pitää korvata uusilla valaisimilla, kun Vaihtoehto B:tä voi vielä käyttää vuosia vuotta.

Kun siis katsotaan valaisininvestointia pidemmällä aikajänteellä, nousee valonlähteen elinikä merkittävään osaan

Valaisimen valinnassa tulee siis kiinnittää huomiota paitsi sen energiatehokkuuteen, myös elinkaaren pituuteen. Mitä kalliimpi valaisin ja mitä isompi investointi, sitä merkittävämpi tekijä pitkä elinikä on.

Miten valitset sopivan vakiovirtalähteen valaisimeesi

Selection of LED Drivers

Valikoima virtalähteitä

Kokemukseni mukaan, sopivan virtalähteen valinta valaisimeen tuottaa monille. Kerron tässä tekstissä, mitä sinun pitää ottaa huomioon valinnassa. Seuraamalla antamiani ohjeita sinun pitäisi pystyä valitsemaan sopiva virtalähde. Jos tarvitset lisäapua, niin voit ottaa minuun yhteyttä. Tämä on kuitenkin vain pintaraapaisu ja joissain tilanteissa on tarvetta porautua paljon pintaa syvemmälle.

LED-virtalähteet voidaan jakaa kahteen kategoriaan: Vakiovirta- ja vakiojännitelähteisiin. Tässä tekstissä keskityn ainoastaan vakiovirtalähteiden valintaan.

Vakiovirtalähdettä käytetään silloin, kun tarvitset tasaista virtaa LEDin sytyttämiseksi. Vakiovirtalähteellä on helppoa kontrolloida valonlähteen kirkkautta, koska virta pysyy tasaisena. Voit tarkastaa LEDisi datalehdestä tarvitseeko LED vakiovirtaa vai -jännitettä. Jos datalehdessä lukee esim. 350mA, tarvitsee LED vakiovirtaa jos taas datalehdessä lukee esim. 12V tai 24V tarvitsee LED vakiojännitettä.

Virtalähteen valinta

Näiden vaiheiden avulla löydät sopivan virtalähteen LEDillesi.

  1. Mitä virtaa LEDisi tarvitsee

Kuten jo mainitsinkin, voit tarkastaa LEDin virran (forward current) datalehdestä. Jos LEDisi tarvitsee esim. 350mA virtaa, pitäisi sinun ensisijaisesti etsiä virtalähdettä, jonka ulostulovirta on 350mA.

Mikäli käytät useampaa LEDiä rinnan niin laske LEDien virrat yhteen. Mikäli käytät LEDejä sarjassa, niin virran tarve ei muutu LED määrän lisääntyessä.

  1. Kuinka tehokkaan virtalähteen tarvitset

LEDin tehonkulutuksen voit tarkistaa myös datalehdestä. Mikäli sitä ei löydy, niin voit laskea sen datalehdessä olevista tiedoista. Tehonkulutus lasketaan kertomalla virta jännitteellä: (typical forward current)x(typical forward voltage). Molemmat näistä löytyvät LEDin datalehdestä. Yleensä myös teho löytyy suoraan datalehdestä.

Mikäli käytät useampia LED-komponentteja, sinun pitää löytää virtalähde, joka pystyy syöttämään kaikki komponentit.

Hyvänä nyrkkisääntönä on, että virtalähteet tehon olisi hyvä olla noin 10% korkeampi kuin LEDin tehon. LEDien jännite saattaa vaihdella hieman datalehdessä annatusta typical-arvosta, joten tällä huoldit, että virtalähde on riittävän tehokas.

ELT 10W, 500mA LED driver

ELT 10W, 500mA LED virtalähde

  1. Minkälaisen jännitealueen tarvitset

Jälleen kerran, vilkaise datalehteä. Sieltä löytyy LEDisi jännite. Jos käytät useampia LEDejä sarjassa, laske jännitteet yhteen. Jos käytät LEDejä rinnan, niin jännitetarve pysyy. Sen jälkeen sinun pitäisi etsiä virtalähde, jonka jännitealueelle LEDisi(tai LEDiesi) jännite mahtuu.

Myös jännitealueessa kannattaa käyttää 10% toleranssia, jotta virtalähde varmasti sytyttää LEDit.

Esim. jos jännitteesi on 18.4, niin tarvitset virtalähteen, jonka minimijännite on vähintään 16.5 ja maksimi 20.2 (10% toleranssilla).

  1. Tarvitsetko himmennystä? Jos tarvitset, niin millaista?

Himmennyksen tarve riippuu valaisimestasi. Jos et tarvitse himmennystä, niin sinulle riittää on/off virtalähde riittää sinulle. Jos tarvitset, niin himmennysvaihtoehtoja löytyy useita. Selvitä minkälaista himmennystä käyttökohteesi vaatii ja etsi siihen sopiva virtalähde.

Himmennys on niin laaja asia, että kirjoitan siitä oman oppaan.

  1. Millaiseen tilaan virtalähteen pitää mahtua?

Mieti onko virtalähteen koolle jotain vaatimuksia. Yleensä valaisin asettaa rajat virtalähteen koolle ja muodolle. Löydät virtalähteen fyysiset mitat virtalähteen datalehdestä.

  1. Minkälaisessa ympäristössä virtalähdettä käytetään

Missä valaisintasi tullaan käyttämään? Jos sitä käytetään sisätiloissa, sinun ei todennäköisesti tarvitse miettiä IP-luokitusta. Mikäli valaisinta käytetään huoneessa jossa on paljon pölyä tai kosteutta, silloin tämä pitää tietenkin huomioida.

ELT 60W, 700mA, IP20 driver

ELT 60W, 700mA, IP20 virtalähde

IP20-luokan virtalähteet sopivat sisäkäyttöön. Ulkokäytössä IP20-luokan virtalähteitä kannattaa käyttää vain, mikäli valaisin itsessään on vedenkestävä ja suojelee näinollen virtalähdettä.

Kun suunnittelet valaisinta ulkokäyttöön, niin on tärkeää varmistaa riittävän hyvä IP-luokitus.

Yleensä IP67-luokan virtalähteet ovat hieman painavampia. Virtalähteen elektroniikka on valettu muoviin ja johtojen läpiviennit, sekä ensiö- että toisiopuolella on sinetöity riittävän hyvin kestämään kosteutta.

ELT 10W, 350mA, IP67

ELT 10W, 350mA, IP67

  1. Hyväksynnät: täyttääkö virtalähde Euroopan vai Amerikan standardit

Onko virtalähteellä jotain hyväksyntöjä? Ovatko hyväksynnät Eurooppaan (ENEC) vai Amerikkaan (UL). Tämän tiedon löydät yleensä datalehdestä.

Siinä ohjeeni virtalähteen valintaa. Kuten mainitsin, tämä on vain pintaraapaisu ja joissain tilanteissa voit joutua tarkastelemaan tiettyä kohtaa paljon monipuolisemmin. Tällä oppaalla sinun pitäisi kuitenkin pystyä tekemään valinta suurimmassa osassa tapauksista.

Jos tarvitset apua, niin otathan minuun yhteyttä.