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% Sanayi 48% Ticarethane 14% Resmi daire 4%
Elektrikli Cihazlar Tüketim Aydınlatma 15% 4.689 GWh Elektrikli cihazlar 85% 26.574 GWh
Işık nedir? IŞIKIK = ENERJİ Işık, görsel g duyarlılığ ığa a neden olabilen radyasyon enerjisi şeklinde tanımlanabilir. femtometre picometre 10-15 10-12 nanometre 10-9 10 micrometre 10-6 10 millimetre 10-3 10 metre 1 cosmic ray - ray gamma - X ray - 380nm U.V. I.R. GÖRÜLEBİLİR SPEKTRUM RADAR TV IŞIKIK 780nm mor mavi yeşil sarı kırmızı ELECTROMAGNET GNETİK DALGALAR
Spektral Duyarlık Göz z tüm t m radyasyonlara karşı aynı derecede duyarlı değildir. Max. duyarlık k 555 nm. dedir. 1 V(λ) V( ) violet VISIBLE SPECTRUM GÖRÜLEBİLİR R SPEKTRUM blue green yellow red 380 mor nm mavi yeşil 555 nm sarı kırmızı 780 nm 380 nm 555 nm 780 nm Gözün n spektral duyarlığı gözün n gündg ndüz (fotopik) görmesine g ait spektral duyarlık k eğrisi e ile açıklana klanır.
Renk SıcaklS caklığı SICAK 1550 K 3000 K SOĞUK 5000 K Renksel Geriverim Özelliği Spektroradyometrik Diyagram Yüksek Basınçlı Sodyum B. Güç 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 kaynağı Eşdeğer ışık kaynağı 1 2? Renk benzerliği?? Renk benzerliği? 8? Renk benzerliği? Renk karşılaştırması : Benzer renk R a = 100 Farklı renk R a < 100
Lambaların renk sıcaklıkları ve renksel geriverimleri Renksel geriverim kategorileri 1 2 3 4 6000 C 6000 K 5000 C 5000 K Günışığı beyaz (tw) 4000 C_ 3000 C 4000 K _3000 K Doğal beyaz (nw) 2000 C_ 1000 C 2000 K _1000 K Sıcak beyaz (ww) 100-85 84-70 69-40 < 40 0 C_ -273 C 0 K, Mutlak Sıfır Benzer renk ısıları, TC Renk geriverimleri
Aydınlatma kavramları Işık akısı Parıltı L Aydınlatma Şiddeti E Yüzey yansıtma çarpanı j
IŞIK AKISI Işık k akısı,, bir ışık k kaynağı ğının n birim zamanda yaydığı toplam ışık k miktarı ile ilgili bir kavramdır. r. IŞIK AKISI BİRİMİ : lumen (lm) veya: Işık k kaynağı ğından çıkan ve normal gözün g n gündg ndüz görmesine ait spektral duyarlık k eğrisine e göre g değerlendirilen erlendirilen enerji akısı olarak tanımlan mlanır.
Işık Şiddeti Işık şiddeti, birim zamanda belli bir doğrultuda yayılan ışığın n yoğunlu unluğu u ile ilgilidir. veya inden veya: belli bir doğrultuda birim uzay açıa içinden yayılan ışık k akısı olarak da tanımlanabilir. UZAY AÇI IŞIK ŞİDDETİ BİRİMİ : kandela (cd) 1 candela = 1 lumen 1 steradyan
Aydınlık Düzeyi Aydınl nlık k düzeyi, d bir yüzeyin y birim alanına na birim zamanda düşen ışık k akısı miktarıdır. r. Tanım m olarak, aydınl nlık k düzeyi d yüzeyiny ışık akısının n o yüzeyin y alanına na bölümüne b eşittir. e ALAN AYDINLIK DÜZEYİ BİRİMİ : lux 1 lux = 1lumen 1m 2
Aydınlatma Hesabı
Işık Kaynakları (Lambalar) ENKANDESEN DEŞARJ LED
GAZ Civa Deşarj Lambaları BASINÇ Alçak GÖRÜNÜM Civa Yüksek Civa + metal halojen Sodyum Yüksek Alçak Sodyum Yüksek
W lm IŞIK VERİMİ Işıksal Etkinlik yayılan ışık kullanılan elektriksel güç = Lümen Watt Watt: Lambanın enerji sarfiyatını gösterir.
Etkinlik Faktörü Işık k kaynaklarının şebekeden çektikleri güçg ile yaydıklar kları ışık akısı arasında sabit bir oran yoktur. Işık k Akısı Güç Bazı örnekler = ETKİNL NLİK K FAKTÖRÜ BİRİMİ : lm/w Lamba tipi Güç (W) Işık akısı (lm) Etkinlik faktörü (lm/w) Bisiklet farı 3 30 10 Akkor telli lamba 75 900 12 Flüoresan 58 5200 90 Y üksek basınçlı sodyum 100 10500 105 Alçak basınçlı sodyum 180 32000 178 Y üksek basınçlı civa 1000 58000 58 Metal halojen 2000 190000 95
Enkandesen Tungst. hal. Flüoresan tüp Civa Metal halojen Alç. bas. sod. Yük. bas. sod. Endüksiyon 15 20 9 50 35 18 55 35 500 2000 65 2000 2000 180 85 1000 Güç(W) 10 20 90 55 85 200 70 138 Lm/W 1000 2000 8000 8000 6000 10000 60000 12000 (saat) Ömür Renk T( K) Ra 3000 3000 çeşitli 3800 4000 1800 3-4000 2000 100 100 85 45 70! 3-85 25-85 Boyut ufak ufak uzun büy. ufak uzun büy. ufak Fiyat ucuz ucuz ucuz ucuz ucuz pahalı pahalı 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 10 6 x 10 3 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
Çap Değişik çaplardaki flüoresan lambaların karşılaştırılması Güç(W) Işık akısı e(lm/w) 20 1150 lm 57.5 38 mm 40 2800 lm 70 65 4400 lm 68 18 1350 lm 75 26 mm 36 3350 lm 93 58 5200 lm 90 14 1350 lm 96 16 mm 28 2900 lm 104 35 3650 lm 104
Aydınlık seviyesi Lümen/m2 Etkinlik faktörü = 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 V Ampul ve kontrol elemanından oluşan elektrik devresi Giriş gücünün wattmetre ile ölçülmesi W
Enerji verimliliği için Lamba-Balast Devrelerinin Sınıflandırılması. Ampul Elektronik balastlar A1 A2 A3 Manyetik balastlar B1 B2 C D 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
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 kalmayacakşekilde 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 lambaçalıştırılabilmesine 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 Ömür Boyu Kullanılabilme Kullanım Işık Akısı Azalması Lumen 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 verimliliği için Lamba-Balast Devrelerinin Sınıflandırılması. Ampul Elektronik balastlar A1 A2 A3 Manyetik balastlar B1 B2 C D 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
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.
kış yaz
çatı yüzeyi IŞIK TÜPÜ ışık 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.