Energie-& lichtmeting Openbare Verlichting

Transcriptie

1 Dokumentdatum: Dokumentnummer: V1.1 Energie-& lichtmeting Openbare Verlichting De Beek te Hoevelaken Auteur(s): Jean-Marc Pisters

2 Dokumentdatum: Dokumentnummer: V1.1 Distributie Lijst Aantal Naam 1 Archief BURO-33 1 Gemeente Nijkerk Versie Versie Datum Naam e versie e versie BURO-33, juni 13 Dit document mag niet verveelvoudigd worden of gebruikt worden voor offertes of fabricagedoeleinden, zonder de uitdrukkelijke toestemming van BURO-33 en enkel indien deze tekst in de reproductie wordt opgenomen. De informatie opgenomen in dit document wordt geacht nauwkeurig te zijn bij publicatie. maar geen enkele aansprakelijkheid wordt door BURO-33 aanvaard, voortvloeiend uit het gebruik van de informatie gegeven in dit document. The copyright in this document is vested in BURO-33. The document must not be reproduced in whole or in part, or used for tendering or manufacturing purposes, except with the consent of BURO-33. and then only on the condition that this notice is included in any such reproduction Information contained in this document is believed to be accurate at the time of publication but no liability whatsoever can be accepted by BURO-33 arising of any use made of this information. Versie 1.1 Pagina van

3 Dokumentdatum: Dokumentnummer: V1.1 Inhoudsopgave 1 INLEIDING UITGANGSPUNTEN UITGANGSPUNTEN LICHTTECHNISCHE METING UITGANGSPUNTEN ENERGIEMETING HUIDIGE VERLICHTING ENERGIEBESPARING LICHTMETING PHILIPS SRS MET SALED LED 28 WATT VERLICHTING CONCLUSIE LICHTMETING ENERGIEMETING PHILIPS SRS MET SALED LED 28 WATT CONCLUSIE ENERGIEMETING BEREKENING TERUGVERDIENTIJD INLEIDING BIJLAGE TCO GEMEENTE NIJKERK CONCLUSIES & AANBEVELINGEN Versie 1.1 Pagina van

4 1 Inleiding 1.1 Uitgangspunten De gemeente Nijkerk heeft BURO-33 opdracht gegeven om na te gaan of de nieuwe lichtbron van SALED voldoet aan de eisen van een lichtbron die gesteld mogen worden aan zo n type lichtbron. Centrale vraag zou deze lichtbron een vervanger kunnen zijn voor de huidige SOX lichtbron die veel kostbare storing heeft op dit moment. Als eerste is een lichtmeting uitgevoerd van de horizontale verlichtingssterkten. De lichtmeting heeft plaats gevonden op een locatie op de De Beek te Hoevelaken. = Saled lichtbron Op deze locatie is ook de lichtechnische meting gedaan aan deze installatie. Versie 1.1 Pagina van

5 1.2 Uitgangspunten Lichttechnische meting De weersomstandigheden voor de meting waren goed zowel tijdens als vooraf aan de meting. Tijdens de meting was het droog en zwaar bewolkt. Er was geen sprake van vollemaans-invloeden op de meting. (bron: KNMI) De locatie is gekozen vanwege de zeer geringe omgevingsverlichting en de aaneengesloten opstelling van SALED lichtbronnen. Het onderzoek spitst zich toe op de hoeveelheid licht op het wegdek van de nieuwe lichtbron van SALED. Versie 1.1 Pagina van

6 1.3 Uitgangspunten Energiemeting Om een indruk te krijgen van de elektrische eigenschappen van het product, zoals het werkelijke verbruik is een praktijk meting gedaan op de De Beek te Hoevelaken. Het werkelijke verbruik is zeer interessant en klopt dit met de opgave van de fabrikant. Ook zijn andere eigenschappen interessant zoals de Powerfactor (de relatie tussen het werkelijke vermogen en het schijnbare vermogen). De diverse gemeten waarden zijn: Power Opgenomen vermogen uitgedrukt in Watt VAr Reactief vermogen oftewel blindvermogen uitgedrukt in Voltampère VA Schijnbaar vermogen uitgedrukt in Voltampère Pf Powerfactor uitgedrukt in een percentage Kort uitgelegd: Vermogen De grootheid vermogen is een maat voor de inspanning die een krachtbron moet leveren om een voorwerp (licht) te maken. De totale energie van een systeem is gelijk aan de totale hoeveelheid arbeid die moet worden verricht om vanaf een nultoestand tot de brandende toestand te komen. Algemeen geldt: Vermogen = Arbeid / Tijdsduur Reactief (blind) vermogen Reactief vermogen wordt wel gebruikt door lampen, maar niet verbruikt. Deze energie wordt dus niet omgezet in licht of warmte, maar oscilleert tussen het net en de lamp. Een lamp verbruikt dus meer dan aangegeven, wel gebruikt de lamp meer vermogen om goed te werken. Dit fenomeen vervuilt het energienet ernstig, deze energie moet namelijk wel worden opgewekt. Schijnbaar vermogen Het schijnbare vermogen wordt afgeleid van de combinatie van vermogen en reactief vermogen. Powerfactor De powerfactor (in het Nederlands arbeidsfactor) zegt iets over de relatie tussen het netto vermogen en het schijnbaar vermogen. Het is namelijk de deling van het vermogen door het schijnbaar vermogen. De power factor een maat voor hoeveel extra verlies er is ten opzichte van het ideale geval. Een power factor van 0.5 betekent dat je verliezen veroorzaakt. Dat betekend dat er twee keer zoveel stroom loopt dan de nuttige stroom - en dus 4x zoveel verliezen. Volgens de regels moet een apparaat dat 28Watt en meer verbruikt een powerfactor hebben van meer dan De uitkomsten geven een eerste indruk van de kwaliteit van het LED product. Er zijn zeker nog andere factoren van belang, alleen zijn deze niet in een praktijk meting te meten. Ook het vergelijk met de huidige lichtbron kan tot belangrijke conclusies leiden, denk hierbij een eventuele terugverdientijd op de kosten van het product en CO 2 besparingspotentieel. Deze zullen verder bij de meting worden berekend. Versie 1.1 Pagina van

7 2 Huidige Verlichting 2.1 Energiebesparing De gemeente heeft extra geld vrijgemaakt om tot energiebesparingsmogelijkheden te komen. De huidige installatie met SOX 55 Watt lichtbronnen zouden hiervoor in aanmerking kunnen komen. De Beek is 13 jaar geleden aangelegd met een type lichtbron die standaard was voor die tijd op een industrieterrein. Een SOX lamp heeft echter een levensduurverwachting van ongeveer 2-3 jaar en een vrije hoge kostprijs. Er zal dan ook met grote regelmaat een remplaceronde moeten plaats vinden. Door deze gegevens komt deze lichtbron zeker in aanmerking voor een mogelijk vervangend alternatief. 3 Lichtmeting 3.1 Philips SRS met SALED LED 28 Watt verlichting De armatuur is van het fabricaat: Philips, type; SRS voorzien van een lichtbron: SALED LED28 Watt. Het CIE raster voor de juiste meting; De resultaten van de meting; 1 3,60 3,28 1,78 1,23 0,84 0,80 1,25 2,24 3,78 3,39 2 3,55 3,05 1,80 1,00 0,74 0,78 1,08 2,09 3,30 3,20 3 2,10 1,99 1,25 0,80 0,59 0,65 0,89 1,46 1,93 2, Werkelijke waarde volgens meting Egem [lx] Emin [lx] Emax [lx] Uh 1,883 0,590 3,780 0,313 Egem Emin Emax Uh Het gemiddelde lichtniveau van het rekenvlak Minimale lichtniveau in het rekenraster Maximale lichtniveau in het rekenraster Gelijkmatigheid Versie 1.1 Pagina van

8 3.2 Conclusie lichtmeting De NPR norm voor een industrieterrein volgens het beheerplan is klasse S5 ; 3 lux gemiddeld met gelijkmatigheid van 0.2. De eerste conclusie zou betekenen dat het lichtniveau een klasse te laag is en dat de gelijkmatigheid prima is. Echter de normering is zou opgesteld dat het S5 of S6 is met als directe voorwaarde dat de gelijkmatigheid boven de norm moet zijn. Algehele conclusie is dus dat het echt aan de onderkant van de normering is maar voldoende, met name de gelijkmatigheid is goed voor elkaar en met een laag gemiddeld lichtniveau. Echter de huidige lichtbron, de SOX, geeft een oranje-achtige kleur af. Het spectrum (de kleuren van de regenboog) is zeer beperkt en de kleurweergave die je als mens ervaart is zeer gering. Kleurweergave SOX lamp Kleurweergave witte LED Daarentegen geeft de SALED lichtbron een veel groter deel spectrum weer waardoor kleurherkenning vele malen beter is. Hierdoor is de lagere verlichtingsklasse geen probleem en zal door de gemiddelde gebruiker het als een verbetering worden beschouwd. Kijkend naar de lichttechnische resultaten is er een teruggang in de hoeveelheid licht. De kwaliteit van het licht daarentegen is sterk verbeterd. Versie 1.1 Pagina van

9 4 Energiemeting 4.1 Philips SRS met SALED LED 28 Watt De resultaten van de energiemeting zijn; Voltage 228 Volt Ampère A Power Watt Blind vermogen 8.2 VAr Schijnbaar vermogen 27.7 VA Powerfactor Conclusie energiemeting Beide installaties voldoen aan de eisen die gesteld mogen worden aan dit type installatie. Met name de powerfactor bij de LED lichtbron van SALED is onder controle, deze kan bij LED geheel niet op orde zijn en zelfs waarde halen van Wat deze meting niet uitwijst is de levensverwachting van het product. De fabrikant geeft aan uur, dat is 12 jaar voor openbare verlichting. Echter door de isolatie van het armatuur, deze is geheel van kunststof, kan geen warmte van de LEDS afgevoerd worden aan de buitenlucht. Warmte is de factor voor veroudering van LEDS en een terugval in levensduur verwachting. Advies in deze is om nog een additionele test te doen, samen met de fabrikant, wat de warmtehuishouding van de lichtbron/armatuur combinatie is. Deze kan meer vertellen over de levensduur van het product. 1 Uitgelegd in paragraaf Powerfactor Versie 1.1 Pagina van

10 5 Berekening Terugverdientijd 5.1 Inleiding In het bijgevoegde document vindt u een TCO berekening volgens de laatste uitgangspunten van Agentschap NL, voorheen Senter Novem. (Zie: maturen.asp) De uitgangspunten zijn als volgt; Branduren volgens Agentschap NL Rekenperiode 20 jaar Systeemvermogen huidige verlichting volgens opgave Indal Systeemvermogen huidige verlichting veroudering 5 % na 20 jaar Levensduur lichtbron volgens opgave Philips Prijs lichtbron volgens Onderhoudsgegevens volgens Agentschap NL Kostprijs kwh nu 0,12 met een vermeerdering van 5% per jaar, gemiddeld kostprijs over 20 jaar is dan 0,20 per kwh dit volgens Agentschap NL Uitkomsten zijn per jaar Overall kunt u volgens de berekening dus 59 % energie besparen op de De Beek e.o. in de gemeente Nijkerk. Dat is voor dit arsenaal totaal KWh per jaar. Dat is ruim voldoende om voor 2 huishouden(s) in hun jaarlijkse energie behoefte te voorzien. Deze besparing levert een CO 2 reductie op van kg CO 2 in 40 jaar. Dat is genoeg voor een bos van 253 bomen ter compensatie van deze CO 2 uitstoot! De besparing op exploitatie kosten bedraagt gemiddeld ruim 72 %. Dat is 2.474,01 per jaar besparing op deze kosten. Concluderend betekent dat deze gehele investering op de materialen zich terugverdient in 2,3 jaar. Versie 1.1 Pagina van

11 6 Bijlage TCO Gemeente Nijkerk Versie 1.1 Pagina van

12 Toelichting Doel van de rekenhulp: Deze rekenhulp is geschikt om verschillende OVL systemen met elkaar te kunnen vergelijken op het gebied van energie-, installatie- en beheerkosten. Werkwijze: Het rekenblad is bedoeld om de berekening te maken. Dit blad kan desgewenst meerdere malen gekopieerd worden. Op het rekenblad dienen de wit gekleurde cellen ingevoeld te worden. Zie ook de onderstaande tabel. Per rekenblad kunnen er maximaal 4 verschillende OVL systemen met elkaar vergelegen worden. Aan de rechter zijde is aanvullende informatie weergeven over de in te voeren gegevens Verklaring van de kleuren op het Rekenblad: = invullen = niet invullen, wordt automatisch berekend (let op: cellen zijn niet beveiligd) = aanvullende informatie t.b.v. het invullen van gegevens Aanduidingen voor lampen en armaturen in de voorbeelden: In de voorbeelden zijn enkele veel gebruikte lamptypen/armaturen met alternatieven genoemd. De conventionele compactfluorescentielamp is aangeduid met PL-L/PLL echter deze is ook verkrijgaar onder benamingen zoals Dulux, Lynx e.d. Naast de SON(-T) zijn (tubulaire) hogedruk natrium lampen ook verkrijgbaar onder benamingen zoals NAV(- T) en SHP(-T). (Keramische) metaalhalogeendamplampen zijn verkrijgbaar onder benamingen zoals CPO, CDM, HCI, HCI-Powerball, CMI e.d. Bij Leds zijn er grote verschillen tussen die concepten die de diverse leveranciers aanbieden. De Fortimo van Philips in combinatie met de Residium en Koffer2 zijn slechts voorbeelden. Hoewel er ook andere geschikte armatuurtypen voor conventionele oplossingen werden en worden toegepast is in deze voorbeelden uitgegaan van de volgende typen: o voor bestaande compactfluorescentiearmaturen is uitgegaan van de FGS , IND 2500 en Schreder VN o voor nieuwe compactfluorescentie-evsaarmaturen is uitgegaan van de Residium, Libra en Altra II-III o voor bestaande hogedruk natriumarmaturen is uitgegaan van de JVC70 en SGS203 o voor nieuwe hogedruk natrium EVSA- en de CPOarmaturen is uitgegaan van de Aurora en Irdium Disclaimer: Deze rekenhulp is mede mogelijk gemaakt door Philips Nederland. Ondanks het feit dat deze rekenhulp met grote zorgvuldigheid is samengesteld, aanvaardt Philips Nederland noch Agentschap NL enige aansprakelijkheid voor schade als gevolg van eventuele onjuistheden van de in deze rekenhulp gebruikte gegevens of van eventuele onvolkomenheden in de opzet van de rekenhulp. openbareverlichting@agentschapnl.nl

13 Samenvatting Besparing in Energie Aantal Huidig Lamptype Nieuw Lamptype Terugverdientijd expl.kosten Besparing in besparing 37 SOX 55 Watt 28 Watt Streetlight 2,3 72% 2.474,01 59% Energie besparing kwh Kosten besparing 2.474,01 per jaar Co2 besparing kg CO 2 /kwh Compenseert 253 bomen of 2 huishoudens behoefte aan energie Huidige energielabel F Nieuw energielabel C

14 Invoer gegevens SOX 55W Rekenhulp: Total Costs of Ownership en Energiebesparing per armatuur Aantal uren volledig brandend op 100% uur / jaar Aantal uren gedimd uur / jaar Bedrijfsuren OV (totaal) uur / jaar Totaal aantal armaturen voor business case 37 Rekenperiode in jaren : 20 Huidige Optie 1 verlichting SOX 55 Watt 28 Watt Streetlight Armatuur gegevens Armatuur type Philips SRS SALED Lichtbron SOX 55 Watt 28 Watt Streetlight VSA type Conventioneel LED Driver Aantal lichtbronnen / armatuur 1 st 1 st Systeemvermogen 65,00 W 27,5 W Inschatting systeemvermogen halverwege de rekenperiode 68,25 W 27,5 W Dimniveau - Lichtstroom 0% % 0% Dimniveau - energetisch 100% % 100% Lichtbron gegevens Levensduur lichtbron uur uur prijs lichtbron 42,00 - Onderhouds gegevens Eenheidsprijs arbeid voor vervanging van de lichtbron in de groepsremplace 12,00 12,00 Prijs arbeid voor incidenteel herstel 35,00 35,00 Prijs voor het schoonmaken armatuur 6,00 6,00 Prijs voor het vervangen van van de VSA gedurende de rekenperiode 75,00 - Kostprijs / meerinvestering armatuur - 115,00 Kosten voor het plaatsen van de armatuur - 36,50 Percentage uitval per jaar (storingen) 10,0% 5,0% Aantal keren lamp remplace gedurende rekenperiode 9 st 0 st Aantal keren schoonmaken gedurende rekenperiode 0 st 3 st Energie Gemiddelde energiekosten gedurende de rekenperiode 0,20 per kwh Kostprijs / kwh 0,20 per kwh 0,20 per kwh Kosten Kosten per armatuur voor het onderhoud gedurende rekenperiode 733,00 53,00 Kosten remplace / upgrade (lamp+arbeid) 504,00 - Kosten schoonmaken armatuur - 18,00 Kosten incidenteel herstel 154,00 35,00 Vervangen VSA gedurende de rekenperiode 75,00 - Uitkomsten Energie Energieverbruik / jaar 279,8 kwh 115,5 kwh Kosten per armatuur voor energie in rekenperiode 1.119,30 462,00 Totale expl.lasten per armatuur in rekenperiode 1.852,30 515,00 Exploitatiekosten per armatuur per jaar Expl.kosten per jaar 92,62 25,75 Verschil in expl. Kosten t.o.v. huidige verlichting in Euro 66,87 (meer) Investering in nieuwe armaturen - 151,50 TVT, terugverdientijd in jaren 2,3 jr Besparing in expl.kosten t.o.v. huidig armatuur 72% Totaal energieverbruik periode kwh kwh Energie besparing 59%

15 SOX 55W Grafieken Optie 1 Energiekosten (Euro) rekenperiode Extra investering nieuwe installatie (armatuur + arbeid) Huidig Onderhoudskosten Cumulatief: lijkse kosten huidige installatie Cumulatief: lijkse kosten Optie Huidige verlichting Berekening norm-sleec Aannamens: Lichtpunt Hoogte Lichtpunt Afstand Wegbreedte 8 m 30 m 6 m Niveau 3,9 Lux of Cd/m2 Energie Label SALED Led SE of SL 0,0255 W/Lux/m2 of W/Cd/m2 Label C Berekening norm-sleec Aannamens: Lichtpunt Hoogte 8 m Lichtpunt Afstand 30 m Wegbreedte 6 m Niveau 2,9 Lux of Cd/m2 SE of SL 0,0135 W/Lux/m2 of W/Cd/m2 Label A

16 7 Conclusies & Aanbevelingen De lichttechnische resultaten zijn in de hoeveelheid licht achteruit gegaan, de kwaliteit van het licht daarentegen is sterk verbeterd. Wil men echter een geheel vergelijkbare installatie houden en in andere situaties aan de normen kunnen voldoen, zou een markt consultatie gedaan moeten worden. Dit met name voor hogere vermogens van een LED replacement lichtbron. Er zijn namelijk situaties in de gemeente Nijkerk waarvan de verwachting is dat het lichtniveau met deze lichtbron te laag zal zijn, denk hierbij aan rotondes en drukkere wegen. Beide installaties voldoen elektrotechnisch aan de eisen die gesteld mogen worden aan dit type. Advies in deze is om nog een additionele test te laten doen, samen met de fabrikant, wat de warmtehuishouding van de lichtbron/armatuur combinatie is. Deze kan meer vertellen over de levensduur van het product. Een uitgebreide test voor wat betreft een aantal vitale parameters zou een juiste aanvulling op dit rapport zijn. Hier valt te denken aan de parameters: Lichtsterkte Iv Verlichtingssterkte-modulatie-index THD Lichtstroom Lichtstroom scotopisch Efficiëntie CRI_Ra S/P ratio Dimbaar Gemeten recht onder de lamp. Gemeten met een sensor gericht op de lamp (kijkhoek niet gedefinieerd). Dit getal geeft de mate van knipperen aan. Total Harmonic Distortion. Met de meetgegevens van lux op 1 meter, gehaald uit het stralingsdiagram met de gemiddelde lichtsterktewaarden, is de lichtstroom te berekenen Dit is het resultaat van de vermenigvuldiging van de gemiddelde S/P ratio factor met de lichtstroom. De lumen/watt verhouding. Color Rendering Index oftewel de kleurweergave-index. Dit is de factor die aangeeft hoeveel keer efficiënter deze lamp is in het generen van visueel effectief licht voor het menselijk oog, bij nachtgevoeligheid (vergeleken met daggevoeligheid). Volgens opgave fabrikant. Biologische Effect Factor Volgens voornorm DIN V : Blauwlichtschade risico groep Temperatuursmeting lichtbron Levensduurtest 0=geen, 1=laag, 2 = gemiddeld, 3=hoog risico. Wat is het temperatuursverschil t.o.v. de omgeving barnduren Algehele indruk is zeer goed, wel zal nog wel gekeken moeten worden naar verdere (technische) mogelijkheden. Dit product biedt zeer veel mogelijkheden om grote energiebesparing en kostenbesparingen te behalen. Versie 1.1 Pagina van