Audyt oświetlenia budynku

(1)

Audyt oświetlenia budynku

Urząd Miejski Gminy Łobżenica

miejscowość: Łobżenica adres: ul.Sikorskiego 7 kod: 89 – 310 Łobżenica województwo: wielkopolskie

Opracowanie:

styczeń ‘2016

(2)

1. Dokumenty i dane do analizy

1.1 Podstawa Opracowania

Zlecenie wykonania audytu oświetlenia.

Do przygotowania analizy wykorzystane zostały dane otrzymane od Inwestora, dokumentacja techniczna oraz inwentaryzacja własna budynku.

1.2 Cel i zakres opracowania

Celem opracowania jest wykonanie analizy optymalizacji zużycia energii elektrycznej na oświetlenie budynku.

1.3. Wykaz obowiązujących przepisów

[1] Ustawa z dnia 21 listopada 2008r. o wspieraniu termomodernizacji i remontów (t.j. Dz.U. z 2014, poz.712)

[2] Ustawa z dnia 15 kwietnia 2011r. o efektywności energetycznej (Dz.U. z 2011nr 94, poz.551 z późn. zmianami)

[3] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 17 marca 2009r. w sprawie szczegółowego zakresu i form audytu energetycznego […] (Dz.U. nr 43, poz.346)

[4] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 10 sierpnia 2012r. w sprawie szczegółowego zakresu i sposobu sporządzania audytu efektywności energetycznej, [….] (Dz.U. 2012, poz.962)

[5] Rozporządzenie Ministra Infrastruktury i Rozwoju z dnia 27 lutego 2015r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego [….]

(Dz.U. z 2015, poz.376)

[6] Wartości opałowe (WO) i wskaźniki emisji CO2 (WE) w roku 2013 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnień do Emisji za rok 2016, wyd. KOBIZE Warszawa, grudzień ‘2015

(3)

2. Analiza zużycia energii elektrycznej

Dostawcą (dystrybutorem) energii jest ENEA S.A., taryfa C11, moc umowna 27,0 [kW]

Sprzedawcą energii jest EcoErgia Sp. z o.o. Kraków, taryfa C12a.

Energia elektryczna przeznaczana jest na:

a) zasilanie urządzeń biurowych oraz IT;

b) oświetlenie pomieszczeń (żarówki zwykłe oraz świetlówki standardowe w rastrowych lub liniowych oprawach).

Tabela 1. Zestawienie zużycia energii elektrycznej w okresie 05.2014 – 05.2015 (opracowano na podstawie udostępnionych przez UM Gm.Łobżenica faktur)

Lp.

Okres Zużycie

Należność wg faktury [zakup + dystrybucja]

Średnia cena

od do [kWh] [zł. brutto] [zł. brutto / MWh]

1 08.05.2014 09.07.2014 6 460 4 681,44 724,68

2 09.07.2014 04.09.2014 5 600 2 910,34 519,70

3 04.09.2014 07.11.2014 6 580 3 381,02 513,83

4 07.11.2014 08.01.2015 8 180 4 158,65 508,39

5 08.01.2015 22.03.2015 8 040 4 120,17 512,46

6 22.03.2015 27.05.2015 9 620 4 881,80 507,46

Razem/rok: 08.05.2014 27.05.2015 44 480 24 133,42 542,57

Średnia/m-c: 08.05.2014 27.05.2015 3 707 2 011 542,57

W związku z wysokimi rocznymi kosztami zakupu energii elektrycznej w kwocie ponad 44 tys. [zł. brutto/rok] należy rozważyć modernizację źródeł światła w budynku oraz montaż instalacji fotowoltaicznej.

(4)

Koszty energii elektrycznej

Cena energii elektrycznej w rozbiciu na poszczególne składniki z ostatniej udostępnionej faktury

z m-ca listopada 2015r.

===================================================================

Energia elektryczna:

Energia elektryczna (zakup): 0,2165 [zł.netto/kWh]

Opłata jakościowa (dystrybucja): 0,0115 [zł.netto/kWh]

Opłata zmienna sieciowa (dystrybucja): 0,1536 [zł.netto/kWh]

---

Razem opłaty zmienne: 0,3816 [zł.netto/kWh]

Koszt energii elektrycznej bez opłat stałych: 0,3816 [zł.netto/kWh] czyli 0,4694 [zł. brutto/kWh] – wielkości przyjęte do dalszych obliczeń obniżenia kosztów opłat po zmianie systemu oświetlenia (LED) oraz montażu instalacji fotowoltaicznej.

(5)

4. Oświetlenie LED

Oświetlenie LED jest obecnie najnowocześniejszym i najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem w tej dziedzinie.

Oszczędność w zużyciu energii:

2 krotnie mniejsze od świetlówek tradycyjnych;

2,5 - 4 krotnie mniejsze od lamp sodowych i metalohalogenów;

7-10 krotnie mniejsze od halogenów tradycyjnych;

trwałość źródła światła LED min. 50.000 godzin – 12 lat świecenia po 12 godzin dzienne, daje to nawet kilkukrotną oszczędność na wymianie źródeł światła.

Dostępne obecnie w handlu oprawy LED oraz liniowe źródła światła LED pozwalają na zastosowanie ich w miejscu przewidywanych świetlówek 8W, 18W oraz 36W. Montaż jest prosty do wykonania i sprowadza się do wymiany źródła światła oraz podpięciu przewodów zasilających energii elektrycznej bezpośrednio do źródła światła z pominięciem startera i statecznika, które dla źródeł typu LED nie są potrzebne.

Podstawowym elementem emitującym światło są diody w technologii MCOB.

W odróżnieniu od zwykłej świetlówki liniowej T8, T8 LED MCOB pozwala na znaczną redukcję kosztów, ponieważ świetlówki te generują strumień światła o bardzo dużej mocy, jednocześnie odznaczając się długą żywotnością i małym poborem energii. Dzięki temu koszty eksploatacyjne instalacji oświetleniowych związanych z ciągłą wymianą liniowych źródeł światła będą znacząco ograniczone. Ponadto zainstalowany w T8 LED MCOB wewnętrzny układ elektroniczny pozwala na zasilanie ich bezpośrednio z sieci 230V, co sprawia, że nie wymagają one żadnych dodatkowych układów zasilania i ma to również wpływ na koszty eksploatacji.

Wymiana źródła światła na LED-owe w technologii MCOB ma bezpośredni wpływ na poprawę skuteczności działania oprawy, gdyż nie jest to źródło dookólne, ale kierunkowe, co oznacza, że cały strumień świetlny kierowany jest bezpośrednio na powierzchnię oświetlaną.

Bardzo wysoka skuteczność świetlna – wynosząca nawet do 112 [lm/W] powoduje, że możemy zastąpić tradycyjną świetlówkę liniową T8 bez uszczerbku na jakości oświetlenia.

(6)

Wysoka trwałość T8 LED MCOB wynosząca 40 000 godzin, umożliwia ich stosowanie w oprawach oświetlających budynki użyteczności publicznej, takie jak: urzędy i instytucje, placówki oświatowe, obiekty służby zdrowia, wnętrza handlowe i usługowe, biura, czy magazyny.

Cechy produktów:

zasilanie 220-240V~; trzonek G13 źródło światła: LED MCOB

Dodatkowo, żywotność opraw LED wynosi 30 000 godzin, co daje ponad 14 lat pracy lamp, przy założeniu 8-godzinnego trybu pracy.

Powyższe działanie może przynieść oszczędności energii elektrycznej rzędu – 50%.

Zalecenia:

Proponowane usprawnienie polega na zastąpieniu przewidywanych opraw i źródeł światła technologią LED.

Rozpatruje się wymianę:

wszystkich opraw oświetleniowych na oprawy ze świetlówkami LED wszystkich żarówek zwykłych na żarówki LED

(7)

(8)

5. Istniejące oświetlenie budynku

Tabela. Zestawienie oświetlenia w budynku

Lp. Pomieszczenie Liczba opraw Liczba świetlówek

Moc jednej

świetlówki Moc oświetlenia

[szt] [szt] [W] [W]

Oprawy liniowe [36W]

1 GOOS Dyrektor 3 6 36 216

2 Doradztwo,

ubezpieczenia 1 2 36 72

3 Magazyn 2 2 36 72

4 Magazyn 2 2 36 72

5 Korytarz 9 18 36 648

6 Korytarz 3 3 36 108

7 Piwnica 1 2 36 72

8 Korytarz 10 20 36 720

9 Z-ca Burmistrza 3 6 36 216

10 Ochrona środowiska 4 8 36 288

11 Działalność, projekty 4 8 36 288

Razem: 42 77 x 2 772

Oprawy rastrowe [36W]

1 GOOS Kadry 2 4 36 144

2 GOOS Biura 4 8 36 288

3 GOOS księgowość 4 8 36 288

4 Korytarz 6 12 36 432

5 Skarbnik 2 4 36 144

6 EL 4 8 36 288

7 USC 7 14 36 504

8 RFK-GK 3 6 36 216

9 RFK-Naliczenia 3 6 36 216

10 RFK-Podatek 3 3 36 108

11 Prawnik 2 4 36 144

12 Kadry 4 8 36 288

13 Sekretariat 3 6 36 216

14 Biuro Rady 7 14 36 504

15 Biura referatu 5 10 36 360

Razem: 59 115 x 4 140

Oprawy rastrowe [18W]

1 Melioracja 2 8 18 144

2 RO-K 2 8 18 144

3 RO-Zarządzanie 2 8 18 144

4 RO-Sport i Kultura 3 12 18 216

5 Sala sesyjna 16 64 18 1 152

Razem: 25 100 x 1 800

(9)

Oprawy żarówkowe

1 Toalety 8 8 60 480

2 Łazienka damska 4 4 60 240

3 Łazienka męska 4 4 60 240

4 USC Sala 9 45 60 2 700

5 Toaleta damska 3 3 60 180

6 Toaleta męska 3 3 60 180

7 Piwnica 3 3 60 180

8 Piwnica – archiwum 10 10 60 600

9 Korytarz 1 10 60 600

10 Sekretariat 1 2 60 120

11 Burmistrz 1 9 60 540

12 Sala sesyjna 13 13 60 780

Razem: 60 114 x 6 840

Łącznie: 186 406 x 15 552

Łączna moc istniejącego oświetlenia: 15 552 [W]

Skuteczność świetlna istniejącego oświetlenia

Skuteczność świetlna świetlówek zwykłych np. Philips TL-D Master = 112,0 [lm/W]

Dane na stronie producenta: http://www.ecat.lighting.philips.pl

Skuteczność świetlna żarówek zwykłych o mocy 60 [W] = 11,8 [lm/W]

Dane na stronie: https://pl.wikipedia.org/wiki/Żarówka

Średnioważona skuteczność świetlna istniejącego oświetlenia w budynku:

{8 712 [W] * 112,0 [lm/W] + 6 840 [W] * 11,8 [lm/W]} / 15 552 [W] = 67,9 [lm/W]

(10)

Tabela. Parametry oświetlenia w budynku

Dane budynku Oświetlenie

Pomieszczenie

Pow.

użytkowa [m²]

Natężenie oświetlenia

[lux]*

Średnia skuteczn

ość świetlna [lm/W]**

Moc minimalna oświetlenia

[kW]

***

Czas użytkowania

oświetlenia [h/rok]****

Średnioważony czas oświetlenia

[h/rok]

Pom. biurowe 652,4 500 67,9 4,804 1 800

(652,4 * 1 800 + 296,9 * 1 080 + 628,1 * 540) /

1 577,4 = 1 162,8 [h/rok]

Halle i korytarze 296,9 100 67,9 0,437 1 080

Pozostałe WC, magazyny,

piwnice, poddasze

628,1 200 67,9 1,850 540

Razem 1 577,4 x 67,9 7,091 x

* wg Normy PN-EN 12464-1:2012 Technika świetlna. Oświetlenie miejsc pracy

** wg pkt 5 audytu

*** wg kalkulatora http://www.rapidtables.com/calc/light/lux-to-watt-calculator.htm

**** wg Rozporządzenia [4]

(11)

6. Projektowane oświetlenie budynku

Zaleca się:

1) wymianę istniejących opraw liniowych szt.42 ze zwykłymi świetlówkami szt.77 o mocy po 36 [W] na oprawy rastrowe ze świetlówkami LED MCOB o mocy po 23 [W]

Łączna moc świetlówek LED: 77 [szt.] x 23 [W] = 1 771 [W]

Skuteczność świetlna świetlówka LED MCOB 23 [W] o barwie ciepłej, białej = 95,6 [lm/W]

Skuteczność świetlna świetlówek LED MCOB 23 [W] o barwie neutralnej, białej = 108,7 [lm/W]

Średnia skuteczność świetlna świetlówek LED MCOB 23 [W] = 102,2 [lm/W]

Dane na stronie producenta: http://www.kanlux.pl/pl/18800

2) wymianę istniejących opraw rastrowych szt.59 ze zwykłymi świetlówkami szt.115 o mocy po 36 [W] na oprawy rastrowe ze świetlówkami LED MCOB o mocy po 23 [W]

Średnia skuteczność świetlna świetlówek LED MCOB 23 [W] = 102,2 [lm/W]

Dane na stronie producenta: http://www.kanlux.pl/pl/18800

3) wymianę istniejących opraw rastrowych szt.25 ze zwykłymi świetlówkami szt.100 o mocy po 18 [W] na oprawy rastrowe ze świetlówkami LED MCOB o mocy po 12 [W]

(12)

4) wymianę opraw szt.60 i żarówek zwykłych z gwintem E27 szt.114 o mocy po 60 [W] na oprawy z żarówkami LED o mocy po 10 [W] wykonane w technologii SMD z gwintem E27 o wysokiej skuteczności świetlnej 100 [lm/W] i dużym kącie świecenia 180^o (*) Łączna moc żarówek LED: 114 [szt.] * 10 [W/szt] = 1 140 [W]

*Dane żarówek LED na stronie internetowej:

https://www.neoled.com.pl/gevo_max_10_5W_kanlux_4000K.html

Łączna moc projektowanego oświetlenia:

1 771 [W] + 2 645 [W] + 1 200 [W] + 1 140 [W] = 6 756 [W]

Skuteczność świetlna projektowanego oświetlenia

Średnioważona skuteczność świetlna projektowanego oświetlenia:

{1 771 [W] * 102,2 [lm/W] + 2 645 [W] * 102,2 [lm/W] + 1 200 [W] * 106,2 [lm/W] + 1 140 [W] * 100 [lm/W]} / 6 756 [W] = 102,5 [lm]

Średnioważona skuteczność świetlna projektowanego oświetlenia = 102,5 [lm/W] jest znacznie wyższa od skuteczności świetlnej istniejącego oświetlenia = 67,9 [lm/W].

W związku z powyższym nie powinno być potrzeby doświetlania pomieszczeń dodatkowymi punktami świetlnymi.

(13)

Przykładowa żarówka LED SMD z gwintem E27

(14)

Przykłądowe oprawy liniowe i rastrowe LED

Źródło: www.oswietlenie-led.biz/pl/c/OPRAWY-RASTROWE/99

(15)

Przykładowa świetlówka LED

Źródło: http://www.kanlux.pl/pl/18800

(16)

7. Roczna oszczędność energii finalnej Ilość zaoszczędzonej energii finalnej

Tu – czas użytkowania źródła ś wyrażony w [h/rok]

Mo – moc znamionowa istniej w [W]

M₁ – moc znamionowa nowego

∆Q0 = 1 162,8 [h/rok] * (15 552

∆Q0 = 10 228,0 [kWh/rok]

Roczna oszczędność energii finalnej:

8. Roczna oszczędność kosztów energii finalnej

Cena zakupu energii elektrycznej (zakup i dystrybu 0,4694 [zł.brutto/kWh] [wg pkt 3]

Roczna oszczędność kosztów energii:

10 228,0 [kWh/rok] * 0,4694 [zł.brutto/rok] = 4 Roczna oszczędność kosztów energii: 4

ść energii finalnej

dzonej energii finalnej ∆Qo [kWh/rok] wg wzoru w Rozporządzeniu [4]

źródła światła określony na podstawie danych w tabeli nr 6

moc znamionowa istniejącego (dotychczasowego) źródła ś

moc znamionowa nowego źródła światła, wyrażona w [W]

15 552 – 6 756) [W] / 1000

ść energii finalnej: ∆Q_o = 10 228,0 [kWh/rok] => 36,82

Roczna oszczędność kosztów energii finalnej

Cena zakupu energii elektrycznej (zakup i dystrybucja bez opłat stałych) = Wh] [wg pkt 3]

kosztów energii:

228,0 [kWh/rok] * 0,4694 [zł.brutto/rok] = 4 801,02 [zł. brutto/rok]

ść kosztów energii: 4 801,02 [zł.brutto/rok]

ądzeniu [4]

danych w tabeli nr 6 [4],

źródła światła, wyrażona

228,0 [kWh/rok] => 36,82 [GJ/rok]

cja bez opłat stałych) =

(17)

9. Szacunkowy koszt przedsię

Lp. Rodzaj oprawy

[zł.brutto/szt.]

1

Oprawy zwykłe z żarówkami

LED E27 2

Oprawy rastrowe ze świetlówkami

LED

Źródło: www.oswietlenie-led.biz/pl/c/OPRAWY

Szacunkowy koszt przedsięwzi

10. Czas zwrotu przedsięwzię

Prosty czas zwrotu przedsięwzię

SPBT (bez dotacji) = 62 490,00 [zł.brutto] / 4

Powyższy zwrot z inwestycji wynosz Inwestora 100% nakładów.

W przypadku dotacji na poziomie 85 będzie proporcjonalnie niższy i wyniesie:

SPBT (dotacja 85%) = 13,0 *(100

Uwaga:

Wymiana oświetlenia powinna by poszczególnych pomieszczeń oszacowanie kosztów inwestycji.

oszt przedsięwzięcia

Cena Koszt wymiany

oprawy Liczba opraw [zł.brutto/szt.] [zł.brutto/szt.] [szt.]

135 35 60

380 35 126

Razem: 186

led.biz/pl/c/OPRAWY-RASTROWE/99

wy koszt przedsięwzięcia: 62 490,00 [zł.brutto]

ęwzięcia

ęwzięcia SPBT =

62 490,00 [zł.brutto] / 4 801,02 [zł.brutto/rok] = 13,0

z inwestycji wynoszący 13 lat został wyliczony przy założeniu pokrycia przez

poziomie 85%, czyli pokrycia przez Inwestora jedynie 15 ższy i wyniesie:

*(100 – 85)% = 2,0 [lat]

wietlenia powinna być poprzedzona wykonaniem projektu o poszczególnych pomieszczeń na podstawie którego możliwe bę oszacowanie kosztów inwestycji.

Liczba opraw Koszt wymiany [zł.brutto]

10 200

52 290

62 490

= 13,0 [lat]

żeniu pokrycia przez

rycia przez Inwestora jedynie 15% kosztów,

poprzedzona wykonaniem projektu oświetlenia liwe będzie dokładne

(18)

Tabela. Zestawienie efektów modernizacji opraw oświetleniowych

Lp. Rodzaj danych Jednostka Wartość

1

Oszczędność energii finalnej

[kWh/rok] 10 228,0

2 [GJ/rok] 36,82

3 [toe/rok]* 0,88

4

Współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej (zasilanie z sieci elektroenergetycznej systemowej)

w_el 3,0

5

Oszczędność zużycia energii pierwotnej

[kWh/rok] 30 684,0

6 [GJ/rok] 110,46

7 [toe/rok] 2,64

8 Wskaźnik emisji CO₂** [kg/MWh] 812

9 Szacowana wielkość redukcji emisji CO₂^*** [kg/rok] 24 915,4 10 Roczna oszczędność kosztów energii [zł.brutto/rok] 4 801,02

11 Koszt przedsięwzięcia [zł.brutto] 10 080,00

12 Czas zwrotu SPBT (bez dotacji) [lata] 13,0

13 Czas zwrotu SPBt (dotacja 85%) [lata] 2,0

*1 toe = 41,868 [GJ] = 11,63 [MWh]

**Wskaźnik emisji WE CO₂ = 812 [kg/MWh] wg „Metodyki ewidencjonowania głównych efektów ekologicznych” wyd. NFOŚiGW W-wa ‘2013 oraz publikacji „Referencyjny wskaźnik jednostkowej emisyjności dwutlenku węgla przy produkcji energii elektrycznej do wyznaczania poziomu bazowego dla projektów JI realizowanych w Polsce” wyd. KOBIZE

‘2011

***Zgodnie z rozporządzeniem [4] jako efekt ekologiczny określa się obniżenie emisji CO2, a obliczenie tego efektu wykonuje się w oparciu o wyliczoną oszczędność energii pierwotnej, przez pomnożenie tej wartości przez odpowiednie współczynniki zależne od rodzaju zaoszczędzonej energii.