Keep our world GREEN ENERGIAKULUTUKSEN SÄÄSTÖSUUNNITELMA VALAISTUKSELLE

Transkriptio

1 ENERGIAKULUTUKSEN SÄÄSTÖSUUNNITELMA VALAISTUKSELLE Suomalainen toimija energiatehokkaissa ja ympäristöystävällisissä valaistusratkaisuissa.

2 LED suurimmat esteet - Uusi teknologia ja suuret alkuinvestoinnit. Miten voi luottaa, että se toimii ja mistä tietää, että valitsee oikean? LED- valot ovat jo taloudellisesti houkuttelevia moniin kohteisiin, kuten parkkihalleihin, teollisuustilat, päivittäistavarakaupat ja ulkotilat, joissa energia- ja ylläpitokustannukset ovat korkeat. TMA keskimäärin 2-5 vuotta. - Tiedon puute. Mitkä ovat tärkeimmät kriteerit, led-valaistuksen elinkaaren ja valotehokkuuden suhteen. Tärkeää olisi, että julkinen sektori ja yritysmaailma jakaisivat kokemuksiaan onnistuneista led-projekteista. Markkinoilla on vielä paljon suuria lupauksia led-valonlähteistä ja vertailu on erittäin haastavaa. -Miten olisi järkevää edetä led-ratkaisujen suhteen. Uuteen teknologiaan on yleensä järkevää siirtyä vaiheittain. Silloin riski on minimaalinen ja tällöin ei synny yhdelle kerralle liian suurta kertainvestointia. Yhtenä asiana pidetään päätöksen siirtämistä, mutta se ei myöskään vie kehitystä eteenpäin, jos kaikki päättävät samalla tavalla.

3 Lainaus/tiivistelmä: Nykyisen ledin kehittäjä Shuji Nakamura, 2006 Millennium-voittajan pitämästä luentotilaisuudesta Helsingissä 9/2012 Led nykytilanne: Ledit, kuten muutkin puolijohteet, kasvatetaan ohuina kerroksina kiteisestä materiaalista valmistetulle kiekolle, substraatille. Ihanteellinen substraattimateriaali sinisten ja vihreiden ledien valmistukseen olisi sama galliumnitridi, jota sen pinnalle kasvatetaan. Kiteisessä muodossa sitä vain on kallis ja vaikea valmistaa. Niinpä ledivalmistajat käyttävät substraattina jalokivenäkin tunnettua safiirikiekkoa. Safiirin ja Galliumnitridin hilarakenne eroaa toisistaan. Se aiheuttaa galliumnitridiin rakennevirheitä, Nakamura kertoo. Juuri hilarakenteen virheet rajoittavat GaN-ledien valotehoa ja käyttöikää. Kun ledien virtaa kasvatetaan, entistä pienempi osa sähköstä muuttuu valoksi, entistä suurempi osa taas haitalliseksi lämpöenergiaksi. Nykyisten led-sukupolvien suurin ongelma: ne toimivat parhaiten pienillä sähkövirroilla. Tehokas yleisvalaistus vaatii kuitenkin paljon sähköä. Kun ledeille syötettävää sähkövirtaa kasvatetaan taskulamppuluokasta kattovalaistuksen tarpeisiin, niiden valotehokkuus wattia kohden alenee. Vaikka parhaiden ledien valotehokkuus, yli 200 lumenia/watti, on omaa luokkaansa loisteputkeen (noin 100 lumenia/watti) ja varsinkin hehkulamppuun (15 lm/watti) verrattuna, huippuarvoihin päästään vain alhaisilla virrantiheyksillä. TIIVISTETTYNÄ: MITÄ PIENEMPI VIRTA JA MITÄ PIENEMPI LEDIN LÄMPÖTILA (Tj/Tsp), NIIN SITÄ PIDEMPI ELINKAARI. Ledin seuraavat kehitysaskelet: Nakamuran tutkijoiden viimeisin saavutus, sinistä valoa säteilevä led-siru, on kooltaan vain 0,1 mm 2,. Viisi tällaista mikroskooppisen pientä sirua vastaa valoteholtaan 60 watin hehkulamppua. Tutkijoiden valmistamien led-sirujen paras piirre on, että kun niihin syötettävä sähkövirta kymmenkertaistetaan, niiden hyötysuhde putoaa vain hieman. Jos nyky ledeille tehdään samoin, niiden valoteho wattia kohden putoaa romahdusmaisesti, samoin käyttöikä. Uusi valmistusmateriaali ratkaisun avain Nakamura ja UCSB:n yliopiston tutkijat ovat jo kymmenen vuoden ajan kehittäneet menetelmää hyvälaatuisen GaN-substraatti materiaalin valmistamiseksi. Tutkijat ovat oppineet myös säätelemään galliumnitridikiekkojen kiderakenteen suuntaa. Näin on päästy eroon safiirikiekoille kasvatettuja ledejä häiritsevistä sähkökentistä, jotka heikentävät niiden hyötysuhdetta suurilla virroilla. Galliumnitridialustan käyttö valkoisten ledien valmistuksessa houkuttaa monia, mutta materiaalin jalostaminen valmistusprosessissa tarvittaviksi riittävän suuriksi kiekoiksi on vaikeaa. Kahden tuuman paksuisella kiekolla vain on hintaa urheiluauton verran. Asiakkaita ovat kalliiden sinisten laserdiodien valmistajat. TIIVISTETTYNÄ: GaN to GaN mahdollistaa paremmin esim. pienten 12V halogeenivalojen ja kohdevalojen korvaamisen.

4 Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen.

5 Yleistietoa ledeistä. Mistä tietää paljonko valoa syntyy: Virranmäärällä ja lämmönhallinnalla on suurin vaikutus valotehokkuuteen. Led-hintojen alentuessa pääsääntöisesti ledien määrää valaisimissa lisätään ja virran määrää pienennetään. Led Kelvin Led type ma V W Flux lm/led lm/w Led Driver Optiikka Lämpö lm/w valaisin Rth ( C/W) Tsp C Tj C Osram Golden DRAGON LUW W5SM 6500 High power , % 95 % 96 % 119 6, Osram Golden DRAGON LUW W5SM 6500 High power , % 95 % 93 % 84 6, Osram Golden DRAGON LUW W5SM 6500 High power % 95 % 85 % 54 6,

6 Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen. Standardi IES LM-80 led valonlähteen elinkaaren mittaus. Standardi kuvaa Tj liitoksen lämpötilan elinkaareen vaikuttavia tekijöitä. Testauksen tärkein osa on Tj lämpötilan testaus 55C, 85C ja 3. Valmistajan valitsema lämpötila. Mittausjakso on 6000h (10 000h) Standardi IES TM-21 Kuvastaa kokonaiselinkaarta, joka on yksinkertaisesti selitettynä 6 X LM-80 testijakso keskiarvoltaan ja ilmoitetaan L90, L70 ja L50?? TÄRKEÄ HUOM. JOKAISELLA VALAISIMELLA ON OMA Tj LÄMPÖTILA JA SE TÄYSIN RIIPPUU JÄÄHDYTYSRAKENTEESTA

7 IES Standardi LM-80 /TM-21. LM- 80 standardin laskukaavan mukaisesti Greenled Eco 50W valaisimessa. TJ= TSP (41,8 C) + RTH 90W/ C * IF 30mA* VF 3,32V. TJ = 51 C) Calculated L70. TM h TM h TM h HUOM. Kaikilla valmistajilla perustuu laskelmat TM-21 mukaiseen IES standardiin ja Tj55/Ta + 25 C ympäristön lämpötilaan. Yleisesti voidaan kuitenkin järkevästi luvata h elinkaari. Greenled Eco 50W Mittaus: Fluke 8000 pistettä.

8 Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen. IES Standardi TM-21. (Pohjautuu LM-80 raporttiin. LM-80 for domestic indoor application at 91.8%25th and domestic outdoor and commercial usage at 94.1%35th)

9 Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen. IES Standardi TM-21. (Pohjautuu LM-80 raporttiin. LM-80 for domestic indoor application at 91.8%25th and domestic outdoor and commercial usage at 94.1%35th)

10 Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen. TJ lämpötila ja virranmäärä. Näillä tekijöillä on suurin vaikutus led-elinkaareen

11 Selviytymis % Keep our world GREEN Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen. Liitäntälaite: Yleisesti +25 C TC 70 C(korkein suositeltava) 10 C alempi toimintalämpötila puolittaa ECG:n vikatiheysasteen 90 C 70 C 60 C 50 C Keskimäärin 10 % vikatiheys h Tuhatta tuntia. Hyvän elektronisen liitäntälaitteen ominaisuudet. Tyypillistä alkuun on vikatiheys 0,02-0,05 % (varhaiskuolleisuus), jota seuraa pitkä ajanjakso, jossa alhainen vikatiheys. Hyvän elektronisen liitäntälaitteen elinkaareen ylivoimaisesti eniten vaikuttaa ympäristön lämpötila(normaali puolijohdeteknologian kaava) Greenled testi 5000 kpl Eco valaisimen liitäntälaitteita, jotka ovat olleet 4000 tuntia erityyppisissä toimintaympäristöissä, niin vikatiheys ns. varhaiskuolleisuus on 0,04%

12 Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen. Hyvä h Ok h Huono h Led valaisimelle suunniteltu johtumisrakenne Max. 38,9 astetta, joka on ulkoreunalla. Erillinen liitäntälaite (Ta 21,9 C) Led valoputkessa. D tyhjiörakenne. Lämpötila Max. 52 C. Huom. Elektroninen liitäntälaite putken sisällä(ta 52 C). Led valaisin. D rakenne. Lämpötila Max. 70,6 C. Huom. Elektroninen liitäntälaite valaisimen sisällä(ta 63,7 C!!!!). Hyötysuhde/lämpö 96,8% Hyötysuhde/lämpö 91,8% Hyötysuhde/lämpö 85,8 %

13 Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen. Standardi IES LM-79 = Teho- ja valotekniset mittaukset led-valonlähteelle. Mitattavat tekijät: Kokonaisvalovirta, Teho VA (pätö-ja loisteho), Hyötysuhde (lm/w) ja Chromaticity= kromaattisuus: Esim. Greenled Eco 50W/ 4100K Luminous efficacy The luminous flux being 4536 lm, and the consumed power of the lamp being 49.9 Watt, results in a luminous efficacy of 91 lm/watt.

14 Mitkä ovat led-valaisimen kannalta tärkeitä asioita elinkaaren suhteen. Elinkaariajattelu/Hiilijalanjälki: Tuotesuunnittelussa tulisi huomioida, alumiinirungon kierrätys. Asiakkaalle tulisi edullisemmat kustannukset toiselle ja kolmannelle kierrokselle, jos valaisinrunko pystytään uusiokäyttämään. Asiakas saa kuitenkin aina päivityksessä valaisimelle uusimman ledtekniikan ja liitäntälaitteelle uusimman ohjaustekniikan. Hyvä tavoite on samanikäiset. Led valaisin elinkaariajattelu Tuotteessa helposti irrotettava Päätykappale. Alumiinirungossa urat piirikortin vaihtoa varten Alumiinipiirikortti Fotonit 15-30% /lämpö 70-85% Piitahna lämmönjohtumiseen. Uusi Led-piirikortti Fotonit 30-60% /lämpö 40-70% pii tahna? Pikaliittimet led-kortissa. Suojakupu 2012 PC polykarponat Hyötysuhde %/ taitto x 1,54 Suojakupu =optiikka? Hyötysuhde % Led liitäntälaite elinkaariajattelu Liitäntälaite on led-valaisimen heikoin lenkki ja tulee olla vaihdettavissa yhtä helposti, kuin loisteputki. PIKALIITTIMET. Elinkaari TC C= h/ h vikatiheys n.10 %. OIKEA IKÄ? Ohjaustekniikka kehittyy ja seuraavassa led-kortissa pienempi virran tarve. Paremmalla ohjaustekniikalla suuremmat energiansäästöt.?!

15 Luottamus: Led luotettavuus LEDit ovat puolijohteita, jotka sattuvat emitoimaan valoa Useimmat LED valmistajat suorittavat standardisoidut puolijohdekomponenttien luotettavuustestaukset, jotka on samat testit millä esim. Intel testaa omat mikroprosessorinsa Ei liian suurta numeroa. If you ve ever flown in an airplane, driven in a car, or talked on a cell phone, you ve depended on this body of scientific work and testing Hyvin suunniteltu systeemi, hyvillä ledeillä, jotka ovat matalassa ympäristönlämpötilassa(ta) ja joissa on pieni ledin rajapintaliitoslämpötila(tj), niin kestävät hyvin, hyvin, hyvin pitkän ajan..

16 Mistä säästö syntyy Elinkaarilaskelma eri valaisintyypeille. Tekniset tiedot: Eco Led-valaisin 30mA mid power 0,1W Led-valaisin 350mA Power led 1W led Led-valoputki 24W Retrofit Suurpaine 150W T5 2x49W 98W sis.el Induktio lamppu 80W T8 2x 58W 116W Monimetalli 250W Elohopea 400W Valolähde lm/w +25/ Valonlähde lm/w +25. sis. Liitäntälaite Valaisin LOR (lämpö/optiikka) 0,94 0,92 0,89 0,7 0,85 0,7 0,83 0,7 0,7 Valaisin lm/w Valonalenema h 0,97 0,97 0,95 0,93 0,95 0,90 0,9 0,60 0,60 ß= Alenemakerroin lika (keskimääräinen). 0,95 0,95 0,95 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 0,80 Huoltoväli 5 vuotta valaisin lm/w Prosentuaalinen vertailu 100 % 89 % 93 % 61 % 61 % 47 % 38 % 32 % 15 % Valaisimen teho sis. Liitäntälaite Valaisimen kokonais lm Valaisimen optiikka /parempi suunnittelu 120 % 120 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % 100 % Valaisimen Kandelat valonjaossa/ Kandelat lattiassa Ohjattavissa läsnäolotunnistimila kyllä kyllä Ei Ei kyllä Ei Ehkä Ei Ei Ohjattavissa liiketunnistimilla kyllä kyllä kyllä Ei Ehkä Kyllä Ehkä Ei Ei Ohjattavissa 1-10V Kyllä Kyllä Ei Ei Kyllä?????? Kyllä Ehkä Ei Ohjattavissa Dali Kyllä Kyllä Ei Ei Kyllä??? Ei Kyllä Ei Ei Lisähyödyt tunnistimilla % 20-40% 10-20% 0 % 15-25% 10 % % 0 %? 0 % Elinikä Ta +25 L Sähkötekniset arvot COS 0,97 0,97 0,12 0,5-0,9 0,97 0,99 0,5-0,9 0,5-0,9 0,5 EM= Mekaaninen liitäntälaite (Hyötysuhde %) EL= Elektroninen liitäntälaite ( hyötysuhde 85-93%) LOR= LM= Valonlähteen Valaisimen hyötysuhde. valovirta(lumen). ß= alenemakerroin lian vaikutuksesta, kun tila keskimääräinen ja huoltoväli on 5 vuotta. Kandela= Kuvaa valonlähteestä Tunnistimet= Led-tekniikkaan ei vaikuta sytytyskerrat. Vastaavasti loisteputkitekniikassa sytytyskerrat lyhentävät elinkaarta ja lamppu ei syty täyteen tehoon heti.

17 Mistä säästö syntyy säädettävyys Esimerkki Led-panelin 600x600mm ja T5-loistevalaisimen valontuotosta 1-10V ja dalisäädinkäytössä 100-, 50- ja 25 % kuvastavat valaisimen käyttöä max.- ja osateholla. Led 50 % Led 100 % Led- Panel hyötysuhde: Valoteho 100 % = 91lm/W Valoteho 50 % = 88lm/W Häviö 3 % Valoteho 25 % = 76lm/W Häviö 16 % Led 25% T5 100 % T5-loistevalaisin (kasettiritilävalaisin 2 x 28W)) hyötysuhde: Valoteho 100 % = 62lm/W Valoteho 50 % = 52lm/W Häviö 16 % Valoteho 25 % = 25lm/W. Häviö 60 % T5 50 % T5 himmennettynä 25 %:n on heikompi teholtaan, kuin elohopealamppu. Valon heikkeneminen aiheutuu katodin ja elektrodin jäähtymisestä tehon alentuessa. T5 25 %

18 Luottamus: Valonmäärä Miten asiakas pystyy varmistumaan, että ratkaisu vastaa tarpeita. Paras ratkaisu tähän on: valmiiksi suunniteltu on puoliksi tehty Valaistuksen tulee täyttää voimassa olevat valaistusstandardit ja parhaaseen lopputulokseen päästään sillä, että kohde suunnitellaan etukäteen valaistussuunnitteluohjelmalla. DIALUX

19 Luottamus: Tarkka kannattavuusselvitys, josta selviää ratkaisun TMA ja laskentatiedot

20 Luottamus: Tarkka kannattavuusselvitys, josta selviää ratkaisun TMA ja laskentatiedot

21 Mihin ledit soveltuu Esim. Arkkitehtoninen valaistus. Linssi optiikka 15,30,45 ja 60 Multi-touch, Kosketusohjaus WiFi ohjain mahdollistaa täysin uudenlaisen ohjausmahdollisuuden RGB LED- valaisimille esim. himmennys, arkkitehtoninenvalaistus, studiovalaistus, liikkuvat valot, mediapalvelimet ja muiden DMX yhteensopivien laitteiden ohjaus. Mahdollisuudet ovat rajattomat. Käyttöliittymä 100 % tarkkojen RGB ja CMYK värien poimintaan. Seinä 10m korkea ja 550m pitkä. Pohjoismaiden suurin!

22 Mihin ledit soveltuu Esim. led- ulkovalot 30W,60W,80W Ulkovalot ovat otollinen paikka ledeille, mutta Suomen olosuhteissa on äärimmäisen tärkeää, että on laadukas ledi ja liitäntälaite. Lämpötilamuutokset aiheuttavat kondensoitumista ja tämä vaatii ulkovaloilta paljon. Kuva Kelvin Led type ma V W Flux lm/led lm/w Led Driver Optiikka Lämpö lm/w valaisin RTH ( C/W) 5000 High power % 95 % 90 % 86 2, Tsp C Tj C HUOM. Cop ledien virtamäärät. Jotkut led-valaisimet on toteutettu edullisesti COP ledeillä, joita ajetaan liian suurilla virroilla. Aiheuttaa ledin ja fosforisilikonin palamisen. HIGH POWER LED VS MULTI LED. SUURIN ERO ON LÄMMÖNHALLINNASSA, HIGH POWERIN EDUKSI(LEDIEN SIJOITTELU) Multi/ COP led ,1 84, % 95 % 85 % 66 0,

23 Mihin ledit soveltuu Esim. Parkkihallit ja varastot 2,5-4m. Optiikka vapaa 120 2x36W(42-44W) Korvataan 30W kirkas-tai opaali led-valaisin 2x 58W(68-74W) Korvataan 50W Kirkas-tai opaali led-valaisin. Edut led: Yleensä viileätila ja Led-valaisimella parempi valaisin hyötysuhde kuin perinteisellä loisteputki umpirungolla. Ennen 2x58W (140W) T8 loisteputket 52 lx keskeltä käytävää mitattuna ( likaiset ja vanhat rungot). Kauppakeskus myyrmannin parkkihalli. Ennen T8 2x36W yht. 88W lux 124lx Nyt G-lite 30W lux 209 Jälkeen G-Lite Eco 30W 145 lx keskeltä käytävää mitattuna. Säästö Led 50 % + optiikka 27 % = 77 %

24 Mihin ledit soveltuu Esim. Päivittäistavara kaupat 2,5-4m. Optiikka vapaa 120/100 2x58W(68-74W) Korvataan 50W led-valaisimella.(yli 90lm/W valaisin) Pienissä kaupoissa on yleensä kylälaitteiden kompressorit samassa tilassa ja Kokonaissäästö on jopa 70 %. Kauppa Alepa Herttoniemi Ennen T8 148W hyllyt lux n.7-900lx Nyt G-lite 50W hyllyt lux n lx. Lisäksi tilavalo tehty paremmin. Energiansäästö Led 50 %+ Optiikka 26,7%=66,7%.

25 Mihin ledit soveltuu Esim. Päivittäistavarakaupat ja teollisuutilat 2,5-5m. Optiikka 120/100/90/80 2x58W(68-74W) Korvataan 50W led-valaisimella, tai 2 x32w 64W Led-valaisimella (2 x 49W 106W T5) Yli 4 metriä olevissa tiloissa led-valaisimeen lisätään optiikka. Optiikoiden käyttö asiakkaiden konseptien mukaisesti. Hylly valaistus, ristikkovalaistus tai tavoite lux lattiassa. Reuna- alueet on järkevää toteuttaa vapaalla optiikalle

26 Peilioptiikan edut led-valaistuksessa Peili optiikka on kehitetty Suomessa led-valaisimelle. Kehitystyössä on huomioitu asiakkaiden tarpeet, niin korkeisiin tiloihin kun esim. kauppojen hylly- ja ristikkovalaistukseen. Suunnittelun lähtökohtana on ollut pistekirkkauden poistaminen peilioptiikalla, joka on linssioptiikalle haaste. Peileillä ja kuperalla kuvulla saadaan valo jaettua suuremmalle pinta-alalle ja näin saadaan jaettua/poistettua ledille ominainen pistekirkkaus. Lähtökohtana pistekirkkaudelle on lisäksi se, että valoa syntyy 450kpl pienteho 30mA ledistä, joka jo itsessään jakaa pistekirkkauden. Optiikka on mallinnettu ja testattu Aaltoyliopistossa ja optiikka valmistetaan Suomessa. Yleisimmät optiikat: 100 astetta kauppojen hyllyvalaisin 3-5m. 90 astetta kauppojen yleisvalaistus 4-6m. 80 astetta kauppojen- ja hallien yleisvalaistus. 5-10m 70 astetta hallit- ja logistiikkakeskukset 8-10m 60 astetta korkeat teollisuustilat 10-16m HUOM. Parhaaseen ja energiatehokkaimpaan lopputulokseen useimmissa kohteissa päästään sillä, että keskialueilla käytetään tiukinta mahdollista optiikkaa ja reuna-alueilla valoisuuden tunne luodaan vapaalla optiikalla. Ainut led-valaisin ratkaisu, joka soveltuu esim. Varastossa trukkityöskentelyyn.

27 Mihin ledit soveltuu Esim. Päivittäistavarakaupat ja teollisuutilat 2,5-5m. Optiikka 120/100/90/80 2x58W(68-74W) Korvataan 50W led-valaisimella, tai 2 x32w 64W Led-valaisimella (2 x 49W 106W T5) Yli 4 metriä olevissa tiloissa led-valaisimeen lisätään optiikka. Optiikoiden käyttö asiakkaiden konseptien mukaisesti. Hylly valaistus, ristikkovalaistus tai tavoite lux lattiassa. Reuna- alueet on järkevää toteuttaa vapaalla optiikalle

28 Mihin ledit soveltuu Esim. Teollisuus- ja varastotilat lämmin ja kylmä 4-6m. Optiikka 80 2x58W(68-74W) Korvataan 50W led-valaisimella, tai 1x 58W korvataan 32W. Optiikan käytössä varastoissa tulee huomioida valaisimien tiheys. Peilioptiikkalla valo saadaan sinne missä sitä tarvitaan. Lisäetu tässä n % Kylmissä varastoissa loisteputkessa 5 C asteessa valotehoa jäljellä 20 % led 100 % Pilgington lasivarasto5,5m Ennen muutosta 2x 58W T8 136lx Korvattu 1x 50W/80 Greenled Lattia 134lx. Tikkurilan maalitehdas, 7,5m Ennen muutosta 58W T8 Lattia 230lx ja hyllyt 260Lx Muutoksen jälkeen G-Lite Eco/80 Lattia 223lx ja hyllyt 290lx (2m)

29 Mihin ledit soveltuu Esim. Hallit- ja logistiikkatilat 6-14m. Optiikka 70/60 Led W + optiikka Suurpainenatrium 400W ( W) Korvattu 100W, 150W ja 200W. UUSI TAPA TEOLLISUUSVALAISTUKSEEN: Valaisinteline 50W led-modulille, johon pikaliittimillä voi lisätä ja poistaa valaisimia asiakkaiden tarpeiden mukaisesti. Valoa tehdään sinne missä sitä milloinkin tarvitaan. Lisäksi peilioptiikka kolonkertaistaa valon lähtöpinta-alan ja ei synny häikäisyä. Greenled Eco 150W.Lux ennen 550x ja Lux jälkeen led 429lx. Säästö led 30% +optiikka 36 % =66 %. Standardi 300lx.cHPS huono luminanse vs Led valkoinen valo= hyvä luminance. Lux ennen 226lx ja Lux jälkeen led 246Lx Säästö led 30%+ optiikka 49 % =79 %

30 Mihin ledit soveltuu Esim. Urheilu-, jääkiekko- ja tennishallit valonjako epäsymmetrinen 60/100 tai tuplarunko 2x50W tai 2x32W(parempi hajavalo) Jälkeen Eco 100W modul. Säästö: Harjoittelu valaistus 300lx = led 50 % optiikka 32 %. Pelivalaistus lx= Led 30 % + optiikka 32 %= 62 % VANHA VALAISTUS 2 x 58W T8 umpirunko. 3kpl korvattiin 2kpl led-valaisin Ennen Monimetalli 400W (440W) Mitattu lux lx UUSI LED-VALAISTUS 50W Eco Epäsymmetrinen valonjako. Säästö Led 50 % + Optiikka 27 % = 79 %

31 Mihin ledit soveltuu Esim. Paneelivalaisimet 300x300 ja 600x600 Rappukäytävät, käytävät, toimistot. Himmennettävissä Dali tai 1-10V: Toimistoissa nykyään työntekijä saa itse säätää halutun tehon. Keskimääräisesti 300lx on ollut päätetyöskentelyssä sopiva teho. Häikäisy pystytään välttämään prisma/opaalikupu yhdistelmällä. Ilmarinen/Helsingin tilakeskus Ennen 2 x 18W pistokanta. pätöteho 40W HKI tilakeskus ennen HKI tilakeskus jälkeen Himmennys 1-10V 30 % Himmennys 1-10V 100 %

32 Mihin ledit soveltuu Esim. led- plafond 18W korvaa vanhan 2x18W pistokannan. 24W korvaa uuden 2 x 18W pistokannan. 30W led- plafond, niin pystytään vähentämään valaisinpisteitä. Kiinteistöjen rappukäytävät ja WC:t Greenled suosittelee käytettäväksi erillisiä liiketunnistimia valaisimien kanssa. Tunnistusalue saadaan säädettyä paremmin. Led- plafond valaisimessa on hyvä huomioida, että runko tulee olla lämmönjohtavaa alumiinia.

33 Mihin ledit soveltuu Esim. Insaver Opaalikuvulla tai kirkkaalla kuvulla Opaalikuvullisella pystytään saamaan suurempi hajonta valonjakoon ja vastaavasti Kirkaskupuisessa on kapeampi keila ja häikäisy poistuu kokonaan. Hotellit, auditorit ja muut yleiset tilat Himmennettävissä Dali tai 1-10V: Ennen muutosta 150W halogeenivalaisimet, mitattu 519 lx. Kohde kuvattu ennen remonttia. Muutoksen jälkeen G-lite LED 15W, mitattu 699 lx. Kohteessa tehty laajamittainen remontti. Kuvat jälkeen.

34 Mihin ledit soveltuu Esim. OEM Konseptivalaisin Led- spot 35/45W

35 SFS-EN standardi Yhteiseurooppalaiset valaistussuositukset EN Työturvallisuuslain (738/2002) mukaan työpaikalla tulee olla työn edellyttämä ja työntekijöiden edellytysten mukainen sopiva ja riittävän tehokas valaistus. Erityyppisten työtehtävien edellyttämät valaistusvaatimukset on koottu yhteiseurooppalaiseen Standardiin EN Lighting of indoor Work Places. Koska valaistuksen riittävyyteen liittyvät vaatimukset on kirjattu lakiin, on standardi EN käytännössä velvoittava.

36 Led-valaisin Greenled vs Led-?????? Välkkyminen Kyseessä ei ole ledin ongelma, vaan heikkolaatuisen ja kokemattoman valmistajan valmistaman liitäntälaitteen aiheuttama ongelma.

37 Valon biologiset vaikutukset ihmisiin DIN V : ). Ihmisillä on herkkiä soluja joihin vaikuttaa tietty osa valon spektristä ja tämä vaikuttaa myös vuorokausirytmiin (sirkadiaaninen sykli), jossa hormonien kaltaisilla melatoniineillä on tärkeä rooli. Melatoniini elimistössä luontaisesti esiintyvä "pimeähormoni". Ihmisen elimistössä sitä erittyy pääasiassa aivojen ympäröimästä käpyrauhasesta. Melatoniinin eritys lisääntyy pian pimeyden tulon jälkeen, on huipussaan kello välillä aamulla ja vähenee yön loppupuolella. Melatoniinia erittyy vähemmän, jos ihmisellä on stressiä tai hän käyttää bentsodiatsepiinien kaltaisesti vaikuttavia lääkkeitä tai beetasalpaajia tai alkoholiá. Melatoniini muistuttaa kemialliselta rakenteeltaan serotoniinia ja serotoniini toimiikin melatoniinin esiasteena. Suun kautta nautittu melatoniini ei vaikuta elimistön serotoniinipitoisuuksiin. Melatoniinin vaikutukset Ihmisellä on melatoniinireseptoreita aivojen lisäksi mm. silmänpohjassa. Melatoniinin oletetaan osallistuvan uni-valverytmin säätelyyn. Melatoniinilla on lisäksi unettava vaikutus Valon spektrin avulla voidaan laskea biologisen rytmin vaikutus. (vornorm DIN V : ) Biologiset tekijät. Vornorm tutkimuksessa selitetään biologisia tekijöitä, jotka voidaan laskea valon spektristä. (1) melatoniinin vaimentuminen yöllä, (2) muuttamalla sirkadiaanisen vaiheen, (3) muuttamalla sirkadiaanisen amplitudi, (4) käynnistettävät valo (aktivoiminen awakeness). Biologisen vaikutuksen tekijä: Tämä tekijä on voimassa ihmisille 25-vuotiaina. Korjauskerroin ikään Iän myötä biologinen tehokerroin on korjattava. Kaksi vaikuttavaa tekijää: kbiol trans () = ikä riippuvainen korjauskerroin sumentumiseen silmän mediassa kpupil () = ikä riippuvainen korjauskerroin pupillin laskusta Kbiol trans (A) riippuu iästä sekä aallonpituudesta λ.yhtälö löytyy vornorm. Se osoittaa l askun arvon lähinnä lyhyen valon aallonpituuksissa (siniset sävyt) kun ikä kasvaa. Mitä korkeampi ikä on, niin biologinen vaikutus valoon pienenee. Kuitenkin iäkkäämmillä sinisen valon herkkyys myös vähenee. Hyvä vai huono? Kun lampussa on suuri a biol V arvo, niin valo voi korvata auringonvalon ja toimii hyvin esim. työpisteissä, joilla ei ole paljon päivänvaloa johtuen niiden sijainnista rakennuksessa. Tällainen valo soveltuu hyvin myös ilta- ja yötyöläisille, koska valo estää tehokkaasti melatoniinin eritystä ja valo auttaa pitämään ihmisiä valppaina työssään. [lx] tason on oltava riittävän korkea (ei liian matala).

38 Näkeminen Pupilli Lumen Viime vuosina valaistuksessa on keskitytty ihmisen silmän todelliseen näkemiseen. Silmässä on n. 120 miljoonaa sauvasolua ja 6-7 miljoonaa tappisolua. Sauvat näkevät skotooppiset lumenit ja tapit näkevät fotooppiset lumenit. Koska sauvojen ja tappien suhde on 18:1, Paljon sinistävaloa sisältävä lamppu (skotooppisesti rikas) antaa valoa, joka on hyödyllisempää ihmissilmän näkökykyä ajatellen. Näkemisessä on kyse päivänäkemisestä ja hämäränäkemisestä Normaalisilmän tappi- eli päivänäkemisen solut painottavat eri taajuuksien säteilyn valoaistimuksen voimakkuutta määrittäessä. Herkkyyden maksimi päivänäkemisessä on aallonpituuden 555 nm kohdalla(keltainen valo).vastaavasti hämäränäkemisessä sauvasolut aallonpituudessa 507 nm (sininen valo). Asia on jopa havainnollistettavissa hyvin yksinkertaisesti. Hämäränäössä pupillit ovat suuremmat ja näin valo pääsee paremmin sisälle ja vastaavasti päivänäkemisessä pupilli on pienempi. Ensisijaisesti S/P suhteessa on kyse hämäränäkemisestä. jolloin valon määrä on n cd/m 2. S = skotooppinen, P = fotooppinen, S/P on näiden suhdeluku Valonlähde S/P suhde Lm/W P S/P Lm/W S(Pupil lumens) Suurpainenatrium Monimetalli,lämminvalkoinen 3500K +EL 80 1, Monimetalli,luonnonvalkoinen 4000K+EL (HPI Plus) 82 1, LED,lämminvalkoinen 3000K +EL LED luonnonvalkoinen 4100K+EL 95 1, LED,kylmä valkoinen 5500K +EL T5 Loisteputki (3000 K)+EL 83 1,13 94 T5 Loisteputki (4000 K)+EL 83 1, T5 Loisteputki (6500K)+EL 77 2,45 189

39 MESOOPPINEN(Pupilli lumen,koskee hämärä- ja yönäkemistä) JulkaistuVmes(λ)CIE191:2010 CIE mesooppinen fotometria2010:luminanssitasot cd/m2 Mitä korkeampis/p-suhde,sitä tehokkaampivalonlähdemesooppisessa mitoituksessa (enemmänsäteilyä lyhyemmillä aallonpituuksilla) Photopic (päivänäkö)= 109lm/W Scotopic (Yönäkö)= 4000K= 164lm/W ja 6000K = 229lm/W Esim. Suurpainenatrium kerroin 0,6 120lm/W= 72lm/W Esim. Pihavalaistus luokka AL 2 = 1,5 cd/m2 /K 2 10lx(min.3lx) Suurpainenatrium. Lampun hyötysuhde Led-valaisin. Led-diodin hyötysuhde 120lm/W x 0,97= 116,4lm/W mesopic 135lm/W x 1,08 = 145,8lm/W mesopic

40 Hehkulamppu 2780K Pilvettömän keskipäivän Auringon valo 6500K K Elohopealamppu n. 4000K Loistelamppu 4000K Led 4100K Suurpainenatrium

41 Loistelamppu 4000K Päivänvalo=tasaspektri Led 4300K Cri, eli värintoisto. Kyseessä on yleisesti verrokkivalaisimeen tehty vertailu, esim. hehkulamppuun. Valaistuksessa on yleisesti välonväri rakennettu vastaamaan verrokkilamppua ja näin kyseessä ei ole tasaspektri, kuten päivänvalo. Korkea Cri ei myöskään tarkoita sitä, että valaisin toistaisi kaikkia värejä tasaisesti. Kuten oheisesta taulukosta selviää.

42 Tärkeää on muistaa, että vaikka asioita tutkitaan paljon, niin silmä on loppujen lopuksi se, joka ratkaisee. Tutkimuksilla ei myöskään ole tarkoitus tehdä asioista mahdottomia. Vaan kehittää asioita. Mikään nykyvalaisimista ei kuitenkaan korvaa Auringonvalon tasaspektriä ja yli luksia.

43 Päivänvalo klo 15:00 Hehkulamppu CRI K Led CRI K Led CRI K Led CRI K

44 Blue Light Damage Photoretinitis tai myös blue-light retinal injury. ".Vahinko on nimeltään " Blue Light Damage " (BLH). Kyseessä on fotokemiallinen vaurio verkkokalvoon. Sinisessä valossa on korkein energiasisältö spektrissä, joka voidaan saavuttaa verkkokalvossa (UV:ssa on vielä enemmän energiaa, mutta se ei pääse verkkokalvolle koska se imeytyy linssiin). Oireet liiallisesta valosta ovat vastaavat kuin katsoessa pitkään auringonvaloa tai hitsauskaarta (yli 10sek). Piirustus1 : silmän linssi, verkkokalvo ja sinistä valoa, joka ulottuu verkkokalvoon (blauwlicht on sininen valo, ja netvlies on verkkokalvo) Piirustus 2 : BLH Alue spektrin näkyvällä osalla, joka on havaittavissa. BLH menee noin 300 nm (valon UV, syvän sininen), 700 nm (syvän punainen).tärkein osa-alue on välillä nm. Huippu herkkyys on noin 440 nm. Oheisesta BLH käyrästä huomaa, että muutkin värit kuin sininen ovat mukana. Huom.: led ei yleensä sisällä energiaa alle 380 nm.

45 Blue Light Damage Greenled eco valaisin kuuluu alhaisimpaan EXEMPT ryhmään ja ei näin aiheuta BHL riskiä. Blue Light vaarallisuusluokitus: IEC normi luokittelee valaisimen/lampun vaarallisuuden mukaan neljään luokkaan. Ryhmät: Lamppu kuuluu EXEMPT ryhmään kun vaarallista BUE valoa ei ole 10,000 sekunnin aikana. Lamppu kuuluu LOW RISK ryhmään / ryhmä 1, kun BUE valon vaaraa ei ole alle 100 sekunnin. Lamppu kuuluu MEDIUM RISK ryhmään / ryhmä 2, kun BUE valoa ei ole vaarallisena kuin 0,25 sekuntia. Muuten lamppu kuuluu HIGH RISK / ryhmään 3.

46 Yhteenveto: LED- valaisimilla saavutetaan jo n % energiasäästöt, ja jopa 80 % käytettäessä ohjaustekniikkaa. LED valaistus markkinoiden odotetaan kasvavan n. 20% vuosittain vuoteen 2016 saakka. LED valaistus saavuttaa 60 % markkinaosuuden maailman laajuisesti 2020 mennessä. Led on lisäksi ainut valaisin mikä soveltuu täydellisesti ohjaustekniikan hallittavaksi. MIKSI ON TÄRKEÄÄ KOKEILLA? Uusi teknologia siirtyy vain edelläkävijöiden kautta valtavirralle.

47 Miksi Led Lähes viidesosa maailman sähköstä käytetään valaistukseen, jonka osuus hiilidioksidipäästöistä on 1,9 miljardia tonnia vuodessa. Lukuna se on CO2 päästöissä 70 % maailman kaikkien henkilöautojen päästöistä. Merkittävät säästöt ovat mahdollisia yksinkertaisesti vaihtamalla energiatehokkaaseen valaistukseen, kuten LED. Jos maailmassa muutettaisiin kaikki valaisimet led-valoiksi olisi säästö keskimäärin 40 % valaistuksen kulutuksesta. Näiden säästöjen määrä olisi n.128 miljardia Euroa. Sähkön kulutuksen vähentymisestä säästyisi 670 miljoonaa tonnia CO2 tai vastaava yhteensä 642 voimalaitoksen määrä, joka on 1300 miljardin Euron säästö infrastruktuuriin. Muutos on miltei välttämättömyys näinä kansallisten budjettialijäämien aikana. Valaistuksen ympäristöystävällinen vallankumous, valon nopeudella? LED-valot mullistavat valaistuksen energiatehokkuuden. Ne ovat myös erittäin luotettavia ja niillä on pidempi käyttöikä kuin millään muulla nykyvalaistusratkaisulla. Mutta kuten kaikki uusi teknologia, niin myös led-valot kohtaavat esteitä ja epäluottamusta, koska osa led-yrityksistä ja asiakkaista, eivät tunne niiden oikeita mahdollisuuksia ja ominaisuuksia. Kiitos mielenkiinnostanne Lisätiedot tutkimuksiin: Vesa Vähänen Puh vesa.vahanen@greenled.fi