Binalar İçin Enerji Verimli LED Aydınlatma Sistemleri Nasıl Tasarlanır?
Binalar için enerji verimli LED aydınlatma sistemlerinin tasarlanması, aydınlatma gereksinimlerinin, enerji tüketiminin ve LED teknolojisinin sağladığı özel avantajların iyi anlaşılmasını gerektirir. LED (Işık Yayan Diyot) lambalar, geleneksel akkor veya floresan aydınlatma sistemlerine kıyasla çok daha verimlidir ve önemli ölçüde enerji tasarrufu sunar. Bu makale, binalar için etkili ve enerji verimli bir LED aydınlatma sistemi tasarlamada gerekli olan ana adımları, hesaplamaları ve bileşenleri kapsar.
1. Aydınlatma Gereksinimlerini Anlamak
LED aydınlatma sistemini tasarlamanın ilk adımı, binanın aydınlatma gereksinimlerini değerlendirmektir. Toplam aydınlatma gereksinimi genellikle, bir ışık kaynağı tarafından yayılan toplam görünür ışığı ölçen lümen cinsinden ifade edilir. Binanın farklı alanlarındaki aydınlatma gereksinimleri, alanın amacına bağlı olarak değişir. Örneğin:
- Ofisler: 300 – 500 lux (metrekare başına lümen) gerektirir.
- Koridorlar: 100 – 150 lux gerektirir.
- Depo veya saklama alanları: 100 lux gerektirir.
- Vitrin veya perakende alanları: 500 – 700 lux gerektirir.
2. Toplam Lümen İhtiyacının Belirlenmesi
Bir odanın toplam lümen ihtiyacını hesaplamak için alanı (metrekare cinsinden) gerekli lux seviyesi ile çarpın. Örneğin, 50 m² bir ofis alanını 400 lux ile aydınlatmak istiyorsanız:
$$
\text{Toplam Lümen} = \text{Alan} \times \text{Lux} = 50 \, \text{m}^2 \times 400 \, \text{lux} = 20.000 \, \text{lümen}
$$
Bu hesaplama, odanın uygun aydınlatma sağlanması için 20.000 lümene ihtiyaç duyduğunu gösterir.
* Tavan yüksekliği vb. konut özelinde çok değişmese de endüstriyel led tasarımı uygulamaları için önemlidir.
Alan genişliği ile gerekli aydınlatma armatürü sayısını çevrimiçi hesaplamak için: “Aydınlatma Hesabı” içeriğimizi inceleyebilirsiniz.
3. Uygun LED Aydınlatmaları Seçmek
LED ışıklar, çeşitli güçlerde ve lümen değerlerinde mevcuttur. LED’in ışık verimliliği, yani tüketilen elektrik başına üretilen ışık miktarı, genellikle 80 ile 120 lümen/watt arasında değişir. Uygun LED lambaları seçmek için; toplam lümen ihtiyacını LED lambalarının lümen başına watt değerine bölerek toplam güç ihtiyacını bulabilirsiniz.
Örneğin, 100 lümen/watt sağlayan LED’ler kullanıyorsanız:
$$
\text{Toplam Watt} = \frac{\text{Toplam Lümen}}{\text{Lümen başına Watt}} = \frac{20.000 \, \text{lümen}}{100 \, \text{lümen/watt}} = 200 \, \text{watt}
$$
Bu durumda, 10 adet 20 watt LED veya dört adet 50 watt LED kullanarak toplam güç gereksinimini karşılayabilirsiniz.
* Armatür sayısı belirlenirken mevcut ortamın geometrik yapısı ve homojen ışık dağılımı çok önemlidir!
4. Enerji Tüketimi ve Maliyet Tasarrufu Hesaplaması
LED aydınlatma sistemlerinin ana avantajlarından biri enerji verimliliğidir. LED’ler, geleneksel aydınlatma sistemlerine göre daha az enerji tüketir. LED aydınlatma sisteminin enerji tüketimini hesaplamak için şu formülü kullanabiliriz:
$$
\text{Enerji Tüketimi (kWh)} = \text{Toplam Watt} \times \text{Kullanım Saatleri} \times \left(\frac{1}{1000}\right)
$$
Örneğin, lambalar günde 10 saat kullanılıyor ve yılda 250 çalışma günü varsa, yıllık enerji tüketimi şu şekilde olur:
$$
\text{Enerji Tüketimi} = 200 \, \text{W} \times 10 \, \text{saat/gün} \times 250 \, \text{gün/yıl} \times \left(\frac{1}{1000}\right) = 500 \, \text{kWh/yıl}
$$
Aynı lümen çıkışı için 1000 watt gerektiren akkor lambalar kullanıldığında:
$$
\text{Akkor Enerji Tüketimi} = 1000 \, \text{W} \times 10 \, \text{saat/gün} \times 250 \, \text{gün/yıl} \times \left(\frac{1}{1000}\right) = 2500 \, \text{kWh/yıl}
$$
Bu örnekte, LED sistemi 500 kWh/yıl tüketirken, akkor sistem 2500 kWh/yıl tüketir. Yıllık enerji tasarrufu 2000 kWh olup, elektrik fiyatı 0,12 USD/kWh ise maliyet tasarrufu:
$$
\text{Maliyet Tasarrufu} = 2000 \, \text{kWh} \times 0,12 \, \text{USD/kWh} = 240 \, \text{USD/yıl}
$$
5. Isı Yayımı Hakkında
LED lambalar, akkor veya floresan lambalara göre çok daha az ısı üretir, bu da binanın HVAC (Isıtma, Havalandırma ve Klima) sistemine olan soğutma yükünü azaltır. Sıcak iklimlerde, bu ek enerji tasarruflarına yol açabilir.
Örneğin, bir akkor lamba enerjinin yalnızca %10’unu ışığa, kalan %90’ını ise ısıya dönüştürürken, LED’ler enerjinin yaklaşık %90’ını ışığa ve sadece %10’unu ısıya dönüştürür.
6. Aydınlatma Yerleşim Tasarımı
LED aydınlatma sisteminin yerleşimi, karanlık noktalar oluşturmadan veya aşırı parlaklık yaratmadan eşit ışık dağılımını sağlamalıdır. Yerleşim tasarımı için ana hususlar şunlardır:
- Aralık: LED armatürler arasındaki mesafe, ışığın dağılımı ile uyumlu olmalıdır.
- Işık Açısı: Dar ışık açısı (25° – 45°) odaklanmış aydınlatma için, geniş açı (60° – 120°) ise genel aydınlatma için uygundur.
- Yükseklik: Armatürlerin monte edildiği yükseklik, ışık dağılımını etkiler.
Dialux veya Relux gibi aydınlatma simülasyon yazılımları, yerleşimi optimize etmede ve istenen ışık dağılımını sağlamada faydalı olabilir.
7. Enerji Verimliliği İçin Kontrol Sistemleri
LED aydınlatma sisteminin enerji verimliliğini artırmak için dimmerler, hareket sensörleri ve gün ışığı sensörleri gibi kontrol sistemleri ekleyebilirsiniz. Bu sistemler, aydınlatmanın yalnızca ihtiyaç duyulduğunda ve uygun parlaklık seviyesinde kullanılmasını sağlar.
- Dimmerler: Parlaklığı günün saatine veya belirli görevlere göre ayarlayarak gereksiz enerji kullanımını azaltır.
- Hareket Sensörleri: Koridorlar, tuvaletler ve toplantı odaları gibi alanlarda doluluk durumuna göre ışıkları otomatik olarak açıp kapar.
- Gün Işığı Sensörleri: Mevcut doğal ışık miktarına göre yapay aydınlatmanın parlaklığını ayarlar, böylece gündüz saatlerinde enerji tüketimi minimize edilir.
8. LED Sistemlerin Bakımı ve Ömrü
LED aydınlatma sistemlerinin en büyük avantajlarından biri uzun ömürlü olmalarıdır; ömürleri genellikle 25.000 ila 50.000 saat arasında değişir, oysa akkor lambaların ömrü 1.000 ila 2.000 saattir. Bu, ticari ortamlarda, uzun saatler boyunca kullanılan aydınlatmalarda önemli operasyonel tasarruflara yol açar.
9. Örnek Olay İncelemesi: Ticari Bir Bina İçin LED’e Geçiş
100 adet 60W akkor lamba kullanan bir ticari bina örneğini düşünelim. Mevcut sistemin toplam güç tüketimi:
$$
\text{Toplam Güç Tüketimi} = 100 \, \text{lamba} \times 60 \, \text{W} = 6000 \, \text{W}
$$
Bina sahibi, aydınlatma sistemini
60W akkor lambalarla aynı lümen çıktısını sağlayan 10W LED lambalarla değiştirmeye karar verir. Yeni güç tüketimi:
$$
\text{Toplam LED Güç Tüketimi} = 100 \, \text{lamba} \times 10 \, \text{W} = 1000 \, \text{W}
$$
Aydınlatmanın günde 10 saat kullanıldığı durumda enerji tasarrufları şöyle hesaplanır:
$$
\text{Akkor Enerji Tüketimi} = 6000 \, \text{W} \times 10 \, \text{saat/gün} \times 250 \, \text{gün/yıl} = 15.000 \, \text{kWh/yıl}
$$
$$
\text{LED Enerji Tüketimi} = 1000 \, \text{W} \times 10 \, \text{saat/gün} \times 250 \, \text{gün/yıl} = 2500 \, \text{kWh/yıl}
$$
Bu değişim, yıllık 12.500 kWh enerji tasarrufuna yol açar. Elektrik fiyatı 0,12 USD/kWh olduğunda, yıllık maliyet tasarrufu:
$$
\text{Maliyet Tasarrufu} = 12.500 \, \text{kWh} \times 0,12 \, \text{USD/kWh} = 1.500 \, \text{USD/yıl}
$$
Binalar için enerji verimli LED aydınlatma sistemlerinin tasarımı, aydınlatma gereksinimlerinin, güç tüketiminin ve sistem yerleşiminin detaylı anlaşılmasını gerektirir. Gerekli lümenleri hesaplayarak, uygun LED armatürleri seçerek ve akıllı kontrol sistemlerini dahil ederek önemli enerji tasarrufları elde edebilir ve ideal aydınlatma koşullarını sağlayabilirsiniz. LED’ler, düşük enerji maliyetleri, azaltılmış ısı yayımı ve bakım giderleri ile sürdürülebilir bina tasarımı için ideal bir seçimdir.
Kaynak: prasunbarua
RASTGELE TEKNİK İÇERİK İÇİN TIKLAYIN!
İlginizi Çekebilecek Teknik Hesaplar
Kompanzasyon Hesabı
Aydınlatma Hesabı
Yüksek Gerilim İşletme Sorumluluğu Ücreti Hesabı
Sosyal medyada teknik bilgilere maruz kalmak için:
YouTube – Instagram
