Audyt oświetlenia budynku Szkoła Podstawowa miejscowość: Dźwierszno Małe adres: Dźwierszno Małe 8 kod: 89 310 Łobżenica województwo: wielkopolskie Opracowanie: styczeń 2016 Strona 1 z 18
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 CO 2 (WE) w roku 2013 do raportowania w ramach Wspólnotowego Systemu Handlu Uprawnień do Emisji za rok 2016, wyd. KOBIZE Warszawa, grudzień 2015 Strona 2 z 18
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. Zestawienie zużycia energii elektrycznej w okresie 07.2014 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 22.03.2015 20.05.2015 3 560 1 960,67 550,75 2 19.01.2015 22.03.2015 4 590 2 457,15 535,33 3 18.11.2014 19.01.2015 6 000 3 116,56 519,43 4 05.09.2014 18.11.2014 1 210 808,36 668,07 5 08.07.2014 04.09.2014 742 473,00 927,45 6 05.2014 07.2014 3 719 2 039,00 548,37 Razem: 05.2014 05.2015 19 311 10 973,50 568,25 Średnia/m-c: 05.2014 05.2015 1 609 914,46 568,25 W związku z wysokimi rocznymi kosztami zakupu energii elektrycznej w kwocie prawie 11 tys. [zł.brutto/rok] należy rozważyć modernizację oświetlenia na LED-owe (w osobnym opracowaniu) oraz montaż instalacji fotowoltaicznej. Strona 3 z 18
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. Strona 4 z 18
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. Strona 5 z 18
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 Strona 6 z 18
Strona 7 z 18
5. Istniejące oświetlenie budynku Tabela. Zestawienie oświetlenia w budynku Pomieszczenie Liczba opraw z żarówkami e-27 60W * liczba opraw z świetlówkami kompaktowymi PL-S 11W ** Liczba opraw liniowych zwykłych Liczba świetlówek liniowych zwykłych - 36W klasa nr 29 11 22 pomieszczenie gospodarcze nr 28 1 klasa nr 27 12 24 klasa nr 26 12 24 klasa nr 24 15 30 korytarz 15 30 klasa nr 23 9 18 WC 4 pomieszczenie gospodarcze nr 21 1 wejście boczne 2 wejście główne 1 1 2 pomieszczenie gospodarczen nr1 1 2 pomieszczenie dyrektora nr 2 5 10 pokój nauczycielski nr 3 3 6 pomieszczenie nr 4 3 6 pomieszczenie nr 20 1 wc 4 klasa mr 5 12 24 klasa nr 19 12 24 szatnia 12 24 pomieszczenie nr 30 1 korytarz 3 6 klasa nr 7 12 24 klasa nr 6 12 24 wejście boczne 2 0 klasa nr 8 11 22 pomieszczenie gospodarcze nr 9 1 1 2 wc 1 wc 1 kuchnia nr 10 1 1 2 stołówka 8 16 pomieszczenie nr 18 2 4 poddasze 2 korytarz 3 6 biblioteka nr 11 4 8 biblioteka nr 17 3 6 pomieszczenie logopedy nr 12 2 4 magazyn nr 13 2 4 Strona 8 z 18
pomieszczenie pedagoga nr 14 2 4 aula 16 32 korytarz 1 2 salka korekcyjna nr 16 7 14 kotłownia 3 magazyn oleju opałowego 1 SUMA 7 20 213 426 + 4 lampy zewnętrzne parkowe * liczba opraw = liczbie żarówek z gwintem e-27-60w ** liczba opraw = liczbie świetlówek kompaktowych PL-S - 11W Oświetlenie realizowane jest za pomocą: opraw 7 [szt.] ze zwykłymi żarówkami 60 [W] o łącznej mocy 420 [W] opraw zewnętrznych parkowych 4 [szt.] z żarówkami o mocy po 150 [W] o łącznej mocy 600 [W] opraw 20 [szt.] ze świetlówkami kompaktowymi 11 [W] o łącznej mocy 220 [W] opraw świetlówkowych 213 [szt.] ze świetlówkami zwykłymi 2 x 36 [W] o łącznej mocy 15 336 [W] Moc istniejącego oświetlenia Łączna moc istniejącego oświetlenia:420 [W] + 220 [W] + 15 336 [W] + 600 [W] = 16 576 [W] Skuteczność świetlna istniejącego oświetlenia Skuteczność świetlna żarówek zwykłych o mocy 60 [W] = 11,8 [lm/w] Skuteczność świetlna żarówek zwykłych o mocy 150 [W] = 14,4 [lm/w] Dane na stronie: https://pl.wikipedia.org/wiki/żarówka Skuteczność świetlna świetlówek zwykłych np. Philips TL-D Master = 112,0 [lm/w] Dane na stronie producenta: http://www.ecat.lighting.philips.pl Strona 9 z 18
Skuteczność świetlna świetlówek kompaktowych = 50,0 [lm/w] Dane na stronie: https://pl.wikipedia.org/wiki/świetlówka_kompaktowa Średnioważona skuteczność świetlna istniejącego oświetlenia w budynku: {420 [W] * 11,8 [lm/w] + 600 [W] * 14,4 [lm/w] + 220 [W] * 50,0 [lm/w] + 15 336 [W] * 112,0 [lm/w]} / 16 576 [W] = 105,1 [lm/w] Tabela. Parametry oświetlenia w budynku Dane budynku Oświetlenie Pomieszczenie Pow. użytkowa [m 2 ] 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 792,10 500 105,1 3,768 1 800 Halle i korytarze Pozostałe WC, magazyny, kotłownia 443,90 100 105,1 0,422 1 080 246,30 200 105,1 0,469 540 (792,10*1 800 +443,90*1 080 +246,30*540) / 1 482,30 = 1 375,02 Razem 1 482,30 x 105,1 4,659 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] Strona 10 z 18
6. Projektowane oświetlenie budynku Zaleca się: 1) wymianę opraw i żarówek zwykłych z gwintem E27 na oprawy z żarówkami LED o mocy 10 [W] wykonane w technologii SMD z gwintem E27 o wysokiej skuteczności świetlnej 100 [lm/w] i dużym kącie świecenia 180 o (*) o łącznej mocy: 7 [szt.] * 10 [W/szt] = 70 [W] *Dane żarówek LED na stronie internetowej: https://www.neoled.com.pl/gevo_max_10_5w_kanlux_4000k.html 2) wymianę opraw zewnętrznych parkowych i żarówek zwykłych z gwintem E27 na oprawy z żarówkami LED o mocy 20 [W] wykonane w technologii SMD z gwintem E27 o wysokiej skuteczności świetlnej 90 [lm/w] i dużym kącie świecenia 180 o (*) o łącznej mocy: 4 [szt.] * 20 [W/szt] = 80 [W] *Dane żarówek LED na stronie internetowej: https://www.neoled.com.pl/zarowka_led_e27_20w_biala_ciepla_zimna_neutralna.html 3) wymianę opraw i świetlówek kompaktowych z gwintem E27 na oprawy z żarówkami LED o mocy 10 [W] wykonane w technologii SMD z gwintem E27 o wysokiej skuteczności świetlnej 100 [lm/w] i dużym kącie świecenia 180 o (*) o łącznej mocy: 20 [szt.] * 10 [W/szt] = 200 [W] *Dane żarówek LED na stronie internetowej: https://www.neoled.com.pl/zarowki_led_e27_230v.html 4) wymianę istniejących opraw szt. 213 ze zwykłymi świetlówkami o mocy 2 x 36 [W] na oprawy rastrowe ze świetlówkami LED MCOB o mocy po 23 [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] Strona 11 z 18
Średnia skuteczność świetlna świetlówek LED MCOB 23 [W] = 102,2 [lm/w] Dane na stronie producenta: http://www.kanlux.pl/pl/18800 Wymiana źródła światła na świetlówki LED-owe w technologii MCOB o mocy 2 x 23 [W] Łączna moc oświetlenia świetlówkami LED: 213 [opraw] * 23 [W] * 2 [szt./oprawa] = 9798 [W] Łączna moc projektowanego oświetlenia: 70 [W] + 80 [W] + 200 [W] + 9 798 [W] = 10 148 [W] Skuteczność świetlna projektowanego oświetlenia Średnioważona skuteczność świetlna projektowanego oświetlenia w budynku: {70 [W] * 100,0 [lm/w] + 80 [W] * 90,0 [lm/w] + 200 [W] * 100 [lm/w] + 9 798 [W] * 102,2 lm/w]} / 10 148 [W] = 102,0 [lm/w] Średnioważona skuteczność świetlna projektowanego oświetlenia = 102,0 [lm/w] jest porównywalna ze skutacznością świetlną istniejącego oświetlenia = 105,1 [lm/w]. W związku z powyższym nie powinno być potrzeby doświetlania pomieszczeń dodatkowymi punktami świetlnymi. Strona 12 z 18
Przykładowa żarówka LED SMD z gwintem E27 Strona 13 z 18
Przykładowe oprawy liniowe i rastrowe LED Źródło: www.oswietlenie-led.biz/pl/c/oprawy-rastrowe/99 Strona 14 z 18
Przykładowa świetlówka LED Źródło: http://www.kanlux.pl/pl/18800 Strona 15 z 18
7. Roczna oszczędność energii finalnej Ilość zaoszczędzonej energii finalnej Q o [kwh/rok] wg wzoru w Rozporządzeniu [4] T u czas użytkowania źródła światła określony na podstawie danych wyrażony w [h/rok] w tabeli nr 6 [4], Mo moc znamionowa w [W] istniejącego (dotychczasowego) źródła światła, wyrażona M 1 moc znamionowa nowego źródła światła, wyrażona w [W] Q 0 = 1 375,02 [h/rok] * (16 576 10 148) [W] / 1000 Q 0 = 8 838,63 [kwh/rok] Roczna oszczędność energii finalnej: Q o = 8 838,63 [kwh/rok] => 31,,82 [GJ/rok] 8. Roczna oszczędność kosztów energii finalnej Cena zakupu energii elektrycznej (zakup i dystrybucja bez 0,4694 [zł.brutto/kwh] [wg pkt 3] opłat stałych) = Roczna oszczędność kosztów energii: 8 838,63 [kwh/rok] * 0,4694 [zł.brutto/rok] = 4 148,85 [zł. brutto/rok] Roczna oszczędność kosztów energii: 4 148,85 [zł.brutto/rok] Strona 16 z 18
9. Szacunkowy koszt przedsięwzięcia Lp. 1 2 3 Rodzaj oprawy Oprawy zwykłe z żarówkami LED E27 Oprawy zwykłe z żarówkami LED E27 Oprawy rastrowe ze świetlówkami LED Cena Koszt wymiany oprawy Liczba opraw [zł.brutto/szt.] [zł.brutto/szt.] [szt.] 135 35 27 770 289 4 380 35 213 Koszt wymiany [zł.brutto] 4 590 4 236 88 395 Razem: 248 97 221 Źródło: www.oswietlenie-led.biz/pl/c/oprawy-rastrowe/99 Szacunkowy koszt przedsięwzięcia: 97 221,00 [zł.brutto] 10. Czas zwrotu przedsięwzięcia Prosty czas zwrotu przedsięwzięcia SPBT = SPBT (bez dotacji) = 97 221,,00 [zł.brutto] / 4 148,85 [zł.brutto/rok] = 23,4 [lat] Powyższy zwrot z inwestycjii wynoszący ponad 23 lata został wyliczony przy założeniu pokrycia przez Inwestora 100% nakładów. W przypadku dotacji na poziomie 85%, czyli pokrycia przez Inwestora jedynie 15% kosztów, będzie proporcjonalnie niższy i wyniesie: SPBT (dotacja 85%) = 23,4 *(100 85)% = 3,5 [lat] Uwaga: Wymiana oświetlenia powinna być poprzedzona wykonaniem projektu oświetlenia poszczególnych pomieszczeń na podstawie którego możliwe będzie dokładne oszacowanie kosztów inwestycji. Strona 17 z 18
Tabela. Zestawienie efektów modernizacji opraw oświetleniowych Lp. Rodzaj danych Jednostka Wartość 1 [kwh/rok] 8 838,63 2 Oszczędność energii finalnej [GJ/rok] 31,82 3 [toe/rok]* 0,76 4 5 Współczynnik nakładu nieodnawialnej energii pierwotnej (zasilanie z sieci elektroenergetycznej systemowej) w el 3,0 [kwh/rok] 26 515,89 6 Oszczędność zużycia energii pierwotnej [GJ/rok] 95,46 7 [toe/rok] 2,28 8 Wskaźnik emisji CO 2 ** [kg/mwh] 812 9 Szacowana wielkość redukcji emisji CO 2 *** [kg/rok] 21 530,9 10 Roczna oszczędność kosztów energii [zł.brutto/rok] 4 148,85 11 Koszt przedsięwzięcia [zł.brutto] 97 221,00 12 Czas zwrotu SPBT (bez dotacji) [lata] 23,4 13 Czas zwrotu SPBt (dotacja 85%) [lata] 3,5 *1 toe = 41,868 [GJ] = 11,63 [MWh] **Wskaźnik emisji WE CO 2 = 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 CO 2, 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. Strona 18 z 18