การอนุรักษ์พลังงานในระบบไฟฟ้าแสงสว่าง

1. ดัชนีการใช้พลังงาน

ดัชนีการใช้พลังงานเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญที่จะใช้บอกต้นทุนและประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบแสงสว่าง ซึ่งหลอดไฟและอุปกรณ์ประกอบเช่น บัลลาสต์รวมถึงโคมไฟฟ้าซึ่งมีหลายชนิดและแต่ละชนิดมีประสิทธิภาพแตกต่างกัน รวมทั้งการออกแบบที่ใช้ปริมาณความสว่างเกินมาตรฐานทำให้ต้องติดตั้งระบบแสงสว่างเกินความจำเป็น ดังนั้นดัชนีการใช้พลังงานจะสามารถใช้เปรียบเทียบในภาพรวมทั้งการใช้อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพและการออกแบบที่มีประสิทธิภาพ

• ดัชนีการใช้พลังงานในระบบแสงสว่าง คือ อัตราส่วนกำลังไฟฟ้าติดตั้ง (หลอดไฟฟ้าและบัลลาสต์) ต่อพื้นที่ใช้สอยทั้งหมด หน่วย วัตต์ต่อตารางเมตร
• เกณฑ์ที่แนะนำ การเปรียบเทียบในระบบแสงสว่างที่ดีที่สุด คือ ร้อยละของดัชนีการใช้พลังงานหลังปรับปรุงจะลดลงกว่าก่อนปรับปรุง โดยค่าความสว่างในแต่ละพื้นที่เป็นมาตรฐานที่ต้องควบคุมและควรสอดคล้องกับค่าความส่องสว่าง

2. การตรวจประเมินเบื้องต้นด้านพลังงาน

เป็นการตรวจสอบเบื้องต้นโดยอาศัยการสังเกตุเทียบกับค่ามาตรฐานที่ต้องควบคุมเป็นหลัก การบันทึกข้อมูลพื้นฐานและการตรวจวัดข้อมูลที่จำเป็น ตามรายการ Checklist ในตารางที่ 3.3 เพื่อวินิจฉัยความผิดปกติของระบบเบื้องต้นและเป็นการเตรียมข้อมูลที่จำเป็นสำหรับการคำนวณดัชนีการใช้พลังงานและการประเมินศักยภาพของการประหยัดพลังงานในขั้นตอนต่อไป

3. การตรวจประเมินด้านประสิทธิภาพพลังงาน

การวิเคราะห์ดัชนีในระบบไฟฟ้าแสงสว่างจะแตกต่างจากอุปกรณ์อื่น เพราะเป็นการเปรียบเทียบค่าดัชนีก่อนและหลังการปรับปรุงซึ่งพลังไฟฟ้าหลังปรับปรุงจะเกิดขึ้นได้เมื่อทำมาตรการอนุรักษ์พลังงาน โดยมาตรการอนุรักษ์พลังงานจะถูกกำหนดขึ้นหลังจากการดำเนินการตรวจประเมินเบื้องต้นตามรายการการพิจารณาในระบบแสงสว่าง และการตรวจวิเคราะห์ดัชนีประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบแสงสว่าง ดังตารางที่ 1 และ 2

ตารางที่ 1 รายการการพิจารณาของระบบแสงสว่าง

ตารางที่ 2 การวิเคราะห์ดัชนีประสิทธิภาพการใช้พลังงานของระบบแสงสว่าง

4. มาตรการด้านการอนุรักษ์พลังงาน

4.1 การลดแสงสว่างที่เกินความจำเป็น เพื่อลดกำลังไฟฟ้าในระบบแสงสว่างโดยพิจารณาจากความสว่างในพื้นที่ที่เกินกว่าค่ามาตรฐานที่กำหนด

ตารางที่ 3 ค่ามาตรฐานความส่องสว่างและการใช้พลังงานสำหรับกิจกรรมประเภทต่างๆ ค่าความสว่างในอาคารตามมาตรฐาน CIE

4.2 การออกแบบอาคารหรือโรงงานให้ได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์เต็มที่ (Day light)
เพื่อลดจำนวนชั่วโมงการใช้งานในระบบแสงสว่างลง

-อาคารที่ใช้งานเฉพาะกลางวันสามารถออกแบบให้ได้รับแสงสว่างจากดวงอาทิตย์เต็มที่

-อาคารที่ใช้งาน 24 ชั่วโมง ต้องออกแบบระบบแสงสว่างให้ใช้ในเวลากลางคืนอย่างเต็มที่โดยอาจมีการแยกสวิตซ์สำหรับกลางวันและกลางคืน แนวทางการใช้แสงจากธรรมชาติหรือแสงสว่างจากดวงอาทิตย์ (Day light) นอกจากการใช้หลังคาโปร่งแสงแล้วยังมีแนวทางอื่นเพิ่มเติมดังนี้

• Light Shelves

          Light Shelves สามารถนำแสงธรรมชาติมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยการติดตั้งวัสดุสะท้อนแสงให้แสงตกกระทบแล้วเกิดการสะท้อนขึ้นไปยังเพดานเพื่อให้เกิดความสว่างกระจายไปเข้าไปภายในห้อง

ที่มา : http://www.tubeliteinc.com/

ที่มา : https://s-media-cache-ak0.pinimg.com

• Heat Stop Glass

Heat Stop Glass กระจกที่ใช้ควรมีค่าความต้านทานความร้อนสูงหรือประสิทธิ์ภาพการถ่ายเทความร้อนต่ำ (ค่า U-Value ต่ำ) แต่ยอมให้แสงสว่างเข้ามได้มา (ค่าVisible Light Transmittance สูง)

ที่มา : http://www.cbsolarshading.co.uk/

• Light Pipe

ท่อนำแสง (Light Pipe) สามารถนำแสงธรรมชาติเข้ามาใช้บริเวณที่แสงธรรมชาติไม่สามารถส่องเข้าไปได้ โดยภายในท่อนำแสงจะมีการเคลือบด้วยสารสะท้อนแสงเพื่อนำแสงสว่างเข้ามาในอาคาร

ที่มา : https://upload.wikimedia.org

4.2.1 การเลือกวิธีให้แสงสว่างที่ตรงกับความต้องการ

เพื่อลดกำลังไฟฟ้าในระบบแสงสว่างให้เหมาะสม โดยทั่วไปมี 3 แบบ

• แสงสว่างทั่วไป (General Lighting) คือ การให้แสงกระจายทั่วไปทั้งบริเวณพื้นที่ใช้งานซึ่งใช้กับความส่องสว่างที่ไม่มากจนเกินไป
• แสงสว่างเฉพาะที่ (Locallised Lighting) คือ การให้แสงสว่างเป็นบางบริเวณที่ต้องการใช้ไฟแสงสว่างมาก เพื่อการประหยัดพลังงาน

แสงสว่างเฉพาะที่และแสงสว่างทั่วไป (General and Locallised Lighting) คือ การให้แสงสว่างทั้งแบบทั่วไปทั้งบริเวณและเฉพาะที่ที่ทำงาน ซึ่งมักใช้กับงานที่ต้องการความส่องสว่างสูงซึ่งไม่สามารถให้แสงแบบแสงสว่างทั่วไปได้เพราะเปลืองค่าไฟฟ้ามาก แต่ก็ไม่สามารถให้แสงแบบแสงสว่างเฉพาะที่ได้เพราะเมื่อเงยหน้าจากการทำงานก็จะพบบริเวณ ข้างเคียงมืดเกินไป ทำให้สายตาเสียได้

**ปัจจัยที่ต้องคำนึงถึง
1. ระดับความสว่างที่ต้องการ
2. ระดับการใช้สายตา
3. ความสะดวกในการติดตั้งและซ่อมบำรุง
4. เพื่อความสบายตาของผู้ใช้งาน ความสว่างในบริเวณต่างๆ ต้องไม่แตกต่างกันมาก

4.2.2   การเลือกใช้หลอดไฟและอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพสูง

เพื่อให้ลดกำลังไฟฟ้าในระบบแสงสว่างลงโดย

• เลือกใช้หลอดที่มีประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง เช่น หลอด LED
• การเลือกใช้บัลลาสต์ประสิทธิภาพสูง
• การเลือกใช้โคมไฟฟ้าประสิทธิภาพสูง

*การเลือกใช้อุปกรณ์แสงสว่างที่มีประสิทธิภาพสูง ไม่ว่าจะเป็นหลอดไฟ บัลลาสต์และโคมไฟฟ้าสามารถประหยัดพลังงานลงได้ 25-30% การควบคุมแสงสว่างให้เหมาะสมกับการใช้งานจะลดการใช้พลังงานลงได้อีก 30%การเลือกใช้อุปกรณ์แสงสว่างที่มีประสิทธิภาพสูง ไม่ว่าจะเป็นหลอดไฟ บัลลาสต์และโคมไฟฟ้าสามารถประหยัดพลังงานลงได้ 25-30% การควบคุมแสงสว่างให้เหมาะสมกับการใช้งานจะลดการใช้พลังงานลงได้อีก 30%

4.2.3   การจัดการที่เหมาะสม

เพื่อให้ลดกำลังไฟฟ้าหรือลดจำนวนชั่วโมงการใช้งานลง เช่น เลือกหลอดที่ให้ความสว่างเหมาะสมกับงานและสถานที่ เพิ่มการบำรุงรักษาโคมไฟฟ้าและหลอด จัดสภาพแวดล้อมการทำงานที่เหมาะสม

*หลักการประหยัดพลังงาน คือ ลดกำลังไฟฟ้าของอุปกรณ์ หรือ ลดชั่วโมงการทำงานหรือ ลดทั้ง 2 อย่าง

ตารางที่ 4 เปอร์เซ็นต์ผลประหยัดจากการลดจำนวนชั่วโมงการใช้งานอุปกรณ์

ตารางที่ 5 เปอร์เซ็นต์ผลประหยัดจากการใช้บัลลาสต์ประสิทธิภาพสูงในหลอดฟลูออเรสเซนต์

ตารางที่ 6 เปอร์เซ็นต์ผลประหยัดจากการเปลี่ยนหลอด (รวบรวมจากกรณีที่พบในโรงงาน/อาคาร)

ตารางที่ 7 เปอร์เซ็นต์ผลประหยัดจากการลดจำนวนหลอดต่อโคม

การประเมินผลประหยัดในระบบไฟฟ้าแสงสว่างโดยใช้ตารางที่ 4 – 7

• การวิเคราะห์ 1

% ผลประหยัดในแต่ละตาราง
- เช่น อาคารแห่งหนึ่งมีการใช้ไฟฟ้าในระบบแสงสว่าง 150,000 kWh/ปี ช่วงเวลาทำงาน 08:00 – 17:00 (9 ชั่วโมง) มีมาตรการปิดไฟวันละ 1 ชั่วโมงช่วงพักเที่ยงจงหาผลประหยัดที่เกิดขึ้น
- เปิดตารางที่ 4 โยงหา % ผลประหยัด = 11% (ก่อนปรับปรุง 9 ชั่วโมง หลังปรับปรุง 8 ชั่วโมง)
- ดังนั้นพลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้ = 16,500 kWh/ปี (11%x150, 000 kWh/ปี)

• การวิเคราะห์ 2

% ผลประหยัดรวม =1- [(1 -% ผลประหยัด1) x (1 -% ผลประหยัด2)]

• เช่น เดิมมีหลอดไฟ FL 3x36W ทำงาน 8 ชั่วโมง/วัน มีมาตรการให้ลดจำนวนหลอดลง 1 หลอด/โคมและลดระยะเวลาเปิดใช้งานลง 6 ชั่วโมง/วัน
• การวิเคราะห์ผลประหยัด 1 เกิดจากการลดหลอดไฟ FL 3x36W เป็น FL 2x36W จากตารางที่ 7 = 33%
• การวิเคราะห์ผลประหยัด 2 เกิดจากลดชั่วโมงการใช้งานจาก 8 เหลือ 6 ชั่วโมง/วัน จากตารางที่ 4 = 25%
• ดังนั้นพลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้ = 4975 หรือ 49.75% คำนวณจาก {1-[(1-33%) x (1-25%)]}

• การวิเคราะห์ 3

% ผลประหยัดรวม =1- [(1-%ผลประหยัด1) x (1-% ผลประหยัด2) x (1-% ผลประหยัด3)]

• เช่น เดิม FL 3x36W ทำงาน 8 ชั่วโมง/วัน เปลี่ยนเป็น FL 2x36W EE-ballast ทำงาน 6 ชั่วโมง/วัน
• การวิเคราะห์ผลประหยัด 1 เกิดจากการลดหลอดไฟ FL 3x36W เป็น FL 2x36W จากตารางที่ 7 = 33%
• การวิเคราะห์ผลประหยัด 2 เกิดจาก FL36W เปลี่ยนบัลลาสต์แกนเหล็กเป็น EE ballast จากตารางที่ 5 = 17%
• การวิเคราะห์ผลประหยัด 3 เกิดลดชั่วโมงการใช้งานจาก 8 เหลือ 6 ชั่วโมง/วัน จากตารางที่ 4 = 25%
• ดังนั้นพลังงานไฟฟ้าที่ประหยัดได้ = 5829 หรือ 58.29% คำนวณจาก {1-[(1-33%) x (1-17%) x (1-25%)]}

สิ่งสำคัญที่สุดในการประหยัดพลังงานไฟฟ้าในระบบแสงสว่างคือ การใช้แสงสว่างอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด โดยจัดให้มีแสงสว่างอย่างพอเพียงทั้งปริมาณและคุณภาพ แต่ใช้พลังงานไฟฟ้าน้อยที่สุด

ที่มา : คู่มือการตรวจวิเคราะห์การอนุรักษ์พลังงาน สำหรับวิสาหกิจขนาดกลาง และขนาดย่อม. การตรวจวัดและวิเคราะห์การอนุรักษ์พลังงาน ระบบแสงสว่าง. กรมพัฒนาพลังงานทดแทนและอนุรักษ์พลังงาน. (หน้า 3-7 - 3-13)

การอนุรักษ์พลังงานในระบบไฟฟ้าแสงสว่าง