UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PADOVA FACOLTA’ DI INGEGNERIA DIPARIMENTO DI TECNICA E GESTIONE DEI SISTEMI INDUSTRIALI CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN INGEGNERIA GESTIONALE
TESI DI LAUREA
ANALISI TECNICO ECONOMICA DELL'IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE DI UN SUPERMERCATO
RELATORE: PROF. RENATO LAZZARIN
LAUREANDO: FORNARI LUCA
ANNO ACCADEMICO 2011/2012 1
Sommario ANALISI TECNICO ECONOMICA DELL'IMPIANTO DI ILLUMINAZIONE DI UN SUPERMERCATO ......................................................................................................... 1 Introduzione.................................................................................................................... 3 CAPITOLO 1 .................................................................................................................. 4 Caso di studio e situazione attuale impianto .................................................................. 4 1. Impianto d’illuminazione generale della sala vendita .............................................. 6 2. Impianto d’illuminazione d’accento ....................................................................... 11 3.
Rilievi illuminotecnici nel supermercato ............................................................. 14
CAPITOLO 2 ................................................................................................................ 20 1 Confronto tra SDW-T e HCI-T ............................................................................... 21 2 Il calcolo di Ansorg................................................................................................. 24 CAPITOLO 3 ................................................................................................................ 25 Rifacimento dell’impianto con la tecnologia a LED ...................................................... 25 1 I corpi illuminanti proposti ...................................................................................... 28 2 Calcolo illuminotecnico .......................................................................................... 30 3 Costi d’impianto e gestione .................................................................................... 36 CAPITOLO 4 ................................................................................................................ 39 Sostituzione dei tubi fluorescenti con tubi a LED compatibili. ...................................... 39 1 I tipi di lampade proposti ........................................................................................ 39 2 Calcolo illuminotecnico e dei costi ......................................................................... 41 3 Confronto tra situazione attuale e tubi a led .......................................................... 43 Bibliografia.................................................................................................................... 45
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Introduzione
Quest’“ANALISI
TECNICO ECONOMICA DELL’IMPIANTO ILLUMINOTECNICO DI
UN SUPERMERCATO” nasce da uno studio concreto da me effettuato in un supermercato del “Gruppo alimentare Rossetto”, presso la “Grande Mela shopping center” di Lugagnano (VR) e si propone di riuscire a fornire una valutazione chiara e attualizzata dei costi che sono sostenuti per l’illuminazione dei supermercati e delle varie alternative possibili per diminuirli. La scelta di fare una tesi di questo tipo è stata indotta da vari fattori: la volontà di fare un lavoro concreto e potenzialmente utile, la curiosità nata in me dalle lezioni d’illuminotecnica e infine la voglia di fare un lavoro di tesi che non sia tempo perso ma che contribuisca già ad arricchire (per quanto possibile) il mio curriculum. Il caso di studio che ho scelto è stato quindi perfetto per soddisfare a pieno i tre fattori sopra citati. La necessità effettiva del Gruppo di sostituire l’impianto d’illuminazione ha fatto sì che il mio lavoro non fosse solo uno studio teorico. La collaborazione con il Sig. Pier Giorgio Castoldi della Ansorg (incaricato dell’analisi illuminotecnica) ha fatto sì che potessi interfacciarmi con personale competente nel settore e che potessi capire a fondo i problemi concreti derivanti da un intervento di questo tipo, in modo da soddisfare la mia curiosità e poter eseguire un lavoro completo. La documentazione indispensabile per portare avanti lo studio mi è stata gentilmente messa a disposizione dal Gruppo Rossetto a seguito di un colloquio con il Sig. Marco Masotto, nel quale gli ho esposto il lavoro che ero intenzionato a svolgere. Purtroppo non è stato possibile recuperare alcuni dati che potevano semplificare molto il lavoro della tesi; non esistono dati digitali di alcun tipo e non è stato possibile recuperare alcun documento cartaceo dai “registri” del Gruppo. Voglio sottolineare come nella progettazione non sia possibile ricercare un “ottimo” ingegneristico a causa dell’impossibilità di stabilire in modo univoco una disposizione e un livello di riempimento dell’ambiente. Per questo motivo la filosofia non può essere che quella di ricercare una mediazione che permetta di mantenere i livelli d’illuminazione necessari per presentare in maniera adeguata le merci, in modo semplice e non sovra-dimensionando in maniera eccessiva l’impianto. Durante lo studio si sono resi necessari anche più sopraluoghi effettuati per il conteggio delle lampade, per verificarne la disposizione e per la misurazione dei livelli d’illuminamento presenti effettivamente nel supermercato. 3
CAPITOLO 1 Caso di studio e situazione attuale impianto Il supermercato preso in considerazione si trova come già detto all’interno del centro commerciale “la Grande Mela shopping center” e ricopre una superfice di 3416 m2 .
Figura 1.1- Planimetria supermercato
Lo spazio è stato strutturato in modo che la maggior parte del punto vendita sia occupata da corsie “generiche”, mentre sono state create zone specifiche per l’esposizione di: frutta, verdura, dolci, pani e vini. Come si può vedere in figura 1.1 sulla 4
quasi totalità di 3 lati del perimetro sono disposti banchi frigo utilizzati per la conservazione di prodotti. Senza proseguire in un’analisi troppo dettagliata di questi elementi volevo solo far risaltare che i livelli di sporcamento delle lampade fluorescenti hanno costretto la direzione a inserire delle lampade aggiuntive, una per ogni ripiano del banco frigo, in modo da garantire un’illuminazione d’”effetto”. Per rendere un’idea ciò comporta il raddoppio delle lampade da tenere accese all’interno dei banchi frigo, quando una maggiore attenzione nella pulizia potrebbe evitare uno spreco di energia luminosa e anche incrementando i costi per la refrigerazione. Vista la dimensione degli spazi e le varie necessità che ci sono all’interno del supermercato per semplificare la trattazione l’impianto d’illuminazione verrà distinto in: 1. Impianto d’illuminazione generale 2. Impianto d’illuminazione d’accento Con illuminazione generale s’identificherà la parte d’impianto che ha lo scopo di creare un ambiente confortevole per il cliente che gli consenta di visualizzare correttamente i prezzi e i prodotti in condizioni di sicurezza. L’illuminazione d’accento invece ha lo scopo di evidenziare alcune zone della sala vendita, illuminando i prodotti al loro interno in maniera differente.
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1. Impianto d’illuminazione generale della sala vendita Questa parte dell’impianto è la fonte principale di luce all’interno dell’ambiente; si compone di filari a loro volta suddivisi in singoli apparecchi illuminanti. Nel caso di studio si tratta di sostegni bi-lampada con due
riflettori
parabolici
nella parte superiore e una
lamiera
forata
opportunamente sagomata
per
Figura 1.2 - Filare illuminazione generale.
impedire
l’abbagliamento nella parte inferiore. L’illuminazione generale ha lo scopo di creare all’interno del supermercato una situazione di “benessere visivo”: la temperatura della luce non “gradevole”, alcune lampade bruciate e illuminazione scarsa possono essere fattori che inducono nel cliente un senso di trascuratezza dell’ambiente. Un impianto ben progettato e manutenuto può quindi evitare un senso di disagio e rendere il cliente più propenso all’acquisto.
1.1 Disposizione dei filari Gli elementi essenziali da conoscere per lo studio di un impianto sono l’orientamento, la distanza e l’altezza dal suolo delle luci utilizzate. L’illuminazione generale del supermercato è stata realizzata ponendo i filari di luci perpendicolarmente alle gondole espositive. Questo può sembrare strano a prima vista, tuttavia almeno 2 fattori spingono a compiere una scelta di questo tipo:
Gli scaffali non rispettano sempre le condizioni progettuali nel momento del posizionamento reale;
In caso di variazioni della disposizione delle gondole espositive ci si svincola dalla distanza di fissaggio dei filari;
L’altezza di montaggio è pari a 3,5 m, e vincolata dal controsoffitto, infatti, gli apparecchi illuminanti sono posizionati a incasso all’interno di pannelli fonoassorbenti.
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Nel capitolo successivo elencherò le misurazioni effettuate a campione all’interno del supermercato per verificare il livello d’illuminazione presente con questo impianto e poterlo poi confrontare con le simulazioni in Dialux fatte con l’impianto da me proposto.
1.2 Calcolo consumi e dei costi Le lampade utilizzate per l’illuminazione generale sono di tipo T8 MASTER TL-D REFLEX 58W/840 SLV, in totale l’impianto consiste di 798 lampade. Caratteristiche:
Basso contenuto di Hg (fino a 5 mg).
Elevata efficienza luminosa 90lm/W e resa del colore Ra80.
Rivestimento interno realizzato con polveri fluorescenti trifosforo ad alta resa di colori.
Mantenimento del flusso luminoso al 90% con 20000 h di funzionamento.
Parametro Codice colore Potenza nominale Classe energetica Descrizione fascio luminoso Flusso luminoso Sopravvivenza 50%
Valore 840(o 4000°) 58W A FA 160 5240 lm 20000h
Tabella 1.1 – Parametri tecnici MASTER TL-D 58W/840
Di seguito sarà eseguito il calcolo dei costi associati all’attuale impianto, partendo dai costi dell’energia elettrica e concludendo con i costi di manutenzione e sostituzione delle lampade. Per calcolare il costo dell’energia aggiornato al 25/7/12, sarà utilizzata la potenza nominale, la quale comunque non differisce di più del 3% da quella reale, sempre testata dal costruttore. La formula seguita è la seguente:
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numero apparecchi consumo nominale costo energia ore/anno costo totale 798 58 0,15 4200 29159 Tabella 1.2 – Calcolo costo energia
Il costo annuale imputabile solo all’energia è quindi di 29158,92 euro/anno. Per la valutazione delle spese di manutenzione s’ipotizzeranno 2 strategie di sostituzione delle lampade.
STRATEGIA 1 - sostituzione a guasto Riferendosi a ciò che è stato detto prima, non è possibile lasciare che all’interno del supermercato alcune lampade siano guaste, perché ciò ricadrebbe sulle sensazioni dei clienti. Da catalogo nell’arco di 20000 ore il 50% lampade si sono guastate, calcolando una media di 12 ore al giorno per 350 giorni all’anno:
sono sostituite tutte le lampade e gli starter. Per eseguire il calcolo sono state utilizzate le seguenti ipotesi:
Costo di ogni tubo fluorescente con relativo starter è di 8 euro compreso di sconto quantità.
Diritto di chiamata tecnico competente 50 euro.
Costo orario mano d’opera 25 euro.
Tempo di lavoro per ogni lampada 5 minuti (comprensivo di lavaggio riflettori).
Chiamata ogni 12 apparecchi guasti.
Anno 1 2 3 4 5
Lampade guaste 7,98 11,97 11,97 11,97 355,11 399
N° interventi 0,665 0,9975 0,9975 0,9975 29,5925
Tabella 1.3 – Costo manutenzione
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Costo 138,84 170,76 170,76 170,76 5090,88 5742 euro
Va aggiunto a questo costo di manutenzione il fatto che allo scadere de 5 anni sarà necessario sostituire anche la rimante parte d’impianto, poiché i guasti aumentano in modo più che proporzionale da quel momento in poi.
Il costo totale da suddividere su 5 anni che intercorrono prima della sostituzione completa di un impianto è dato da:
Ovvero:
STRATEGIA 2 – Sostituzione completa In questo scenario si valuteranno i costi di sostituzione di tutte le lampade e gli starter una volta raggiunta una mortalità del 5% delle lampade. Dal grafico di “lifetime” messo a disposizione dalla ditta costruttrice si evince che si ha il 5% delle lampade guaste dopo 17000 ore di funzionamento, per cui dopo circa 4 anni. Fino al 4° anno quindi non ci saranno costi da sostenere per la manutenzione, tuttavia si dovrà accettare che 44 lampade all’interno del supermercato siano guaste. I costi andranno quindi sostenuti tutti in una volta a cavallo tra il 4° e 5° anno.
Dove:
Diritto di chiamata 50 euro.
Costo tubi fluorescenti e starter 8 euro.
Costo orario mano d’opera 25 euro.
Questi costi vanno però ripartiti solo su 4 anni, per cui:
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Tra i due scenari individuati, è stato scelto il primo, poiché i costi sono più bassi e rispetta come già detto la clausola di benessere del cliente, il quale non si verrà mai a trovare in un ambiente con un eccessivo numero di lampade guaste. Concludendo, i costi totali attribuibili all’impianto d’illuminazione generale sono di
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2. Impianto d’illuminazione d’accento Con la dicitura illuminazione d’accento s’intende quel tipo d’illuminazione che va a sommarsi a quella generale al fine di:
Creare zone di maggior pregio.
“evidenziare” una zona espositiva conferendole maggiore illuminazione.
Richiamare l’attenzione del cliente.
All’interno di questa sezione dell’impianto bisogna porre attenzione a:
Effetti di abbagliamento
Danneggiamento merce
Resa cromatica della luce, che deve riprodurre in maniera opportuna i colori della merce.
Figura 1.3 - Reparto vini illuminato con faretti Baro 100W
Nella figura 1.3 si può osservare un esempio d’illuminazione d’accento, i reparti in cui questa tecnica è utilizzata all’interno del supermercato sono: 1.
Reparto vini.
2.
Reparto orto-frutta
3.
Banchi carne
4.
Banco pesce
5.
Zona congelatori
Nel suo complesso l’impianto d’illuminazione d’accento attualmente in funzione è composto da corpi illuminanti Baro, funzionanti con lampade a vapori di sodio (nel
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capitolo successivo si procederà ad un confronto di queste lampade con il modello proposto da Ansorg). Durante uno dei sopraluoghi ho potuto costatare:
Altezza di fissaggio 2,90 m.
Lampade SDW-T 100W.
Luce gialla.
109 lampade in totale.
2.1 Calcolo dei consumi e dei costi In questa sezione si procederà al calcolo dei costi dell’energia elettrica e a quelli di manutenzione delle lampade, utilizzando una strategia di sostituzione “a guasto”. I costi dell’energia possono essere calcolati tenendo conto di un assorbimento dei sistemi ausiliari di 15W, e ipotizzando un funzionamento giornaliero di 12 ore per 350 giorni all’anno.
numero apparecchi consumo effettivo(W) costo energia ore/anno costo totale 109 115 0,15 4200 7897 Tabella 1.4 – calcolo costo energia impianto illuminazione d’accento.
Per quanto riguarda la manutenzione invece, si può supporre che ogni 2 anni si rompa casualmente lampada o alimentatore elettronico, per cui ogni 4 anni è necessario sostituirli entrambi. Il costo di una lampada SDW-T è di circa 30 euro (considerando sconti sul prezzo di listino), mentre il sistema di alimentazione elettronico potrebbe costare 25 euro. Il Quindi per calcolare i costi di manutenzione:
Ponendo:
MTBF= 4 anni.
Costo orario 35 euro (aumentato rispetto all’esempio precedente per tenere conto del diritto di chiamata.)
tempo di sostituzione 30 minuti (in totale per sostituire lampada e alimentatore). 12
Nelle condizioni attuali quindi il costo di mantenimento dell’impianto d’illuminazione d’accento è di:
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3. Rilievi illuminotecnici nel supermercato L'illuminamento è
una grandezza
fotometrica risultato del
rapporto
tra
il flusso
luminoso (lm) emesso da una sorgente e la superficie dell'oggetto illuminato. Esso è quindi riferito all'oggetto illuminato e non alla sorgente. L'illuminamento è massimo quando la superficie è disposta perpendicolarmente ai raggi luminosi e diventa nullo quando i raggi sono paralleli alla superficie. L'unità con cui l’illuminamento è misurato è il lux, che corrisponde all'illuminamento prodotto su una superficie perpendicolare ai raggi da una sorgente posta a 1 metro di distanza e che abbia l'intensità luminosa di una candela(cd). Per misurare i livelli d’illuminamento su una superficie si utilizza uno strumento particolare, detto luxmetro. Esso è composto di solito da una parte fissa (corpo strumento) e una mobile che contiene il sensore vero e proprio costituito generalmente da un trasduttore (cella fotovoltaica o celle fotoelettriche) che sotto l'effetto dell'energia luminosa reagisce provocando una corrente elettrica che viene rilevata e tradotta in lux secondo la taratura. Elementi importantissimi durante le misurazioni sono:
Mantenere il sensore parallelo al piano di misurazione.
Se le fonti di luce sono vicine tenere conto dello spessore del sensore.
Non oscurare accidentalmente fonti luminose.
Devo specificare che le misurazioni effettuate che saranno riportate nei successivi paragrafi non hanno la pretesa di essere eseguite a norma. Il loro scopo è semplicemente quello di fornire un elemento di confronto con i dati ottenuti dalle simulazioni in Dialux dell’impianto a led. Inoltre lo strumento non recava con sé alcuna certificazione di taratura. Per questo le misurazione vanno considerate come dati di riferimento. Analizzerò di seguito prima i risultati imputabili solo all’impianto d’illuminazione generale, e in seguito quelli imputabili all’impianto d’illuminazione d’accento. 3.1 Livelli d’illuminazione consigliati La norma UNI 10.380 "Illuminazione d’Interni – Valori di Illuminamento Raccomandati" riporta i valori “raccomandati” d’illuminamento all’interno di negozi.
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Zona Aree circolazione Esposizione merci Vetrine
Illuminamento(lux) 200
Tonalità di colore N
Ra 1B
G B
500
N
1B
B
750
W-N-D
1B
B
Tabella 1.5 - Valori d’illuminazione “raccomandati” in negozi e magazzini.
Il supermercato situato presso la “Grande mela shopping center” è inserito appunto all’interno di un centro commerciale, ciò fa si che non sia necessario creare una zona iniziale del negozio in cui la luce sia più forte. Questo invece si rende necessario in alcune realtà in cui i clienti passano direttamente dall’esterno all’interno del negozio. Il salto d’illuminamento dai 10000 lux della luce giornaliera ai 500 lux del negozio può, infatti, suscitare nel cliente una serie di sensazioni negative indesiderate dai proprietari poiché potrebbero indisporre all’acquisto dei prodotti. 3.2 Rilievi illuminamento all’interno della sala vendita Come avevo anticipato nei paragrafi precedenti durante i sopraluoghi effettuati per studiare l’impianto d’illuminazione ho avuto modo di misurare i livelli d’illuminamento presenti all’interno dell’ambiente. Per permettere la comprensione di quanto segue è importante che specifichi da subito che le misurazioni sono state eseguite a zone, e di seguito presenterò in dati raccolti in tabelle suddivise per zona, specificandone prima le modalità di acquisizione e l’impianto cui esso va attribuito.
I.
CORRIDOI
Modalità d’acquisizione:
Altezza dal suolo(metri) 1
Posizione del sensore Parallelo al pavimento
Tabella 1.6 – Parametri di misurazione.
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Note
511 350 454 520 259 348 302 650 700 576 498 media =
Corridoi 412 483 236 224 301 347 451 250 601 420 434 420
Nei corridoi l’illuminamento è da attribuire solamente
311 all’impianto d’illuminazione generale. I valori riscontrati 320 rispettano la norma UNI 10380 in quanto nelle aree di 659 388 circolazione non discendono mai al di sotto dei 200 lux. 451 450 375 403 545 587 375
Tabella 1.7 – Rilievi luxmetro, risultati in lux.
II.
SCAFFALI
Modalità d’acquisizione:
Altezza dal suolo(metri) 1,5
Posizione del sensore Parallelo allo scaffale
Note Si sono cercate di scegliere l’inclinazione e l’altezza che nella maggior parte dei casi corrispondevano alla posizione media dei prodotti e all’angolo d’incidenza della luce con essi
Tabella 1.8 – Parametri di misurazione.
430 311 448 565 418 345 676 470 320 659 389 media =
Scaffali 454 423 437 545 652 700 489 451 376 332 423 437
Come le corsie anche gli scaffali sono illuminati
290 325 567 689 543 414 387 565 418 600 413
solamente dalle lampade fluorescenti dell’impianto generale d’illuminazione. Si nota, infatti, come i livelli di luce siano molto simili, e si discostino di poco verso l’alto, anche a “causa” della differente altezza di acquisizione. Considerando queste aree come zona di esposizione
merci
tuttavia
si
nota
che
le
“raccomandazioni” della norma UNI 10380 non sono sempre rispettate, infatti, in molti punti di misurazione il livello d’illuminamento era inferiore a 500lux.
Tabella 1.9 – Rilievi luxmetro, risultati in lux.
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III.
CANTINA VINI
Modalità d’acquisizione:
Altezza dal suolo(metri) 1,5
Posizione del sensore Parallelo alle merci esposte (20° rispetto al pavimento)
Note Misurazione fatta sovrapponendo il sensore alla merce esposta.
Tabella 1.10 – Parametri di misurazione.
Cantina vini 930 832 962 599 954 653 686 645 650 764 511 505 987 571 723 650 849 648 679 525 536 428 media= 679
La zona di esposizione dei vini è una di quelle che
930 598 653 511 686 961 928 702 745 976 629
fruisce dell’impianto d’illuminazione d’accento oltre a quello generale. I livelli d’illuminamento riscontrati, infatti, sono elevati rispetto alle zone illustrate in precedenza. Anche qui tuttavia sono stati rilevati alcuni dati che si distaccano in maniera evidente dalla media.
Tabella 1.11 – Rilievi luxmetro, risultati in lux.
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IV.
REPARTO ORTOFRUTTA
Modalità di acquisizione:
Altezza dal suolo(metri) 1,5
Posizione del sensore Parallelo alle merci esposte nei tavoli (35° rispetto al pavimento)
Note Misurazione fatta sovrapponendo il sensore alla merce esposta.
Tabella 1.12 – Parametri di misurazione.
Reparto ortofrutta 621 1344 583 1027 722 967 861 411 543 1002 721 547 1037 698 950 874 1040 1268 1286 1245 1950 758 media= 950
1034 945 872 686 1565 1511 987 1023 849 1679 836
Tabella 1.13 – Rilievi luxmetro, risultati in lux.
Figura 1.4 – Illuminazione troppo concentrata
Questo reparto è la zona più ampia in cui si sovrappongono i 2 impianti d’illuminazione.
Figura 1.5 – Illuminazione più diffusa
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Oltre a dati che si discostano in negativo dalla media, riscontrati anche nelle zone precedenti, in questa sono stati misurati valori d’illuminamento molto più alti della media che creano effetti d’illuminazione talvolta ben diffusa, altre volte invece troppo concentrata, come si può vedere dalla figura 1.4 se da una parte è vero, infatti, che in questo modo si mette in risalto la merce, è altrettanto vero che una situazione come quella mostrata in figura 1.5 è molto più gradevole.
I dati evidenziati nelle tabelle non sono da attribuire a guasti delle lampade, ma a scorrette modalità d’illuminazione, le differenze d’illuminamento, infatti, creano una sensazione di oscurità in certe zone e accentuano la percezione di “buio” anche se di per sé l’area era discretamente illuminata. È necessario specificare che questo effetto non è presente in tutta la sala vendita, ma solo in alcune zone. I dati raccolti saranno utilizzati nel capitolo 3 per essere confrontati a quelli ottenuti con l’impianto d’illuminazione a led luminosi.
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CAPITOLO 2 La proposta di Ansorg per l’illuminazione d’accento. Sin dal primo colloquio che ho avuto
con
il
responsabile
Sig.
Masotto,
del
gruppo
Rossetto, egli mi ha specificato che la ditta Ansorg era stata contattata
per
portare
avanti
un’analisi volta alla sostituzione dei vecchi corpi illuminati Baro presenti nel supermercato. L’idea di Ansorg è di sostituire i vecchi faretti appena citati con dei più moderni boxx LTW costruiti dalla
Figura 2. 1 – Faretti BARO attualmente installati.
stessa ditta. Le caratteristiche tecniche di questi corpi illuminati fornite dalla Ansorg sono: • montaggio su binario o a parete • distribuzione simmetrica della luce • inclinabile e orientabile •
dati
di
connessione:
con
reattore
elettronico, 220-240V, 35 (42) W, 50 (56) W, 70 (80) W,100 (109) W, 150 (163) W • Peso 1,5 kg Figura 2. 2 – Corpo illuminante boxx LTW
Le lampade ai vapori di sodio, SDW-T da 100 W, sarebbero sostituite con lampade ad ioduri metallici HCI-T da 70 W. L’effetto ricercato è quello di creare un ambiente in cui la luce sì “emozionale” e quindi colpisca il cliente aumentando la sua propensione all’acquisto. Per raggiungere questo scopo è importante una disposizione accurata delle lampade da parte dei tecnici e un riposizionamento in caso di cambiamenti sostanziali nella disposizione dei banchi espositivi.
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1 Confronto tra SDW-T e HCI-T Le lampade ai vapori di sodio rappresentano la tecnologia più diffusa e consolidata per l’illuminazione stradale, ma possono trovare impiego anche in negozi, edifici industriali, parcheggi, ecc. Le lampade ai vapori di sodio ad alta pressione consentono una migliore distinzione dei colori, mantenendo alti livelli di efficienza luminosa. Per funzionare necessitano normalmente di un alimentatore e uno starter. L’utilizzo di alimentatori
elettronici
“intelligenti”,
al
posto
dei
tradizionali
alimentatori
elettromagnetici, consente di ottenere ulteriori risparmi energetici, aumentando anche la durata di vita delle lampade. Questi alimentatori, che vanno installati tra la lampada e la rete elettrica, sono applicabili anche su sistemi d’illuminazione esistenti, ottenendo così immediati risparmi a fronte di un investimento economico relativamente basso e ammortizzabile in un breve periodo. La MASTER SDW-T 100 W PG12-1 è una delle
lampade
ai
vapori
di
sodio
maggiormente utilizzate nell’illuminazione d’accento, ed è anche quella scelta dal gruppo Rossetto. Tra le sue caratteristiche ci sono: 1. Buona resa cromatica. 2. Efficienza luminosa discreta. 3. Temperatura del colore ideale per l’illuminazione d’accento. Figura 2.3 – Lampada SDW-T 100 W
Nome
PHILIPS MASTER SDW-T 100W/825 PG12-1
Potenza (W)
100W
Flusso luminoso (Lm)
5000 lm
Temperatura di colore (K)
2500 K
Indice resa cromatica
83 Ra8
Durata di vita (h)
15000 h
Efficienza luminosa
50lm/W
Tabella 2.1 – Scheda tecnica lampada SDW-T 100 W
L'introduzione nelle lampade ai vapori di mercurio o di sodio ad alta pressione di ioduri metallici (iodio, tallio, indio, disprosio, olmio, cesio, tulio) migliora la resa dei colori delle
lampade al sodio e dà loro una temperatura di colore molto elevata (4000-5600 K). Le lampade a ioduri metallici hanno elevata efficienza luminosa compresa tra 80 e 100 lm/W, elevata resa cromatica IRC 80-90, lunga durata (fino a 12000 ore). Sono 21
adatte per illuminare aree commerciali o pedonali, zone residenziali, strade, monumenti, grandi superfici esterne. Le lampade ai vapori di ioduri metallici necessitano, per essere accese a freddo, di appositi accenditori che producano impulsi di tensione di innesco compresi tra 0,75 e 5 kV. In base al modello di lampada possono essere necessari dai 2 ai 10 minuti per il raggiungimento del pieno flusso luminoso e, in caso di spegnimento accidentale, spesso è necessario attendere il raffreddamento della lampada (2-15 minuti) per la riaccensione, a causa della elevata tensione di innesco che sarebbe necessaria per la riaccensione a caldo . Le lampade Spotlight HCI-T della OSRAM per esempio sono lampade agli ioduri metallici con una tecnologia ceramica a sfera. La sfera in cui avviene la scarica permette di creare alte temperature dell’arco. Le pareti sferiche sono uniformi e sottili per cui non c’è più assorbimento in una zona rispetto che un'altra Figura 2.4 – Lampada HCI-T SPOTLIGHT
come succedeva con la vecchia tecnologia cilindrica.
Grazie a queste caratteristiche la lampada garantisce:
Maggior indice di resa del colore rosso
Migliore resa dei colori
Distribuzione più uniforme della luce
Minore percentuale di rotture dovute alla corrosione del materiale ceramico
Flusso luminoso più elevato
Nome
OSRAM SPOTLIGHT HCI-T 70 W PG12-1
Potenza (W)
70 W
Flusso luminoso (Lm)
6300 lm
Temperatura di colore (K)
3000 K
Indice resa cromatica
95 Ra9
Durata di vita (h)
15000 h
Efficienza luminosa
90lm/W
Tabella 2.2 – Scheda tecnica lampada HCI-T Spotlight 70 W
L’efficienza luminosa maggiore del nuovo modello di lampade proposto da Ansorg in abbinamento con i suo corpi illuminanti porterà sicuramente vantaggi economici e di 22
qualità alla sala vendita. Supponendo, infatti, che il numero di fari non cambi, ma rimanga uguale a quello attuale, si otterrà un duplice vantaggio: 1. L’assorbimento di potenza sarà inferiore e quindi ci saranno meno consumi 2. L’illuminamento sarà maggiore, permettendo di illuminare in maniera più uniforme il reparto
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2 Il calcolo di Ansorg Il rinnovamento dell’impianto illuminotecnico all’interno di un supermercato è un’azione complicata in quanto è necessario che esso venga effettuato durante i periodi di chiusura del negozio. E’ necessario tener presente infatti che un giorno di chiusura dato dai ritardi nell’installazione sarebbe una perdita ben più rilevante di qualunque vantaggio economico ottenibile dal risparmio di energia elettrica. Per questo motivo la sostituzione degli apparecchi illuminati proposta da Ansorg non avverrà “in toto” ma sarà necessariamente effettuata a settori. Tra quelli presenti il reparto ortofrutta è stato identificato come quello con maggiore necessità di restyling. Nella figura successiva è stato riportato il calcolo fornitomi da Ansorg per il reparto.
Figura 2.5 – Calcolo dei costi per il reparto ortofrutta
Il gruppo rossetto è stato convito dai risparmi calcolati a sostituire le lampade, con la garanzia, come si diceva sopra, che l’effetto d’illuminazione migliorerà molto aumentando di livello ed essendo più omogeneo all’interno della sala vendita.
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CAPITOLO 3 Rifacimento dell’impianto con la tecnologia a LED La tecnologia a diodi ad emissione luminosa fu introdotta solo nel 1962, ed era caratterizzata da un’emissione luminosa molto debole. Da quel momento, la costante implementazione dei LED ha prodotto miglioramenti incredibili in termini di efficienza luminosa, spettro di emissione, intensità, durata di vita, costo, affidabilità e potenzialità applicative.
Figura 3.1 - confronto tra costi di funzionamento
Nella Figura 3.1 si può notare l’andamento dei costi di 3 tipi di impianto all’aumentare delle ora di funzionamento. L’impianto con lampade ad incandescenza ha costi di istallazione molto bassi, ma il lifetime basso delle lampade fa si che all’aumentare delle ore di funzionamento i costi per la sostituzione e manutenzione impennino. L’impianto a lampade fluorescenti come si può vedere diviene quasi da subito il più conveniente, grazie alla lunga durata delle lampade; ogni 20000 ore si nota il salto dovuto alla sostituzione di tutte le lampade. Per quanto riguarda i led invece il grafico evidenzia dei costi di installazione molto alti i quali non sono bilanciati della pendenza della retta che è leggermente inferiore a quella della lampade fluorescenti.
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La ricerca sui LED è in forte sviluppo, in quanto queste sorgenti presentano molti vantaggi rispetto alle tradizionali sorgenti per illuminazione. Esse presumibilmente saranno le sorgenti luminose del futuro, nonostante abbiano dei limiti, attualmente ancora oggetto di ricerca, che ne impediscono al momento l’impiego su larga scala. i punti di forza dei LED possono essere così sintetizzati:
Risparmio energetico: a parità di potenza assorbita, il LED produce un flusso luminoso di circa cinque volte superiore a quello delle lampade ad incandescenza e alogene.
Scarso calore sviluppato: l’efficienza elevata è legata al
fatto che solo un
piccola parte dell’energia assorbita è dissipata sotto forma di calore, a differenza delle lampade a incandescenza e delle fluorescenti;
Bassa potenza richiesta: al contrario delle lampade tradizionali, i LED hanno bisogno
di
correnti
talmente
ridotte
che
è
possibile
tranquillamente
autoalimentarli con energie rinnovabili (luce del sole o del vento). Questo concetto è già applicato alla segnaletica e ai lampioni per illuminazione urbana, perché molto conveniente dal punto di vista dei costi di gestione.
Funzionamento in sicurezza: rispetto alle lampade normali, che lavorano a tensione di rete, i comuni LED sono più sicuri, perché alimentati a bassa o a bassissima tensione .
Lunghissima durata di vita: con le loro 50000 ore di vita per blu e bianco e 10000 ore per i monocromatici, i LED superano abbondantemente le 750 ore delle lampade
a incandescenza e le 15000-20000 ore delle lampade
fluorescenti, per cui risultano particolarmente adatti all’utilizzo in situazioni in cui è oneroso, difficoltoso o pericoloso sostituire la sorgente luminosa. risparmio sui costi di manutenzione: avendo elevata durata di vita, la manutenzione risulta diluita nel tempo.
Resistenza agli urti e alle sollecitazioni: i diodi sono meccanicamente robusti e anche se cadono a terra non si danneggiano, neppure a caldo, al contrario delle lampade ad incandescenza che, se urtate quando sono ancora calde, si fulminano con facilità
Dimensioni e peso ridotti: permettono di progettare apparecchi compatti e di ridotta profondità, e rappresentano quindi un’ottima soluzione per dispositivi portatili, come cellulari e torce
Accensione a freddo: al contrario delle lampade fluorescenti, i LED hanno tempo di accensione pari a zero fino a temperature di -40°C, per cui il flusso immediatamente pari al flusso di regime.
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Assenza di componente ultravioletta: l’assenza totale di emissione UV fa sì che i LED non alterino i colori e non attirino insetti, per cui risultano la sorgente luminosa ideale per illuminare tutti quegli oggetti soggetti a degradazione, come opere d’arte e alimenti.
I punti di debolezza dei LED possono essere così sintetizzati:
Prezzo elevato: a parità di flusso luminoso, il costo dei LED è molto elevato rispetto a quello delle sorgenti tradizionali a incandescenza e a scarica.
Bassa resa cromatica: i LED sono in grado di riprodurre i colori sovrasaturandoli; all'apparenza la resa cromatica è buona.
Spegnimento graduale: a differenza delle lampade tradizionali, il LED diminuisce il suo flusso a poco a poco, per cui tende a non spegnersi completamente dopo la messa in off degli interruttori. Questo problema può essere risolto inserendo uno switch temporizzato che scollega fisicamente il circuito.
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1 I corpi illuminanti proposti Parte integrante della mia tesi è stata la ricerca di corpi illuminanti a led che potessero essere adatti all’illuminazione di un supermercato. Molte ditte offrono prodotti specifici divisi per settore di applicazione, e tra tutte quelle valutate la scelta è ricaduta su corpi illuminanti Philips, sia per l’illuminazione generale che per quella d’accento. La ricerca è stata eseguita cercando lampade che avessero una temperatura del colore ed una resa cromatica adatta all’illuminazione di aree espositive. 1.1 Soluzione per l’illuminazione generale
Figura 3.2 - 4MX800 P20
Informazioni generali
Dati illuminotecnici
Codice famiglia di prodotto
4MX800
Indice di resa dei colori
>80
Temperatura del colore
4000
Flusso luminoso
1850 Lm
Dimmerabile
si
Efficienza luminosa
94.9Lm/W
Temperatura ambiente
-20/ +35°C
Corrente
Lunghezza
600 mm
Potenza nominale
39 W
Peso netto per pezzo
2.150 kg
Tensione di alimentazione
220-240 V
Colore luce
Bianco
Frequenza di alimentazione 50-60 Hz
tempo al 90% del flusso
50000 h
Manutenzione
Guasti a 5000h
1%
28
No
Figura 3.3 - Solido fotometrico
1.2 Soluzione per l’illuminazione d’accento
Figura 3.4 - Solido fotometrico
Figura 3.5 - Faretto BPK561 led3000
Dati generali
Dati illuminotecnici
Codice prodotto
BPK561
Flusso luminoso
3000 Lm
Codice colore lampada
840
Efficienza luminosa
68 lm/W
cool
white
Corrente
Temperatura colore
4000K
Potenza nominale
46 W
Tempo al 70% del flusso
50000 h
Tensione di alimentazione
220-240 V
Guasti a 5000h
1% 29
2 Calcolo illuminotecnico Eseguire un calcolo illuminotecnico comporta la conoscenza di molti elementi, tra cui essenziali sono: Coefficienti di riflessione delle superfici Posizione della superficie su cui si vuole effettuare il calcolo All’interno di un ambiente cosi eterogeneo o in continuo cambiamento come un supermercato questi 2 fattori cambiano in continuazione e non sono quindi definiti in modo univoco. Le pareti sono quasi completamente ricoperte da merce in esposizione che continuamente cambia in quantità e posizione ed inoltre il calcolo sarebbe complicato dal fatto che le superfici da considerare non sono semplici piani da lavoro ma scaffali verticali che si sviluppano in profondità. La tecnica migliore per eseguire un calcolo di questo tipo consiste quindi nell’utilizzare una tecnica di calcolo ”punto per punto”, implementata da un software illuminotecnico.
Figura 3.6 - modello 3D del supermercato
Il programma Dialux distribuito da Dial è uno tra i più utilizzati dai tecnici del settore. I vantaggi che posso indurre alla scelta di questo programma sono:
Creare con la massima semplicità progetti professionali ed efficaci
File aggiornati dei corpi illuminanti dei maggiori produttori mondiali 30
Disponibilità gratuita di un software sempre aggiornato e tecnicamente all'avanguardia
Scene luminose colorate con LED- o altri corpi luminosi che cambiano colore
Variazione del numero, posizione e inclinazione di ogni singolo corpo illuminante
Il programma necessita di un modello digitale dell’ambiente e per questo supermercato,
non
essendo
disponibile è stato
ricostruito
partendo
dalla
documentazione cartacea messa a disposizione.
Prima di procedere alla presentazione dei risultati di studio è necessario indicare le impostazioni utilizzate all’interno della simulazione.
Coefficiente di riflessione soffitto 65%
Coefficiente riflessione pavimento 45%
Coefficiente riflessione pareti
I materiali impostati corrispondono a quelli presenti nel negozio
Altezza Impianto generale 3,20 m (a soffitto)
Altezza Impianto d’accento 2,80 m
Distanza lampade 1,2 m
Nella simulazione è stato adottato un cambiamento fondamentale rispetto alla disposizione degli apparecchi illuminanti del caso reale; essi sono stati posti parallelamente alle gondole espositive. Questo non concorda con quello specificato all’inizio della tesi, ma tutta via una serie di fattori mi hanno portato a questa scelta. 1. Le lampade a led scelte per l’illuminazione generale sono concepite per indirizzare la luce sulle scaffalature. 2. L’intervento sarebbe eseguito su un supermercato già costruito, e quindi non sussiste la possibilità che le scaffalature siano messe in modo diverso. 3. Philips presenta nel suo catalogo un numero cospicuo di negozi in cui questa strategia è stata installata e funziona correttamente. 4. La disposizione delle corsie non viene modificata spesso in quanto col tempo si tende a migliorare sempre più la posizione della merce grazie all’esperienza, e raggiunto un certo livello di comodità e abitudinarietà difficilmente lo si sostituisce.
31
5. C’è meno spreco di energia luminosa che andrebbe sprecata sulla parte alta degli scaffali. Il fattore di manutenzione è l’ultimo elemento essenziale da conoscere prima di procedere con il calcolo illuminotecnico. La manutenzione degli impianti d’illuminazione è essenziale per mantenere nel tempo le prestazioni di un sistema d’illuminazione entro i limiti progettuali e per promuovere un uso efficiente dell'energia. Il livello d’illuminazione all'interno di un locale, infatti, decresce gradualmente nel corso della vita dell'impianto. Il fattore di manutenzione (FM), è il parametro che descrive questa riduzione. La definizione di FM è la seguente: “Il rapporto tra l'illuminamento medio sul piano di lavoro dopo un certo periodo di uso dell'impianto (1°manutenzione) rispetto al valore medio dell'illuminamento ottenuto sotto le stesse condizioni quando l'impianto è nuovo”. Tuttavia per eseguire il calcolo a priori sono state create delle tabelle apposite che permettono di dedurre i valori dei 4 fattori che compongono il FM.
Sigla
Significato
Valore attribuito
LLMF
Fattore di manutenzione 0,95 del flusso luminoso
LSF
Fattore di lampade
LMF
Fattore di manutenzione 1 * dell’apparecchio
RSMF
Fattore di manutenzione 0,97** del locale
durata
delle 0,98
Tabella 3.1 - coefficienti del FM
*Philips stessa dichiara che non c’è alcuno bisogno di manutenzione per i suoi apparecchi, per cui il valore è stato posto a 1 **Il locale è stato collocato nella categoria N(normale), mentre i corpi illuminanti sono stati collocati nella categoria E(anti polvere).
Dimensioni
Tipo
Intervallo
locale
d'illuminazione
pulizia
dell'ambiente
fattore RSMF
Diretta
0.5
Normale - N
0,97
Grande K = 5,0
di Condizioni
Tabella 3.2 - indice RSMF
32
Valore
del
A favore di sicurezza il FM è stato mantenuto a 0,8 come di default nei programmi illuminotecnici.
Figura 3.7 - effetto complessivo sulla sala vendita
All’interno di tutta la sala si riscontrano valori d’illuminamento superiori a 250 lux, con alcuni picchi nelle zone di esposizione. Sugli scaffali si è ottenuto un livello d’illuminazione tra i 400 lux e i 600 lux.
Figura 3.8 - effetto dell'impianto generale su alcune corsie
33
In figura 3.8 è stato evidenziato con un cerchio rosso il livello di lux misurato sul ripiano sommitale dello scaffale. Il valore riscontrato di 473 lux dimostra che anche in questa zona si è ottenuto un buon livello d’illuminazione. Le zone di testa delle corsie, di colore rosso, sono generalmente riempite con bancali di merce in offerta, per cui l’energia luminosa non è sprecata.
Figura 3.9 - illuminamento sulla corsia dei banchi frigo
Nell’immagine sovrastante è stato messo in luce l’effetto ottenuto sulla corsia dei surgelati. Mentre con il vecchio impianto era necessario porre un’illuminazione d’accento per esaltare la merce con le lampade 4MX800 essa può essere omessa poiché si raggiungono livelli d’illuminamento superiori a quelli “raccomandati” dalla norma UNI10380.
34
Figura 3.10 - illuminamento nel reparto ortofrutta
Nei reparti in cui è necessario utilizzare l’illuminazione d’accento il software ha mostrato una distribuzione di illuminamento omogenea.
Figura 3.11 - illuminamento sul banco salumi
35
3 Costi d’impianto e gestione In questo paragrafo si presenterà il calcolo dei costi dell’impianto a led proposto in precedenza, ed a un confronto con i costi attualmente sostenuti dal supermercato per l’illuminazione. Si procederà nel seguente modo: 1. Calcolo dei costi fissi Calcolo dei costi dell’energia elettrica Calcolo dei costi di manutenzione 2. Confronto con i risultati ottenuti al capitolo 1
3.1 calcolo dei costi L’impianto si compone quindi nel suo complesso di 46 corpi illuminati BPK561 per l’ illuminazione d’accento, e di 672 4MX800.
Per il calcolo dei costi fissi mi sono basato su un preventivo richiesto a una ditta che fornisce materiale elettrico:
Costo 4MX800
982 euro/pezzo
Costo BPK561
421 euro/pezzo
Costo canaline e cavi
30 euro/metro
oggetto
prezzo
n°pezzi
4MX800 982 672 BPK561 502 46 canalina con 30 1200 cavi costi fissi totali=
prezzo totale 659.904,00 23.092,00 36.000,00 718.996,00
Tabella 3.3 – costi fissi istallazione impianto
Il costo d’installazione rispecchia uno dei fattori che ancora sfavoriscono l’illuminazione a led rispetto ai tubi fluorescenti. L’andamento che ci si aspetta dai calcoli è quello riportato in figura 3.1.
lampada n° pezzi 4MX800 672 BPK561 46
costo energia 0,15 0,15
potenza (W) 39 46
ore accensione annuali 4200 4200 costo totale energia=
Tabella 3.4 – costi annui energia
36
costo enregia 16.511 1.333 17.844
Arrivando a parlare dei costi di manutenzione si ricade in uno dei punti di forza dell’illuminazione a diodi. Un calcolo plausibile fatto sulle ore di funzionamento a 90% del flusso luminoso potrebbe avere questi parametri:
Lampade guastate 10%
Costo chiamata tecnico(diritto di chiamata 50 euro)
Tempo installazione lampada ½ ora
Costo orario 25 euro
Per l’impianto generale si ottiene quindi:
Per quello d’accento:
Prevedendo come da catalogo una durata di 50.000 ore si otterrebbero 11,9 anni di funzionamento
Il costo di manutenzione è cosi alto perché non possibile sostituire semplicemente le “lampade” a led ma è necessario sostituire tutto il corpo illuminante.
3.2 confronto tra impianto a led e impianto attuale
costo iniziale
Impianto attuale (costi in euro) 0
Impianto led (costi in euro) 718.996,00
costo annuo energia
37.087,00
17.844,12
costo annuo manutenzione
3.803,00
6.117,00
Tabella 3.5 – Confronto dei costi totali
37
mila euro
1200 lampade fluorescenti
1000 800
lampade a led
600 400 200 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17
anni
Figura 3.12 - grafico costi degli impianti
Come si può vedere dal grafico l’andamento dei costi rispecchia quanto previsto. Il risparmio di energia elettrica e l’assenza dei costi di manutenzione, che abbassano la pendenza della retta nel grafico, non è sufficiente per far scendere i costi dell’impianto a led sotto a quelli per le lampade fluorescenti.
38
CAPITOLO 4 Sostituzione dei tubi fluorescenti con tubi a LED compatibili. Nel capitolo precedente si è valutata l’eventualità di riprogettare da zero un impianto utilizzando dei prodotti che sfruttassero la tecnologia led. Il fattore cruciale che ha fatto si che la tecnologia led venisse a costare molto di più rispetto alle lampade a scarica di gas è stato l’investimento iniziale. Un’alternativa plausibile, per ridurre i costi d’investimento è quella di sfruttare i portalampade già presenti per sostituire i tubi al neon con lampade a led che abbiano attacchi
e parametri di utilizzo compatibili.
Questo permette di risparmiare in costi fissi, rispetto al caso visto nel capitolo 3, mantenendo tuttavia i vantaggi del led in termini di lifetime di una lampada e di riduzione della potenza consumata dall’impianto. A causa di una differenza di flusso luminoso tra le tecnologie è impossibile inter cambiare semplicemente i due tipi di lampade, ma sarà invece necessario un incremento del numero di apparecchi illuminanti.
1 I tipi di lampade proposti Questo tubo a led è prodotto dalla ditta Led Technology srl. Esso ha la caratteristica di poter essere installato negli impianti che erano stati creati per tubi fluorescenti T8, senza bisogno
di
modifiche.
Nel
caso
del
supermercato di Lugagnano, in cui sono presenti lampade da 150 cm e 58 W, il modello che va preso in considerazione è il seguente. Figura 4.1 – tubo a led di Led Tecnology
39
Parametro
Valore
Potenza nominale
25 W
Colore della luce
4000°
Durata di vita
>50.000 ore
Tensione di lavoro(AC)
40-315 V
Flusso luminoso
2250 lm
Dimensioni
29x1500 mm
Angolo del fascio
130°
Tabella 4.1 – tubo led da 25W
40
2 Calcolo illuminotecnico e dei costi Come già detto è necessario prendere in considerazione un incremento del numero di lampade a causa della differenza di flusso luminoso: 5200 lm per i tubi fluorescenti e 2250 lm per i tubi a led. Il calcolo del numero di corpi illuminanti da aggiungere sarà effettuato tenendo conto dei seguenti fattori: 1. Il numero di corpi illuminanti va sicuramente aumentato 2. La luce prodotta viene utilizzata tutta direttamente e non per riflessione 3. Si riducono gli effetti dello sporcamento dei corpi illuminanti 4. In alcune zone del supermercato ci sono livelli d’illuminamento superiori al necessario 5. Si può tener conto della posizione degli scaffali per disporre le lampade e non è necessario creare un impianto indipendente da esse, il quale sarebbe sicuramente anche meno efficiente. L’effetto ricercato anche con questa strategia di cambio della tecnologia deve essere quella di mantenere un flusso luminoso adatto al supermercato, in modo che i clienti si sentano a proprio agio e i prodotti siano ben illuminati. Il numero di lampade scelto è di 1150, rispetto alle 789 originali. In questo modo si possono aggiungere dei corpi illuminati paralleli alle gondole espositive, i quali sopperiscono alla mancanza di illuminamento dovuto alla differenza di flusso luminoso. L’ investimento inziale verrà calcolato come costo delle lampade, il prezzo da listino è di 112 euro, che scontato del 40% viene offerto ai clienti a 67 euro. Considerando che alcuni apparecchi hanno bisogno di nuove plafoniere in quanto il numero di lampade è stato aumentato. La quantità di ore e il costo al metro delle canaline e dei cavi sono stati suggeriti da un tecnico competente, e si possono vedere riportati nella tabella sottostante
n° apparecchi costo acquisto lampade 1150 canalina con cavi 1200 plafoniere 352 tecnico 704
costo impianto 67 77050 30 36.000,00 12 4224 25 17600 134.874,00
Tabella 4.2 - costi di investimento iniziale (euro)
Per quanto riguarda invece il costo annuo dell’energia, la modalità di calcolo è la medesima dei capitoli precedenti. 41
n° apparecchi pot. Nominale costo energia ore/giorno costo tot energia 1150 25 0,15 12 18112,5 Tabella 4.3 - costi annui energia (euro)
42
3 Confronto tra situazione attuale e tubi a led Dopo aver raccolto i dati di costo dell’eventuale utilizzo della tecnologia dei tubi a led è possibile effettuare un confronto con i costi attuali per calcolare il periodo di pay-back dell’investimento.
situazione attuale tubi a led costi fissi 0 134.874,00 costo annuo 40890 18112,5 Tabella 4.4 - confronto tra costi (euro)
Come si può notare il costo dell’energia è sensibilmente inferiore, vista la bassa potenza elettrica consumata dalle lampade. Come nel caso precedente l’investimento iniziale innalza notevolmente i costi. Il risultato si può vedere espresso più chiaramente nel grafico sottostante.
anni
Figura 4.1 - confronto tra costi
Al contrario di quanto visto nel capitolo 3 in questo nuovo scenario la tecnologia a led, riesce a bilanciare l’investimento iniziale con la riduzione dei costi annuali. A cavallo tra il quinto e il sesto anno si riesce ad ottenere il pay-back dell’impianto. 43
Nella vita stimata dal costruttore per le lampade a led, ovvero 11 anni, si riesce quindi ad ottenere un risparmio quantificabile intorno ai 100.000 euro. A fronte di un investimento iniziale di circa 135.000 euro si riuscirebbe quindi, utilizzando la tecnologia dei tubi a led, ad ottenere vantaggi importanti:
Riduzione dei costi
Illuminazione più omogenea
Nessuna perdita di resa cromatica dovuta al passaggio ai led
Nessun bisogno di manutenzione
Flessibilità nel posizionamento dei corpi illuminati aggiuntivi
Per concludere voglio quindi sottolineare quanto è emerso dallo studio fatto. I costi della tecnologia led sono ancora molto alti, il che ne preclude l’espansione su larga scala. Pare strano che sia più conveniente riadattare il led ad un tipo di utilizzo che certamente non sarebbe il più adatto alla sua natura, come la forma tubolare, piuttosto che progettare corpi illuminanti innovativi e a basso costo. Nella progettazione di questi corpi sarebbe importante prevedere una sostituzione in caso di guasto accidentale che permetta di non sostituire in toto il corpo illuminante ma solo i led. Attualmente, come visto nell’ultimo capitolo, si ha una convenienza nel lungo periodo solo sfruttando i componenti già presenti ed utilizzando la tecnologia a led riadattata per un utilizzo su impianti già preesistenti. Si possono in questo modo ottenere vantaggi economici rilevanti, dati dal risparmio di potenza elettrica e la riduzione dei costi di manutenzione.
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Bibliografia
Pietro Palladino, 2005, Manuale di Illuminazione, Como, IT: Tecniche nuove.
Pietro Palladino et al, 1999, Manuale di illuminotecnica, Settimo Milanese, IT: Tecniche nuove.
ENEA
Stato
dell’arte
dei
Led
(http://www.enea.it/it/Ricerca_sviluppo/documenti/ricerca-di-sistemaelettrico/illuminazione-pubblica/6-uniroma1-stato-arte-leddefinitivo-led.pdf) .
Led Technology srl, Catalogo 2012.
Philips,
Maxos
led
pannel
(http://download.p4c.philips.com/l4bt/3/350405/maxos_led_panel_350405_ffs_it a.pdf.
Catalogo Philips Lighting 2012.
Autorità per l’energia elettrica e il gas (http://www.autorita.energia.it/it/elettricita/schede/distr.htm)
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