Éclairage à LED pour la fabrication : réduction des coûts tout en améliorant la productivité

September 20, 2017

La plupart des utilisateurs industriels doivent économiser de l'argent. Même si l'éclairage ne représente pas une part importante du budget d'exploitation, chaque économies peut améliorer les résultats. La mise à niveau de l'éclairage peut être un moyen efficace de réduire les coûts des installations et des machines tout en améliorant la productivité, la sécurité et les fonctionnalités d'un espace.

Coûts de possession

Lorsque les coûts d'éclairage sont pris en compte, les utilisateurs industriels doivent reconnaître que le coût initial d'un éclairage n'est qu'une partie du coût du cycle de vie de la solution d'éclairage. Les coûts de maintenance et de remplacement des lampes dépendent de la durée de vie de l'équipement et les coûts énergétiques dépendent de l'efficacité de l'équipement. Pour cette raison, des technologies plus durables et plus efficaces peuvent générer des économies importantes, même si elles sont initialement plus chères.

L'image ci-dessous illustre les coûts d'une solution d'éclairage sur un cycle de 15 ans, en supposant des coûts, une puissance en watts et une durée de vie normaux pour différentes technologies. Les utilisateurs industriels doivent calculer les coûts de durée de vie des options d'équipement spécifiques qu'ils envisagent avant de prendre une décision.

Sources: D&R analysis of lighting replacement costs from IES, The Lighting Handbook, 10th ed., pp. 18.2-18.11 and R.S. Means, Repair and Remodeling Cost Data 2010 and luminaire and lamp costs from proprietary data.

Les luminaires à LED ont souvent des coûts initiaux plus élevés pour une application donnée que d'autres technologies ; cependant, ils représentent souvent l'option la plus efficace et ont la durée de vie la plus longue. Certains utilisateurs industriels peuvent trouver que la technologie fluorescente ou HID est mieux adaptée à leurs besoins, mais ce n'est pas toujours le cas plus longtemps compte tenu du rythme rapide des progrès de la technologie LED.

Coûts initiaux de l'éclairage

Les coûts initiaux d'une solution d'éclairage incluent le boîtier, l'équipement électrique (par ex., le ballast ou le pilote) et le moteur lumineux (par ex., la lampe ou le panneau LED). Les équipements à LED coûtent souvent plus cher que les technologies concurrentes et la différence peut être importante pour certaines applications.

Les industriels peuvent également constater que le coût initial du boîtier d'éclairage dépend de l'environnement. Comme nous l'avons vu ci-dessous, certains éclairages peuvent résister aux conditions extrêmes souvent présentes dans les environnements industriels . Ces dispositifs de protection peuvent augmenter le coût de l'équipement, mais le risque de dommages corporels ou corporels est réduit, ce qui permet de réduire les coûts à long terme.

Différents types de modernisation de l'éclairage nécessitent des investissements différents dans l'équipement. Les mises à niveau de l'éclairage peuvent être considérées comme des modernisations ou des modifications. Les modernisations impliquent le remplacement des éclairages existants par des technologies plus efficaces, tout en utilisant le boîtier, le modèle d'éclairage et l'équipement électrique existants. D'autre part, les nouvelles conceptions nécessitent de nouveaux appareils, la modification du modèle d'éclairage existant et un recâblage partiel ou complet du système électrique.

Les modernisations et les reconceptions peuvent impliquer de passer à des technologies plus efficaces, d'augmenter ou de diminuer la quantité totale d'éclairage et/ou d'ajouter des commandes d'éclairage. Les deux types de mise à niveau peuvent être considérablement simplifiés en utilisant des dispositifs avec des caractéristiques telles que la cascade électrique, des connecteurs de fil intégrés et diverses options de montage.

Les utilisateurs industriels doivent envisager une nouvelle conception du système d'éclairage si l'une des situations suivantes s'applique :

La solution d'éclairage existante est en mauvais état
La distribution lumineuse de la solution existante est inégale
La distribution de la lumière de la solution existante ne convient pas aux utilisations de l'espace (par ex., en cas de modification de la conception, des composants, du mobilier ou des conditions de l'espace)
Il n'est pas possible d'obtenir l'éclairage ou la distribution voulus avec les options de modernisation disponibles

Image : Un éclairage adapté aux postes de travail peut être une solution économique et durable pour améliorer l'ergonomie et la productivité.

Coûts opérationnels

De petites améliorations de l'efficacité peuvent entraîner des économies importantes sur les coûts d'exploitation tout au long de la durée de vie d'une solution d'éclairage. L'obtention de niveaux d'éclairage appropriés pour les zones de travail enutilisant un éclairage de travail focalisé peut également réduire les coûts d'exploitation . Les commandes d'éclairage qui atténuent ou éteignent les éclairages lorsqu'ils ne sont pas nécessaires permettent de réduire les coûts d'exploitation.

Les indices d'efficacité varient considérablement selon les technologies et les applications, de moins de 15 lumens par watt (lm/W) pour les lampes à incandescence standard de 60W à près de 150 lm/W pour les éclairages de zone à LED les plus récents.

En règle générale, les éclairages dont la luminosité est plus élevée ont des indices d'efficacité plus élevés. Les LED ont souvent une meilleure efficacité que d'autres technologies, mais les options fluorescentes et HID très efficaces peuvent offrir une efficacité supérieure ou similaire pour certaines applications. La réduction de l'alimentation du système d'éclairage permet également de réduire les frais à la demande.

Lorsque les clients commerciaux ou industriels réduisent considérablement leur consommation d'énergie, ils doivent examiner leurs barèmes de prix des services publics pour déterminer quel calendrier est le plus intéressant sur le plan économique. Les gros clients confrontés à des frais de type « cliquet » peuvent bénéficier d'un changement d'horaire si les réductions de la demande sont importantes. La prise en compte des frais liés aux cliquets peut améliorer considérablement le rapport coût-efficacité des technologies plus efficaces.

Image : Le WLS15 est un éclairage de travail à LED compact et de faible puissance, idéal pour les espaces confinés, comme les armoires, ainsi que les applications mobiles et fonctionnant sur batterie.

Coûts de maintenance

Les utilisateurs industriels doivent comprendre les coûts de maintenance associés à une solution d'éclairage. Un plan de remplacement régulier des lampes et des surfaces de nettoyage permet de réduire la main-d'œuvre totale nécessaire à la maintenance. Le maintien de l'apparence et de l'uniformité de l'éclairage peut également améliorer la sécurité et la productivité sur le lieu de travail.

Les performances d'une solution d'éclairage se détériorent avec le temps en cas de défaillance de lampes, ballasts ou pilotes, d'amortissement progressif de la lumière et de changement de couleur ou d'accumulation de poussière et de saleté sur les lentilles et les surfaces du réflecteur. Le taux de détérioration peut être déterminé par le profil de fonctionnement du système, les caractéristiques techniques du système et les conditions de l'environnement de fonctionnement. Pour planifier efficacement, il est important de prévoir la durée de vie d'une technologie donnée et de comprendre comment et quand le système d'éclairage risque de se détériorer.

Image : L'éclairage à LED du poste de travail WLB32 offre un éclairage durable et sans entretien aux postes de travail.

À cet égard, la technologie à LED est traitée différemment de la technologie sans LED. Les puces LED se dégradent lentement au fil du temps, ce qui réduit la lumière et modifie les caractéristiques de couleur. La mesure utilisée pour définir la durée de vie des LED est la maintenance de la lumière L70. Il s'agit de la durée pendant laquelle la LED fonctionne tout en conservant au moins 70 % de la sortie initiale. Certaines LED mettent plus de temps à descendre jusqu'à 70 %.

Les technologies sans LED possèdent des composants électriques ou des filaments qui tombent en panne à un moment donné. La durée de vie nominale de ces produits est définie comme le nombre d'heures de fonctionnement pendant lesquelles 50 % des unités d'un échantillon tombent en panne. Les technologies sans LED subissent également une amortissement des valeurs en lumens au fil du temps, certaines technologies se dépréciant plus rapidement que d'autres.

La section suivante présente une plage de durées de vie nominales et de valeurs d'amortissement de la lumière de la lampe (LLD) à la fin de la durée de vie nominale pour certaines technologies.

Lighting Technology	Rated Lifetime (Hours)	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life
Lighting Technology Hallogen Incandescent	Rated Lifetime (Hours) 3,000 - 5,000	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life 5 percent
Lighting Technology Linear Flourescent	Rated Lifetime (Hours) 15,000 - 45,000	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life 10 percent
Lighting Technology High Pressure Sodium	Rated Lifetime (Hours) 15,000 - 40,000	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life 30 percent
Lighting Technology LED	Rated Lifetime (Hours) 20,000 - 50,000+	Lamp Lumen Depreciation (LLD) at end of rated life —

Source : Durée de vie nominale de David L. DiLaura et al., éds., The Lighting Handbook, 10th ed., 13.7 ; LLD de l’Illuminating Engineering Society et de l’InterNational Association of Lighting Management Companies, pratique recommandée pour la maintenance prévue de l’éclairage intérieur : IESNA/NALMCO RP-36-03, 2.

La valeur L70 prévue pour les LED peut dépasser 50 000 heures, mais les fabricants sont encouragés à ne pas demander une durée de vie plus longue en raison des incertitudes de la méthodologie de projection. En outre, les puces à LED durent souvent plus longtemps que les pilotes qui les alimentent, ce qui signifie que les utilisateurs industriels doivent parfois remplacer les pilotes avant de remplacer le moteur léger.

Le programme de maintenance d'une solution d'éclairage doit également prendre en compte la quantité de poussière et de saletés dans l'environnement d'exploitation. L'accumulation de saletés sur une lampe diminue le flux lumineux et peut fausser la distribution de la lumière. L'accumulation de saletés sur des surfaces réfléchissantes, comme les murs et les plafonds, peut également diminuer l'éclairage total. Un nettoyage, une peinture et un entretien général réguliers permettent de garantir un fonctionnement optimal de la solution d'éclairage.

Conclusion

Les coûts de possession ne sont qu'une considération à prendre en compte lors de l'identification d'une solution d'éclairage. Pour en savoir plus, téléchargez le livre blanc : Considérations relatives à l'éclairage dans un environnement de fabrication.

Éclairage à LED pour la fabrication : réduction des coûts tout en améliorant la productivité

Coûts de possession

Coûts initiaux de l'éclairage

Coûts opérationnels

Coûts de maintenance

Conclusion

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