LED-Beleuchtung für die Fertigung: Kosten sparen und gleichzeitig die Produktivität steigern

September 20, 2017    

Geld zu sparen ist für die meisten industriellen Anwender ein wichtiger Aspekt. Auch wenn die Beleuchtung keinen großen Teil des Betriebsbudgets ausmacht, kann jedes bisschen Einsparung dem Endergebnis zugute kommen. Die Modernisierung der Beleuchtung kann eine effektive Möglichkeit sein, die Kosten für Anlagen und Maschinen zu senken und gleichzeitig die Produktivität, Sicherheit und Funktionalität eines Raums zu verbessern. 

Bei der Betrachtung der Beleuchtungskosten sollten industrielle Nutzer bedenken, dass die Anschaffungskosten einer Leuchte nur einen Teil der Lebenszykluskosten der Beleuchtungslösung ausmachen. Die Kosten für die Wartung und den Austausch der Lampen hängen von der Lebensdauer der Geräte ab, und die Energiekosten hängen von der Effizienz der Geräte ab. Aus diesem Grund können langlebigere und effizientere Technologien zu erheblichen Einsparungen führen, auch wenn sie zunächst teurer sind.

Die folgende Abbildung veranschaulicht die Kosten einer Beleuchtungslösung über einen Zeitraum von 15 Jahren, wobei von typischen Kosten, Wattleistungen und Lebensdauern für verschiedene Technologien ausgegangen wird. Industrielle Nutzer sollten die Lebensdauerkosten der von ihnen in Betracht gezogenen Geräteoptionen berechnen, bevor sie eine Entscheidung treffen.

LED-Leuchten haben für eine bestimmte Anwendung oft höhere Anschaffungskosten als andere Technologien; sie sind jedoch oft die effizienteste verfügbare Option und haben die längste Lebensdauer. Einige industrielle Anwender finden die Leuchtstoff- oder HID-Technologie für ihre Bedürfnisse besser geeignet, aber das wird angesichts der rasanten Fortschritte in der LED-Technologie vielleicht nicht mehr lange der Fall sein. 

Die Kosten für die Erstausstattung einer Beleuchtungslösung umfassen das Gehäuse, die elektrische Ausrüstung (z. B. das Vorschaltgerät oder den Treiber) und die Lichtquelle (z. B. die Lampe oder das LED-Panel). LED-Geräte sind oft teurer als konkurrierende Technologien, und der Unterschied kann bei bestimmten Anwendungen erheblich sein.

Industrielle Nutzer können auch feststellen, dass die Anschaffungskosten für das Beleuchtungsgehäuse von der Umgebung abhängen. Wie weiter unten erläutert, können einige Beleuchtungen den extremen Bedingungen standhalten, die häufig in industriellen Umgebungen herrschen. Diese Sicherheitsvorkehrungen erhöhen zwar die Kosten für die Ausrüstung, aber das Risiko von Schäden oder Verletzungen an Personen oder anderen Materialien im Raum wird verringert - was langfristig zu Kosteneinsparungen führt.

Verschiedene Arten der Beleuchtungsmodernisierung erfordern unterschiedliche Investitionen in die Ausrüstung. Beleuchtungsmodernisierungen können als Nachrüstungen oder Neugestaltungen klassifiziert werden. Bei der Nachrüstung werden die vorhandenen Leuchten durch effizientere Technologien ersetzt, wobei das vorhandene Gehäuse, die Beleuchtungsmuster und die elektrische Ausrüstung genutzt werden. Andererseits erfordern Umgestaltungen neue Leuchten, eine Änderung des bestehenden Beleuchtungsmusters und eine teilweise oder vollständige Neuverkabelung der elektrischen Anlage.

Sowohl die Nachrüstung als auch die Neugestaltung können die Umstellung auf effizientere Technologien, die Erhöhung oder Verringerung der Gesamtbeleuchtungsstärke und/oder den Einbau von Beleuchtungssteuerungen beinhalten.  Beide Aufrüstungsarten können durch den Einsatz von Leuchten mit Funktionen wie elektrischer Kaskadierung, integrierten Kabelanschlüssen und verschiedenen Montageoptionen erheblich vereinfacht werden.  

Industrielle Nutzer sollten eine Umgestaltung des Beleuchtungssystems in Erwägung ziehen, wenn eine der folgenden Situationen vorliegt:

• Die bestehende Beleuchtungslösung ist in schlechtem Zustand
• Die Lichtverteilung der bestehenden Lösung ist ungleichmäßig
• Die Lichtverteilung der bestehenden Lösung entspricht nicht der Nutzung des Raums (z. B. wenn sich das Design, die Komponenten, die Einrichtung oder die Bedingungen im Raum geändert haben)
• Die gewünschte Ausleuchtung oder Verteilung kann mit den verfügbaren Nachrüstungsmöglichkeiten nicht erreicht werden

Bild: Die richtige Beleuchtung von Arbeitsplätzen kann eine kosteneffiziente, langfristige Lösung zur Verbesserung von Ergonomie und Produktivität sein.

Kleine Verbesserungen der Effizienz können über die gesamte Lebensdauer einer Beleuchtungslösung zu erheblichen Betriebskosteneinsparungen führen. Die Erzielung eines angemessenen Beleuchtungsniveaus für Arbeitsbereiche durch mit gezielter Aufgabenbeleuchtung kann auch Betriebskosten sparen. Beleuchtungssteuerungen, die das Licht dimmen oder ausschalten, wenn es nicht benötigt wird, sind eine weitere Möglichkeit zur Senkung der Betriebskosten.

Industrielle Nutzer sollten sich über die mit einer Beleuchtungslösung verbundenen Wartungskosten im Klaren sein. Ein Plan für den routinemäßigen Austausch von Lampen und die Reinigung von Oberflächen kann den Gesamtarbeitsaufwand für die Wartung verringern. Die Beibehaltung des Aussehens und der Gleichmäßigkeit der Beleuchtung kann auch zur Sicherheit und Produktivität am Arbeitsplatz beitragen.

Die Leistung jeder Beleuchtungslösung verschlechtert sich mit der Zeit durch den Ausfall von Lampen, Vorschaltgeräten oder Treibern, durch allmählichen Lumenverlust und Farbverschiebung oder durch die Ansammlung von Staub und Schmutz auf Linsen und Reflektoroberflächen. Die Verschlechterungsrate kann durch das Betriebsprofil des Systems, die technischen Merkmale des Systems und die Bedingungen der Betriebsumgebung bestimmt werden. Um effektiv planen zu können, muss man versuchen, die Lebensdauer einer bestimmten Technologie vorherzusagen und zu verstehen, wie und wann sich das Beleuchtungssystem wahrscheinlich verschlechtern wird.

Quelle: Nennlebensdauer aus David L. DiLaura et al. (Hrsg.), The Lighting Handbook, 10. Aufl., 13.7; LLD aus Illuminating Engineering Society und InterNational Association of Lighting Management Companies, Recommended Practice for Planned Indoor Lighting Maintenance: IESNA/NALMCO RP-36-03, 2.

Der prognostizierte L70-Wert für LEDs kann 50.000 Stunden überschreiten, aber die Hersteller werden aufgefordert, wegen der Unsicherheiten der Prognosemethode keine längere Lebensdauer anzugeben. Außerdem halten die LED-Chips oft länger als die Treiber, die sie mit Strom versorgen, was bedeutet, dass industrielle Nutzer möglicherweise die Treiber austauschen müssen, bevor die Light Engine ersetzt werden muss.

Der Wartungsplan für eine Beleuchtungslösung sollte auch die Menge an Schmutz und Staub in der Betriebsumgebung berücksichtigen. Schmutz, der sich auf einer Lampe ansammelt, verringert die Lichtleistung und kann die Lichtverteilung verzerren; Schmutz, der sich auf reflektierenden Oberflächen wie Wänden und Decken ansammelt, kann ebenfalls die Gesamtbeleuchtung verringern. Regelmäßiges Reinigen, Streichen und allgemeine Instandhaltung können dazu beitragen, dass die Beleuchtungslösung auf höchstem Niveau funktioniert.

Die Betriebskosten sind nur ein Aspekt, der bei der Auswahl einer Beleuchtungslösung berücksichtigt werden muss.  Wenn Sie mehr erfahren möchten, laden Sie das White Paper herunter: Considerations for Lighting in a Manufacturing Environment.