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제조를 위한 LED 조명: 생산성은 높이면서 비용 절감

2017년 9월 20일    

비용 절감은 대부분의 산업 종사자에게는 매우 중요한 사항입니다. 조명이 운영 예산에서 차지하는 비율이 많지 않더라도 조금이라도 비용을 절약하는 것은 매우 중요합니다. 조명을 개선하는 것은 시설 및 기계 비용을 절약하면서 공간의 생산성, 안전성 및 기능성을 개선하는 효과적인 방법일 수 있습니다. 

WLB32 Muti-Station Test Workstation Illumination (High_Res_PSD)

소유 비용

조명 비용을 고려할 때 산업 종사자는 초기 조명 비용이 조명 솔루션의 수명주기 비용의 일부일 뿐임을 알고 있어야 합니다. 유지 보수 및 램프 교체 비용은 장비의 수명에 따라 다르며 에너지 비용은 장비의 효율성에 달려 있습니다. 따라서 오래 지속되는 더욱 효율적인 기술을 통해 초기에는 비용이 많이 들더라도 상당한 비용을 절약할 수 있습니다.

아래 이미지는 일반적인 비용, 와트 및 수명을 가정할 때 다양한 기술에 대한 15년 동안의 조명 솔루션 비용을 보여줍니다. 산업 종사자는 결정하기 전에 고려 중인 특정 장비 옵션의 수명 비용을 계산해야 합니다.

Lighting Cost Comparison
출처: IES, 조명 핸드북, 10판, 18.2-18.11페이지 및 R.S의 조명 교체 비용에 대한 D&R 분석. 방법, 수리 및 개조 비용 데이터 2010 및 독점 데이터를 사용한 등기구 및 램프 비용

LED 조명 기구는 종종 다른 기술보다 주어진 응용 분야에 대해 초기 비용이 더 많이 듭니다. 그러나 이 조명 기구는 종종 가장 효율적인 옵션이며 수명 또한 가장 깁니다. 일부 산업 종사자는 필요에 더 잘 맞는 형광 또는 HID 기술을 찾을 수 있겠지만 LED 기술의 급속한 발전으로 인해 오래지 않아 필요에 잘 맞는 기술을 찾기가 어려워질 수 있습니다. 

초기 조명 비용

조명 솔루션의 초기 장비 비용에는 하우징, 전기 장비(예: 안정기 또는 운전자) 및 조명 엔진(예: 램프 또는 LED 패널)이 포함됩니다. LED 장비는 종종 경쟁 제품보다 비싸며 이러한 비용 차이는 특정 응용 분야에 매우 중요할 수 있습니다.

산업 종사자는또한 조명 하우징의 초기 비용이 환경에 따라 달라진다는 것을 알 수도 있습니다. 아래 설명처럼 일부 조명은 산업 환경에서 주로 볼 수 있는 극한 조건을 견딜 수 있습니다. 이러한 안전장치로 인해 장비 비용이 증가할 수 있지만 작업 공간에 있는 사람이나 다른 물질에 대한 상해 또는 손상의 위험은 감소하여 결국 장기적인 비용은 절감됩니다.

다양한 유형의 조명 개선에는 장비에 대한 다양한 투자가 필요합니다. 조명을 개선하는 것은 보강 또는 재설계로 나눌 수 있습니다. 보강이란 기존 하우징, 조명 패턴 및 전기 장비를 활용하면서 기존 조명을 보다 효율적인 기술로 대체하는 것입니다. 반면에, 재설계에는 새로운 조명 기구, 기존 조명 패턴의 수정, 전기 시스템의 부분적 또는 전체적인 재배선이 필요합니다.

보강과 재설계 모두 더 효율적인 기술로 개선하고 전체 조명 양을 늘리거나 줄이거나 조명 컨트롤을 추가하는 작업이 포함될 수 있습니다.  전기 케스케이드, 일체형 와이어 커넥터 및 다양한 장착 옵션과 같은 기능을 갖춘 조명 기구를 사용하여 개선 유형을 상당히 단순화할 수 있습니다.  

산업 종사자는 다음과 같은 경우 조명 시스템의 재설계를 고려해야 합니다.

  • 기존 조명 솔루션의 상태가 좋지 않은 경우
  • 기존 솔루션의 배광이 고르지 않은 경우
  • 기존 솔루션의 배광은 공간의 용도에 적합하지 않은 경우(예: 공간의 설계, 구성 요소, 가구 또는 조건이 변경된 경우 등)
  • 사용 가능한 보강 옵션으로 원하는 조명 또는 배광을 달성할 수 없는 경우

 

LED 조명

이미지: 작업 공간의 적절한 조명은 인체 공학 및 생산성을 높여주면서 비용 효과적이고 장기적인 솔루션이 될 수 있습니다.

운영 비용

효능이 약간 향상되면 조명 솔루션의 수명주기 동안 운영 비용을 상당히 절감할 수 있습니다. 초점을 맞춘 작업 조명을 사용하여 작업 공간의 조명 수준을 적절히  맞추면 운영 비용을 절약할 수 있습니다. 불필요한 조명을 어둡게 하거나 끄는 조명 컨트롤은 운영 비용을 줄이는 또 다른 방법입니다.

효율 등급은 표준 60W 백열등의 경우 15와트(lm/W) 미만에서 최신 LED 영역 조명의 경우 약 150lm/W까지 기술과 응용 분야에 따라 크게 다릅니다.

일반적으로 루멘 출력이 높은 조명은 효율 등급이 높습니다.  LED는 다른 기술보다 효율이 더 좋지만 일부 응용 분야의 경우 고효율 형광 및 HID 옵션이 더 좋거나 비슷한 효율을 보일 수 있습니다. 조명 시스템의 전력을 줄이면 사용 요금도 절약됩니다.

상업 또는 산업 고객이 전력 사용량을 현저히 줄이는 경우 해당 고객은 전기 요금표를 검토해 가장 경제적인 요금을 확인해야 합니다. “래칫(ratchet)" 요금을 부담하는 대형 고객은 전력 수요 감소가 중요한 경우 다른 요금으로 바꾸면 도움이 될 수 있습니다. 래칫 요금을 고려하면 더 효율적인 기술의 비용 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

 

wls15-cover-final

이미지: WLS15는 편평한 저전력 LED 작업 조명으로 캐비닛과 같은 좁은 공간이나 모바일 및 배터리로 작동되는 응용 분야에 이상적입니다.  

유지 보수 비용

산업 종사자는 조명 솔루션에 관한 유지 보수 비용을 알고 있어야 합니다. 정기적으로 램프를 교체하고 표면을 청소하면 유지 보수에 필요한 전체 작업을 줄일 수 있습니다. 조명의 외관과 균일성을 유지하면 작업장의 안전과 생산성이 높아질 수 있습니다.

조명 솔루션의 성능은 시간이 지남에 따라 램프, 안정기, 드라이버의 고장 또는 점진적 루멘 감소 및 색상 변화 또는 반사경 표면의 먼지와 오물 축적 등으로 열화됩니다. 이러한 열화율은 시스템의 운영 프로필, 시스템의 기술적 특성, 운영 환경 조건에 따라 결정될 수 있습니다. 효과적으로 계획하기 위해, 주어진 기술의 수명을 예측하고 조명 시스템이 언제 어떻게 열화될지 알고 있는 것이 중요합니다.

wlb32_d_lit

이미지: WLB32 LED 워크스테이션 조명은 작업 공간에 오래 지속되고 유지 보수가 필요없는 조명을 제공합니다. 

이와 관련하여 LED 기술은 비 LED 기술과는 다르게 취급됩니다. LED 칩은 시간이 지남에 따라 천천히 열화되어 빛이 덜 발생하고 색상 특성이 변합니다. LED의 수명을 정의하는 데 사용되는 측정방법은 L70 루멘 유지입니다.  이는 초기 출력의 70% 이상을 유지하면서 LED가 작동하는 시간을 나타냅니다.  일부 LED는 70%까지 떨어지는 데 더 오래 걸립니다.

비 LED 기술의 경우 전기 부품 또는 필라멘트가 어느 시점에서 완전히 고장나는 경우가 있습니다. 이런 제품의 정격 수명은 샘플에 있는 장치의 절반(50%)이 고장나는 작동 시간 수로 정의됩니다. 비 LED 기술은 또한 시간이 지남에 따라 루멘 값이 감소하며 일부 기술은 다른 기술보다 더 빨리 감소합니다.

다음은 선택된 기술의 정격 수명이 다할 때까지의 정격 수명 및 램프 루멘 감소(LLD) 값의 범위를 나타냅니다.

 

조명 기술 정격 수명(시간) 정격 수명 이후의 램프 루멘 감소(LLD)
할로겐 백열등 3,000~5,000 5퍼센트
선형 형광등 15,000~45,000 10퍼센트
고압 나트륨 15,000~40,000 30퍼센트
LED 20,000~50,000+ 해당 없음

출처: 정격 수명은 David L. DiLaura 외, 다수의 버전, 조명 핸드북, 10판, 13.7; Illuminating Engineering Society및 조명 관리 회사 국제 연합의 LLD, 계획 실내 조명 유지 보수 권장 실무: IESNA/NALMCO RP-36-03, 2.

LED의 프로젝션 L70 값은 50,000시간 이상이 될 수 있지만 프로젝션 방법론의 불확실성으로 인해 제조업체는 더 오래 사용할 것을 권장하지 않습니다. 또한 LED 칩은 종종 전원 공급 장치보다 오래 사용되기 때문에 산업 종사자는 조명 엔진을 교체하기 전에 드라이버를 교체해야 할 수 있습니다.

조명 솔루션의 유지 관리 스케줄은 운영 환경의 오염물질 및 먼지의 양도 고려해야 합니다. 램프에 먼지가 쌓이면 광출력이 낮아져 배광이 왜곡될 수 있습니다. 벽과 천장과 같은 반사 표면에 쌓이는 먼지에 의해 전체 조명도 낮아질 수 있습니다. 정기적인 청소, 페인팅 및 일반 유지관리를 통해 조명 솔루션이 최고 수준에서 작동하도록 보장할 수 있습니다.

 

결론

소유 비용은 조명 솔루션을 선택할 때 고려해야 할 사항 중 하나입니다.  자세한 내용은 백서: 제조 환경에서의 조명 고려 사항을 다운로드하십시오. 

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