Vrij Technisch Instituut
                                            Leenstraat  32 – 58
                                 ...
Woord vooraf
Dit werk werd geschreven als geïntegreerde proef. Het kan aangezien worden als een werk
waarvoor alle opgedan...
Inhoudsopgave

Woord vooraf .................................................................................................
2.2.5        Bedrijfstemperatuur ............................................................................................
3.1.4        Besluiten ......................................................................................................
4.1.10         Berging ......................................................................................................
Inleiding
De verlichting is een politieke en filosofische stroming tijdens de geschiedenis. Het wordt aangezien
als een gr...
1 Studie van het licht
1.1 Licht
1.1.1 Wat is licht?

Licht is een elektromagnetische golf, de som van meerdere elektromag...
1.2 Grootheden in de verlichting
     1.2.1 Lichtsterkte I

     De lichtintensiteit of de helderheid van de bron.
     De...
1.3 Wetten der verlichting
1.3.1 Wet der afstand

                                  Stel: een lamp met een vaste straalhoe...
2 Studie van verlichting
2.1 Gloeilampen
2.1.1 Werking

Een gloeilamp is gebaseerd op het verschijnsel gloeiing dat veroor...
2.1.4 Lampprestaties

 Gloeilampen hebben in vergelijking met andere lampen maar weinig voordelen.
 Ze worden enkel nog ge...
2.2 Halogeenlampen
2.2.1 Nut

Zoals vermeld in 2.1.2 heeft een gloeilamp te kampen met het zwart worden van de binnenzijde...
2.2.5 Bedrijfstemperatuur

De lampkolf kan temperaturen bereiken tot 900°C.
Halogeenlampen verliezen hun nut in omstandigh...
2.3 Fluorescentielampen
2.3.1 Fosforen

Fosforen zijn chemische bindingen die licht genereren als ze blootgesteld worden a...
2.3.5 Multifosforen

Omdat trifosforen tekortschieten in het blauwgroene en oranjerode deel van het kleurenspectrum
werden...
2.3.9 Codering van fluorescentielampen
       odering




Figuur 6: Verklaring opschriften op een fluoreschentielamp
     ...
2.3.10         CFL’s

CFL’s of compacte fluorescentielampen werken op dezelfde wijze als normale fluorescentielampen
met d...
2.3.12            Levensduur

Fluorescentielampen hebben gewoonlijk een lange levensduur. Deze waarden geven een vertekend...
2.4 Voorschakelapparatuur
2.4.1 Werking conventionele voorschakelapparatuur




Figuur 7: Conventionele schakeling van een...
2.4.2 Elektronische ballast

Een elektronische ballast werkt volgens hetzelfde principe van een klassieke ballast.
Het gro...
2.4.4 Voorverwarmer




Figuur 10: Werking voorverwarmer



De schakelaar sluit bij een positieve spanning.
De eerste 0.5s...
2.5 Ledverlichting
2.5.1 Werking




Figuur 11: Bouw van een led

(afbeelding uit www.osram.com)
Als er stroom in de juist...
3 Metingen op voorschakelapparatuur
3.1 Meting op de spaarlamp
3.1.1 Meetopstelling




Figuur 12: Meetopstelling

De lamp...
3.1.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten

Via de conventionele rekenmethodes die de elektriciteitsmaatschappij ...
3.1.4 Besluiten

Met een spaarlamp kan men geen cos ϕ verbetering doen.
Toch zal de maatschappij een capacitieve cos ϕ aan...
3.2.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten

Om de nulstroom te kunnen verklaren moet men terugkijken naar de stro...
3.3 Meting op fluorescentielampen
3.3.1 Meetopstellingen




Figuur 20: Meetopstelling

Voor deze meting werden twee ident...
3.3.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten

Het vermogen van de schakeling met draadgewonden ballast heeft een ve...
3.4 Meting op een draadgewonden transformator
3.4.1 Meetopstelling




Figuur 21: Meetopstelling

Voor deze meting werd er...
3.4.3 Berekeningen

Uit de meetresultaten kan men volgende zaken gaan berekenen:
S = U × I = 230V × 298.1mA = 68.56VA
    ...
3.5 Meting op een elektronische transformator
3.5.1 Meetopstelling




Figuur 23: Meetopstelling


3.5.2 Meetresultaten

U...
3.5.4 Simulatie van de stroom

Aangezien een halogeenlamp een zuivere ohmse belasting is, zal de stroom door de lamp perfe...
Met deze gegevens kan er een mogelijk blokschema opgesteld worden.




Figuur 27: Blokschema elektronische transformator
 ...
3.5.5 Simulatie van de nulstroom
        mulatie

Als men drie zo’n elektronische transformatoren in ster zou zetten, kan ...
4 Studie van de eigen verlichting
4.1 Studie van de kamers
4.1.1 Living

De living wordt momenteel verlicht door 1 luster ...
4.1.4 Keuken

De keuken wordt verlicht door 3 spaarlampen van 15W die elk een witmetalen behuizing hebben als
reflector op...
4.1.7 Badkamer

De badkamer wordt verlicht door twee gloeilampen van elk 100W waarvan er een zonder enige
reflector op 85c...
4.1.10         Berging

De berging wordt verlicht door een gloeilamp van 75W zonder reflector aan de wand tegen het
plafon...
4.1.14          Slaapkamer WW

Deze kamer is uitgerust met een gloeilamp van75W zonder reflector en is gemonteerd tegen he...
4.2 Globale cijfers
4.2.1 Tabel


                      VTI-R 2008-2009 GIP-6TEA: Re-lamping
                     Projectl...
4.2.2 Wattmeting

Om eens na te gaan hoe correct de theoretische opname van het totale vermogen was en hoeveel
geld het nu...
4.3 Aanpassingen
4.3.1 Inleiding tot de aanpassingen

Omdat er in dit deel vele identieke zaken moeten gebeuren, is het ha...
Men heeft een investering teruggewonnen vanaf het moment dat de huidige wijze de kostprijs van
de investering meer verbrui...
4.3.2 De woonkamer

De woonkamer werd verlicht door 5 gloeilampen van 60W. Om eventuele grote kosten te beperken
moeten de...
4.3.3 Inkom

Deze ruimte werd verlicht door 1 gloeilamp van 15W. Om eventuele grote kosten te beperken moet
de lamp vervan...
4.3.4 Keuken

De keuken werd verlicht door:
Drie spaarlampen van 15W;
P = 15W
 1

G1 = 15.5 h
          w
L1 = 15000h
N1 =...
Het aanpassingsplan:
De gloeilamp in het midden van de kamer vervangen door een tl lamp, de twee gloeilampen boven
       ...
Voor de bijkomende tl-lamp met armatuur:
P5 = 18W
G5 = 5.25 h
           w
L5 = 15000h
A5 = €57.68
N 5 = €1.10
Φ 5 = 1200l...
4.3.5 Archief

Het archief werd verlicht door één gloeilamp van 100W. Omdat deze ruimte slechts zelden betreden
wordt, is ...
4.3.6 Waskamer

De waskamer werd verlicht door één gloeilamp van 75W. Omdat deze ruimte zelden verlicht word
             ...
4.3.7 Badkamer

Bij het verlichten van de badkamer zijn er twee zaken belangrijk: een algemene verlichting en
plaatselijke...
Gegevens van de tl-lamp+elektronische ballast met voorverwarmer:
P3 = 58W
G3 = 16 h
         w
L3 = 15000h
N 3 = €1.10
A3 ...
Resultaten van de simulatie:




Tabel 13: Resultaten simulatie



Merk op dat de simulatie enkel rekening houdt me de alg...
4.3.8 Slaapkamer ouders

De kamer heeft een gloeilamp van 75W die dient als algemene verlichting en twee nachtlampjes van
...
De spaarlamp die de gloeilamp het best kan vervangen is:




Tabel 14: Eigenschappen 'Dulux el facility'
        :

Prijs:...
4.3.9 Kelder

De kelder werd verlicht door een gloeilamp van 75W. Omdat de kelder slechts zelden betreden
wordt, is het on...
4.3.10             Berging

Voor de berging worden analoge veranderingen als bij de kelder doorgevoerd omdat de ruimte en ...
4.3.11          Nachthal+trap

De nachthal werd verlicht door twee gloeilampen van 100W. Deze moeten nu verwijderd en
verv...
Resultaten van de simulatie:




Tabel 17: Resultaten simulatie



De tijd waarin de investering teruggewonnen is:
     3 ...
4.3.12         Slaapkamer AW

De kamer werd verlicht door een gloeilamp van 75W en een bureaulamp van 20W
De gloeilamp wor...
De spaarlamp die de gloeilamp het best kan vervangen is:




Tabel 18: Eigenschappen 'Dulux el facility'
        :

Prijs:...
4.3.13        Slaapkamer WW

De kamer werd verlicht door een gloeilamp van 75W en een bureaulamp van 20W
De gloeilamp word...
De spaarlamp die de gloeilamp het best kan vervangen is:




Tabel 19: Eigenschappen 'Dulux el facility'

Prijs: €6.98


 ...
4.3.14          Living

De living werd verlicht door een luster met 8 gloeilampen van 60W. Omdat de ruimte eigenlijk
overb...
Omdat de luster 8 lamphouders heeft, moet de lichtstroom ook gedeeld worden door 8:
Φ 2 4329lm
   =       = 541lm
8     8
...
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Gip: Re-lamping, hou de watts in toom
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Gip: Re-lamping, hou de watts in toom

3,879 views
3,633 views

Published on

Eindwerk Elektriciteit-Elektronica (middelbaar)

Een interesant onderdeel is de grote nulstroom bij spaarlampen in ster en de valse cos pfi verbetering die een spaarlamp met zich mee brengt.

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
3,879
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
22
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Gip: Re-lamping, hou de watts in toom

  1. 1. Vrij Technisch Instituut Leenstraat 32 – 58 8800 ROESELARE Tel. 051 20 02 88 FAX 051 20 39 81 www.vtir.be e-mail: info@vtir.be GEINTEGREERDE PROEF 2008 – 2009 Elektriciteit elektronica Re-lamping, hou de watts in toom! Leerling: Wouter Wybo Klas: 6TEA Gipcoördinator: Dhr. Terryn Gipmentor: Dhr. Lievens & Dhr. Mestdagh Taalmentor: Dhr. Terryn
  2. 2. Woord vooraf Dit werk werd geschreven als geïntegreerde proef. Het kan aangezien worden als een werk waarvoor alle opgedane kennis en vaardigheden tijdens mijn middelbare schooltijd moet gebruikt worden. Daarom wil ik in de eerste plaats alle leerkrachten van het vti te Roeselare bedanken voor de kennis, vaardigheden en opvoeding die mij bijgebracht werd in deze secundaire school. In het bijzonder wil ik de heer Lievens en de heer Mestdagh als gipmentoren bedanken voor de begeleiding en hun grote inbreng in dit werk. Naast de gipmentoren wil ik ook de heer Terryn ten zeerste bedanken voor zijn inzet als gipcoördinator en als taalmentor. Uit mijn persoonlijke leefsfeer wil ik mijn ouders bedanken voor alle steun die ik heb mogen ontvangen. Daarnaast wil ik ook mijn zus bedanken voor de steun die zij gegeven heeft in moeilijkere periodes
  3. 3. Inhoudsopgave Woord vooraf ......................................................................................................................................... 2 Inhoudsopgave ....................................................................................................................................... 3 Inleiding.................................................................................................................................................. 7 1 Studie van het licht .................................................................................................................. 8 1.1 Licht .................................................................................................................................... 8 1.1.1 Wat is licht? ............................................................................................................... 8 1.1.2 Wat is kleur? .............................................................................................................. 8 1.1.3 Gevoeligheid voor het oog ...................................................................................... 8 1.1.4 IR-licht ........................................................................................................................ 8 1.1.5 UV-licht....................................................................................................................... 8 1.2 Grootheden in de verlichting.......................................................................................... 9 1.2.1 Lichtsterkte I ........................................................................................................... 9 1.2.2 Lichtstroom Φ .......................................................................................................... 9 1.2.3 Specifieke lichtstroom ............................................................................................. 9 1.2.4 Verlichtingssterkte E .............................................................................................. 9 1.2.5 Kleurtemperatuur ..................................................................................................... 9 1.2.6 Kleurweergave Ra ..................................................................................................... 9 1.3 Wetten der verlichting .................................................................................................. 10 1.3.1 Wet der afstand ...................................................................................................... 10 1.3.2 Wet der invalshoek ................................................................................................. 10 2 Studie van verlichting ............................................................................................................ 11 2.1 Gloeilampen .................................................................................................................... 11 2.1.1 Werking..................................................................................................................... 11 2.1.2 Vacuümlampen ........................................................................................................ 11 2.1.3 Gasgevulde lampen ................................................................................................ 11 2.1.4 Lampprestaties........................................................................................................ 12 2.2 Halogeenlampen ............................................................................................................. 13 2.2.1 Nut............................................................................................................................. 13 2.2.2 Kwarts ....................................................................................................................... 13 2.2.3 Halogeen .................................................................................................................. 13 2.2.4 Werking halogeencyclus ........................................................................................ 13
  4. 4. 2.2.5 Bedrijfstemperatuur .............................................................................................. 14 2.2.6 Onzichtbaar licht .................................................................................................... 14 2.2.7 Lampprestaties........................................................................................................ 14 2.3 Fluorescentielampen ...................................................................................................... 15 2.3.1 Fosforen.................................................................................................................... 15 2.3.2 Werking..................................................................................................................... 15 2.3.3 Halofosfaten ............................................................................................................ 15 2.3.4 Trifosforen ............................................................................................................... 15 2.3.5 Multifosforen ........................................................................................................... 16 2.3.6 T12 buizen ............................................................................................................... 16 2.3.7 T8 buizen.................................................................................................................. 16 2.3.8 T5 buizen.................................................................................................................. 16 2.3.9 Codering van fluorescentielampen ...................................................................... 17 2.3.10 CFL’s ......................................................................................................................... 18 2.3.11 Onverantwoord gebruik van fluorescentielampen ............................................ 18 2.3.12 Levensduur ............................................................................................................... 19 2.3.13 Verwachte levensduur ........................................................................................... 19 2.3.14 Kleurweergave......................................................................................................... 19 2.3.15 Lumenbehoud .......................................................................................................... 19 2.4 Voorschakelapparatuur .................................................................................................. 20 2.4.1 Werking conventionele voorschakelapparatuur ................................................ 20 2.4.2 Elektronische ballast .............................................................................................. 21 2.4.3 Dimbare ballast ....................................................................................................... 21 2.4.4 Voorverwarmer ....................................................................................................... 22 2.5 Ledverlichting.................................................................................................................. 23 2.5.1 Werking..................................................................................................................... 23 2.5.2 Witte led .................................................................................................................. 23 2.5.3 Meerkleuren leds .................................................................................................... 23 2.5.4 Betrouwbaarheid .................................................................................................... 23 3 Metingen op voorschakelapparatuur ................................................................................... 24 3.1 Meting op de spaarlamp ................................................................................................ 24 3.1.1 Meetopstelling ......................................................................................................... 24 3.1.2 Meetresultaten ........................................................................................................ 24 3.1.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten .................................................. 25
  5. 5. 3.1.4 Besluiten .................................................................................................................. 26 3.2 Meting op spaarlampen in ster ..................................................................................... 26 3.2.1 Meetopstelling ......................................................................................................... 26 3.2.2 Meetresultaten ........................................................................................................ 26 3.2.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten .................................................. 27 3.2.4 Besluit ....................................................................................................................... 27 3.3 Meting op fluorescentielampen .................................................................................... 28 3.3.1 Meetopstellingen .................................................................................................... 28 3.3.2 Meetresultaten ........................................................................................................ 28 3.3.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten .................................................. 29 3.3.4 Besluiten .................................................................................................................. 29 3.4 Meting op een draadgewonden transformator .......................................................... 30 3.4.1 Meetopstelling ......................................................................................................... 30 3.4.2 Meetresultaten ........................................................................................................ 30 3.4.3 Berekeningen ........................................................................................................... 31 3.4.4 Besluiten .................................................................................................................. 31 3.5 Meting op een elektronische transformator .............................................................. 32 3.5.1 Meetopstelling ......................................................................................................... 32 3.5.2 Meetresultaten ........................................................................................................ 32 3.5.3 Berekeningen ........................................................................................................... 32 3.5.4 Simulatie van de stroom ........................................................................................ 33 3.5.5 Simulatie van de nulstroom .................................................................................. 35 3.5.6 Besluiten .................................................................................................................. 35 4 Studie van de eigen verlichting............................................................................................ 36 4.1 Studie van de kamers ..................................................................................................... 36 4.1.1 Living......................................................................................................................... 36 4.1.2 Woonkamer .............................................................................................................. 36 4.1.3 Inkom ........................................................................................................................ 36 4.1.4 Keuken ...................................................................................................................... 37 4.1.5 Archief ...................................................................................................................... 37 4.1.6 Waskamer ................................................................................................................. 37 4.1.7 Badkamer ................................................................................................................. 38 4.1.8 Slaapkamer ouders ................................................................................................. 38 4.1.9 Kelder ....................................................................................................................... 38
  6. 6. 4.1.10 Berging ...................................................................................................................... 39 4.1.11 Nachthal+trap.......................................................................................................... 39 4.1.12 Slaapkamer NW ....................................................................................................... 39 4.1.13 Slaapkamer AW ....................................................................................................... 39 4.1.14 Slaapkamer WW ...................................................................................................... 40 4.1.15 Zolder........................................................................................................................ 40 4.1.16 Buitenverlichting .................................................................................................... 40 4.2 Globale cijfers ................................................................................................................. 41 4.2.1 Tabel ......................................................................................................................... 41 4.2.2 Wattmeting .............................................................................................................. 42 4.3 Aanpassingen ................................................................................................................... 43 4.3.1 Inleiding tot de aanpassingen ............................................................................... 43 4.3.2 De woonkamer......................................................................................................... 45 4.3.3 Inkom ........................................................................................................................ 46 4.3.4 Keuken ...................................................................................................................... 47 4.3.5 Archief ...................................................................................................................... 50 4.3.6 Waskamer ................................................................................................................. 51 4.3.7 Badkamer ................................................................................................................. 52 4.3.8 Slaapkamer ouders ................................................................................................. 55 4.3.9 Kelder ....................................................................................................................... 57 4.3.10 Berging ...................................................................................................................... 58 4.3.11 Nachthal+trap.......................................................................................................... 59 4.3.12 Slaapkamer AW ....................................................................................................... 61 4.3.13 Slaapkamer WW ...................................................................................................... 63 4.3.14 Living......................................................................................................................... 65 4.3.15 Buitenverlichting .................................................................................................... 67 4.3.16 Zolder........................................................................................................................ 68 4.3.17 Slaapkamer NW ....................................................................................................... 69 4.4 Globale cijfers na audit ................................................................................................. 70 4.4.1 Tabellen ................................................................................................................... 70 4.4.2 Tussentijds besluit.................................................................................................. 70 Literatuurlijst ...................................................................................................................................... 71 Besluit ................................................................................................................................................... 72 Documentatie en bijlagen ................................................................................................................. 73
  7. 7. Inleiding De verlichting is een politieke en filosofische stroming tijdens de geschiedenis. Het wordt aangezien als een grondige vernieuwing en verandering van opvattingen. Heden ten dage is er ook een grondige verandering van opvattingen over de verlichting van een ruimte bezig. De vele technieken die tegenwoordig ontwikkeld worden, zorgen voor een constant groeiende waaier aan mogelijkheden, terwijl de consumenten en sinds kort ook verscheidene regeringen steeds verder gaande eisen stellen. Vandaag wil men steeds meer energie gaan besparen en wordt men steeds meer bewust van de invloed die zaken als verlichting kunnen hebben op het leefmilieu waarin wij allen leven. Maar daarnaast moet de verlichting een positieve invloed hebben op de personen die zich in de verlichte ruimtes bevinden. Deze veranderingen en vernieuwingen binnen de verlichting noemt men ‘Re-lamping’.
  8. 8. 1 Studie van het licht 1.1 Licht 1.1.1 Wat is licht? Licht is een elektromagnetische golf, de som van meerdere elektromagnetische golven van verschillende golflengtes. Dit wil niet zeggen dat alle elektromagnetische golven licht zijn. Als men spreekt over licht, dan spreekt men over de elektromagnetische golven van de frequentieband van het zichtbaar licht. Elke golflengte die een deel uitmaakt van het zichtbaar licht brengt een kleur met zich mee. Het zichtbare licht gaat van 400nm (paars) tot 700nm (rood) (zie afbeelding 1). 1.1.2 Wat is kleur? Als mens kunnen wij een voorwerp zien staan. Dat betekent dat we het licht dat weerkaatst wordt door het voorwerp kunnen waarnemen. Niet alle voorwerpen weerkaatsen al het licht. Zo weerkaatst een rode brievenbus al het rode licht, maar absorbeert alle overige golflengtes. Met andere woorden: als men een bepaald voorwerp met een bepaalde kleur ziet staan, dan betekent dit dat het licht van de kleur van het voorwerp weerkaatst wordt en op ons oog valt. Als men kunstmatig licht wil manipuleren om bepaalde kleureffecten te bereiken kan men dit bekomen door de drie primaire kleuren (blauw, groen en rood) met elkaar te combineren en te variëren in sterkte (zie afbeelding 2). 1.1.3 Gevoeligheid voor het oog Het menselijk oog is niet voor elk kleur even gevoelig. Zo kan het oog de kleuren in het midden van het spectrum veel beter opvangen en verwerken dan kleuren op de uiteinden van het spectrum. De kleuren van net buiten het spectrum (IR en UV)kunnen zelfs helemaal niet meer opgemerkt worden. 1.1.4 IR-licht IR-licht of infrarood licht is net als het zichtbaar licht een elektromagnetische golf maar is niet zichtbaar voor het menselijke oog omdat de golflengte te lang is. IR licht verwarmt rechtsreeks massa’s die er aan blootgesteld worden. Soms wordt IR-licht ook gebruikt als verwarming bijvoorbeeld in een broeikas. Het kan ook zeer nadelige gevolgen hebben omdat dit warmte met zich meebrengt. 1.1.5 UV-licht UV-licht of ultraviolet licht is een soort licht dat niet zichtbaar is voor het menselijk oog omdat de golflengte te kort is. Het licht heeft invloed op pigmenten. Dat zorgt voor het bruinen van de huid en het verbleken van kleuren. UV-licht wordt meestal gezien als een ongewenst en onschadelijk nevenproduct van een verlichtingsinstallatie.Zowel het zichtbaar- IR- en UV-licht worden door de zon uitgestraald op het aardoppervlak. 8
  9. 9. 1.2 Grootheden in de verlichting 1.2.1 Lichtsterkte I De lichtintensiteit of de helderheid van de bron. De eenheid van lichtsterkte is candela (cd). Deze eenheid is te vergelijken met de lichtsterkte van 1 kaars, maar dit is niet volledig correct. ig 1.2.2 Lichtstroom Φ Onder lichtstroom verstaat men de hoeveelheid licht die een lichtbron uitstraalt per seconde. De eenheid van lichtstroom is lumen (lm) Dit is de lichtstroom die nodig is om een oppervlakte van (lm). 1m 2 te verlichten als de lichtbron 1cd is die in alle richtingen licht geeft en op 1m van het oppervlak staat. 1.2.3 Specifieke lichtstroom De specifieke lichtstroom drukt in een zekere zin het rendement van een lamp uit. Deze kan berekend worden door de totale lichtstroom van een lamp te delen door zijn elektrisch vermogen. r De eenheid van de specifieke lichtstroom is lm . W 1.2.4 Verlichtingssterkte E Onder verlichtingssterkte verstaat men de hoeveelheid licht op een oppervlakte. aat Φ Men kan dit berekenen door de lichtstroom te delen door het belichte oppervlak. E = A De verlichtingssterkte wordt uitgedrukt in lux. 1.2.5 Kleurtemperatuur De kleurtemperatuur drukt uit hoe ‘warm’ het uitgestraalde licht van een lamp lijkt. Hoe groter het aandeel rood in het uitgestraalde licht, hoe warmer deze lijkt maar hoe lager de temperatuur. Hoe groter het aandeel blauw van het uitgestraalde licht, hoe koeler de lamp lijkt, hoe hoger zijn temperatuur. De kleurtemperatuur wordt niet uitgedrukt in °C maar in de absolute kleurtemperatuur grootheid Kelvin (K). 1.2.6 Kleurweergave Ra De kleurweergave is een schaal die weergeeft in welke mate het kleur van het uitgestraalde licht overeenstemt met dat van het natuurlijk zonlicht. Dit kan van groot belang zijn voor de verlichting van ruimtes waar men gedurende langere periodes verblijft omdat een slechte kleurweergave kan leiden tot stress en depressiviteit. 9 Figuur 1: Voorbeelden op de Ra schaal
  10. 10. 1.3 Wetten der verlichting 1.3.1 Wet der afstand Stel: een lamp met een vaste straalhoek en een vaste lichtstroom wordt op 1m hoogte gehangen en belicht een bepaalde oppervlakte en men meet de verlichtingssterkte. Als men dan de lamp dubbel zo hoog hangt (2m) zal de lamp een mp veel groter oppervlak verlichten, terwijl de lichtstroom hetzelfde blijft waardoor de verlichtingssterkte op dat oppervlak veel kleiner wordt. Besluit: hoe verder een lichtbron van zijn te verlichten oppervlakte ligt, hoe lager zijn verlichtingssterkte. e Figuur 2: De wet der afstand 1.3.2 Wet der invalshoek De invalshoek is de hoek gevormd tussen de lichtstraal en het verlichte oppervlak. De verlichtingssterkte op een vlak is kleiner naarmate de lichtstralen schuiner vallen. De verlichtingssterkte is bijgevolg afhankelijk van zijn invalshoek. Men kan bewijzen dat: E ' = E × sin α Figuur 3: De wet der invalshoek 10
  11. 11. 2 Studie van verlichting 2.1 Gloeilampen 2.1.1 Werking Een gloeilamp is gebaseerd op het verschijnsel gloeiing dat veroorzaakt wordt door een materiaal sterk te verwarmen zodanig dat het licht begint te geven. Om deze gloeiing te bekomen laat men een stroom door een wolfraamdraadje stromen. Hierdoor warmt het draadje op en geeft het licht af. Een probleem waar men bij het experimenteren mee geconfronteerd werd, was het feit dat het wolfraamdraadje oxideerde of verbrandde door de combinatie van de hoge hitte en de zuurstof uit de omgeving. Om dat te voorkomen werd de draad in een zuurstofvrije glazen bokaal geplaatst. Er bestaan 2 soorten gloeilampen: vacuümlampen en gasgevulde lampen. 2.1.2 Vacuümlampen Een vacuümlamp is een lamp waar men alle lucht uitgezogen heeft waardoor het gloeidraadje niet langer kan verbranden. Het grote voordeel van een vacuümlamp is de grote isolatiecapaciteit van het vacuüm waardoor er minder warmte van de draad kan afgezet worden buiten de lamp, wat minder verlies betekent van de lamp. Minder verlies betekent uiteraard een hoger rendement. Het nadeel van een vacuümlamp is dat de gloeidraad geleidelijk verdampt door de hoge temperaturen. Het verdampte wolfraam zet zich dan af aan de binnenkant van de lampkolf en laat er een zwarte schijn achter wat het lichtrendement sterk vermindert. Na een tijdje zal het draadje zodanig sterk verdampt en verdund zijn dat het simpelweg doorbreekt. 2.1.3 Gasgevulde lampen Men heeft ontdekt dat de verdamping van de gloeidraad afneemt als men de lampkolf vult met gassen die inert (niet reagerend) zijn. Tegenwoordig gebruikt men de gassen argon en stikstof. 11
  12. 12. 2.1.4 Lampprestaties Gloeilampen hebben in vergelijking met andere lampen maar weinig voordelen. Ze worden enkel nog gekocht omdat ze spotgoedkoop zijn, een kleurweergave hebben die bijna identiek is met dat van het zonlicht en de frequentie van het in- en uitschakelen heeft geen enkele invloed op de levensduur van de lamp. De nadelen zijn dat de lamp een zeer lage specifieke lichtstroom heeft, de levensduur slechts rond de 1000 uren is, de lamp zeer gevoe is voor overspanning en veel warmte opwekt gevoelig wekt. Zoals hier te zien is wordt er slechts 10% van de energie werkelijk omgezet in zichtbaar licht. Tabel 1: Energieomzetting gloeilamp De geleverde spanning heeft in alle aspecten zijn invloed. Zo zal bij een stijging van de spanning van 1%: • De stroom 0.5% stijgen • Het vermogen 1.5% stijgen • De lichtstroom stijgen met 4% • De levensduur met 14% dalen Figuur 4: Lampkarakteristieken bij spanningsverandering : (naar www.osram.be) 12
  13. 13. 2.2 Halogeenlampen 2.2.1 Nut Zoals vermeld in 2.1.2 heeft een gloeilamp te kampen met het zwart worden van de binnenzijde van de lampkolf als gevolg van het verdampen van de gloeidraad. Bij pogingen om het rendement te verhogen en de afmetingen te verkleinen werd het zwartingseffect nog erger. Na vele jaren experimenteren kwam men tot de halogeenlamp. 2.2.2 Kwarts Halogeenlampen worden niet gemaakt van glas maar van kwarts. Hier zijn meerdere redenen voor: • Men wou de afmetingen van de halogeenlamp verkleinen waardoor het glas te dicht bij de gloeidraad zou komen en smelten. • Men wou de temperatuur van de gloeidraad verhogen omdat men daardoor een hoger rendement kon halen. • Om de levensduur te verhogen moest men de druk in de lamp vele malen verhogen. Hierbij zou het glas veel dikker moeten worden. Kwarts begint slechts zacht te worden bij temperaturen hoger dan 1000°C en is bij dezelfde transparantie van glas vele malen sterker. Een nadeel van kwarts is dat het aangetast kan worden door olie en vet, bijvoorbeeld door de natuurlijke olie die aanwezig is in de menselijke huid. 2.2.3 Halogeen Halogenen vormen een groep binnen de scheikundige elementen en hebben de eigenschap dat ze sterk geneigd zijn zich te binden met metalen. Van dat fenomeen wordt gretig gebruik gemaakt om de levensduur van de halogeenlampen te verhogen. 2.2.4 Werking halogeencyclus 1. Als men de lamp ontsteekt ontstaat er hitte van de gloeidraad. Door de hitte gaat het halogeengas circuleren binnen de lamp. 2. Als er wolfraamatomen verdampen, dan binden die zich met het halogeen. 3. Deze circuleren dan samen door de lamp. Doordat de wolfraamatomen reeds gebonden zijn, kunnen ze zich niet langer afzetten op het binnenoppervlak van de lampkolf. 4. Als de binding terug in de buurt van de gloeidraad komt, splitst het halogeen van het wolfraamatoom vanwege de grote hitte. Het wolfraam slaat dan terug neer op de koelere delen van de gloeidraad. Het halogeen circuleert weer vrij rond binnen de lamp. 13
  14. 14. 2.2.5 Bedrijfstemperatuur De lampkolf kan temperaturen bereiken tot 900°C. Halogeenlampen verliezen hun nut in omstandigheden waarbij de temperatuur van de lampkolf minder is dan 250°C. Onder deze temperatuur vindt de halogeencyclus niet plaats waardoor er in grote mate zwarting zal optreden. Dit kan het gevolg zijn van te sterk dimmen of geforceerde koeling. 2.2.6 Onzichtbaar licht Bijna alle halogeenlampen maken gebruik van kwarts met een UV-filter. Dit is omdat een overmatige blootstelling aan UV-licht schadelijk kan zijn voor het huidweefsel en het bleken of vervagen van kleuren. Sommige halogeenlampen hebben reflectoren die het zichtbaar licht weerkaatsen, en het IR-licht doorlaten. Hiermee kan men voorkomen dat de verlichte massa’s niet overdreven verhit worden. 2.2.7 Lampprestaties Omdat een halogeenlamp ook een gloeilamp is, zijn z’n eigenschappen zeer gelijkaardig. Het kleurenspectrum van een halogeenlamp is identiek aan dat van de gloeilamp. Halogeenlampen zetten eveneens 85% van de elektrische energie om in ongewenst IR-licht. De levensduur van halogeenlampen is gewoonlijk rond de 2000 uren. Sommige modellen hebben echter een levensduur van gemiddeld 3000 of 4000 uur. 14
  15. 15. 2.3 Fluorescentielampen 2.3.1 Fosforen Fosforen zijn chemische bindingen die licht genereren als ze blootgesteld worden aan andere vormen van straling, zoals UV-licht. Dit verschijnsel noemt m fluorescentie. licht. men 2.3.2 Werking Een fluorescentielamp is een buis waarbij de binnenzijde belegd is met een laagje fosfor. In de buis is ntielamp er een kleine hoeveelheid kwikdamp aangebracht, en aan weerszijden van de buis is er een gloeidraad. Om de lamp in werking te laten treden, laat men eerst een korte stroom door de gloeidraden waardoor de kwikatomen verdampen en beginnen rond te circuleren binnen de lamp. Dan plaatst men een hoge spanning over de lamp zodat de kwikdamp ‘doorslaat’ (vergelijkbaar met de VBO van e een diac). Vervolgens laat men een gecontroleerde stroom door de lamp lopen waardoor de stroom kwikdamp begint te gloeien en UVUV-licht uit te stralen. Dat UV-licht wordt geabsorbeerd door het licht fosfor die het omzet in zichtbaar licht. Figuur 5: Werking fluorescentielamp 2.3.3 Halofosfaten Lampen die uitgevoerd worden uit 1 soort fosfor worden halofosfaten genoemd en zijn over het algemeen de goedkoopste fluorescentielampen op de markt. Deze stralen enkel een blauwgroen licht uit waardoor ze een zeer slechte kleurweergave hebben. 2.3.4 Trifosforen Trifosforen zijn fluorescentielampen die dezelfde constructie hebben als de halofosfaten maar met drie aanvullende fosforen die lichtpieken uitstralen in de blauwe, groene en rode delen va het van spectrum. 15
  16. 16. 2.3.5 Multifosforen Omdat trifosforen tekortschieten in het blauwgroene en oranjerode deel van het kleurenspectrum werden er nog twee fosforen toegevoegd aan de lamp. Omdat de lamp nu minstens zes soorten fosforen telt, wordt de fosforlaag veel dikker waardoor de lamp een deel van het gegenereerde licht zelf terug absorbeert. In concrete getallen is dit 30% van het licht van de trifosfor-equivalenten. 2.3.6 T12 buizen Deze buizen hebben een diameter van 38mm en bestaan in lengtes van 600mm tot 2400mm in stappen van 300mm. Deze lamp bestaat al vanaf 1940 maar wordt tegenwoordig nog zelden gebruikt omdat T8 en T5 buizen een beter rendement halen. 2.3.7 T8 buizen Deze buizen hebben een diameter van 26mm en bestaan in lengtes van 600mm tot 1800mm in stappen van 300mm. Deze buizen werden ontworpen ter vervanging van de T12 buizen met dezelfde vermogens. 2.3.8 T5 buizen Deze buizen hebben een diameter van 16mm en bestaan in lengtes van 549mm tot 1449mm. Ze kunnen enkel gebruikt worden in lampvoeten die daarvoor geconstrueerd worden. Tegenwoordig worden ze bijna enkel nog gefabriceerd in modellen die uitsluitend kunnen gebruikt worden met elektronische voorschakelapparatuur. Dit heeft als gevolg dat ze op zich al een hoger rendement en een langere levensduur behalen dan hun T8-equivalenten. Deze modellen worden enkel gebruikt in speciale armaturen met speciaal ontworpen reflectoren die gebruik maken van de smallere lichtbron. Kleinere lichtbronnen leiden tot minder verduistering van het gereflecteerde licht. Dit betekent een hoger rendement van de armaturen. 16
  17. 17. 2.3.9 Codering van fluorescentielampen odering Figuur 6: Verklaring opschriften op een fluoreschentielamp : (uit www.osram.be) 17
  18. 18. 2.3.10 CFL’s CFL’s of compacte fluorescentielampen werken op dezelfde wijze als normale fluorescentielampen met dat verschil dat men de buis opplooit zodanig dat men lampen bekomt die dezelfde afmetingen hebben als normale gloeilampen. Er bestaan drie types CFL lampen: • CFL’s met tweepinsvoeten; deze lampen hebben een ingebouwde starter en kunnen bij gevolg enkel gebruikt worden in combinatie met een conventionele ballast. • CFL’s met vierpinsvoeten; deze lampen zijn speciaal ontworpen om gebruikt te worden met een elektronische ballast. • CFL’s met Edisonvoet; deze lampen zijn beter gekend als de spaarlampen en hebben ingebouwde voorschakelapparatuur. Deze lampen zijn zeer gebruiksvriendelijk omdat ze gemakkelijk gloeilampen kunnen vervangen en door draaiing kunnen vervangen worden. CLF’s hebben een slechter rendement dan normale fluorescentielampen omdat ze veel van het gegenereerde licht zelf terug absorberen. 2.3.11 Onverantwoord gebruik van fluorescentielampen Er zijn meerdere situaties mogelijk waar het onverantwoord zou zijn om fluorescentielampen te gebruiken. • Bediening via een dimschakelaar; dimschakelaars verlagen de spanning die over de lamp en de voorschakelapparatuur staat. Hierdoor kan de lamp niet correct werken en de voorschakelapparatuur kan ernstig beschadigd worden. • Gebruik in weinig gebruikte ruimtes; de stroombesparing weegt niet op tegen de hogere kosten van de lamp • Gebruik in combinatie met een bewegingsdetector; het duurt enkele minuten voor de volledige lichtopbrengst bereikt wordt en veelvuldig in- en uitschakelen verkort de levensduur. 18
  19. 19. 2.3.12 Levensduur Fluorescentielampen hebben gewoonlijk een lange levensduur. Deze waarden geven een vertekend beeld want fluorescentielampen zijn gevoelig voor in en uitschakelen. in- Tabel 2: Levensduur fluorescentielampen : (uit www.osram.be) 2.3.13 Verwachte levensduur Als gevolg van de hoge startspanningen van fluorescentielampen gaat de kwaliteit van de evolg gloeidraden achteruit. Dit betekent dat het in en uitschakelen een grote invloed heeft op de in- levensduur van de lamp. Om dit in kaart te brengen neemt men naast de gemiddeld levensduur ook gemiddelde de te verwachten levensduur op. Deze wordt bepaald door levensduursten met schakelcycli van sten bijvoorbeeld 2.75 uur aan, 0.25 uur uit, wat ongeveer overeenstemt met de drie schakelcycli van een werkdag. 2.3.14 Kleurweergave Tabel 3: Kleurweergave bij fluorescentielampen : Zoals uit deze tabel blijkt kan geen enkele fluorescentielamp een kleurweergave leveren die gelijk is aan dat van het zonlicht. De veelgebruikte trifosforlampen halen slechts 80 tot 89 op de schaal van Ra. 2.3.15 Lumenbehoud umenbehoud De lichtopbrengst van fluorescentielampen neemt af tijdens de levensduur. Men bepaalt het lumenbehoud als het percentage van het verlies van de totale lichtstroom in vergelijking met de originele lichtstroom. Trifosforen: 10% Trifosfor CFL's: 20% Halofosfaatlampen: 30% Tabel 4: Lumenbehoud bij fluorescentielampen : 19
  20. 20. 2.4 Voorschakelapparatuur 2.4.1 Werking conventionele voorschakelapparatuur Figuur 7: Conventionele schakeling van een fluorescentielamp : De opstartprocedure gaat in meerdere sta stappen: 1. Als men de netspanning op de schakeling aansluit, staat de hoogohmige starter in serie met de spoel, waardoor de volledige voedingsspanning over de neonvulling van de starter komt te staan. 2. Door de warmteontwikkeling in de starter sluiten de twee bi metalen waardoor er stroom bi-metalen begint te vloeien door de spoel, door de gloeidraden en door de bi metalen van de starter. bi-metalen Hierdoor wordt het kwik in de lamp opgewarmd waardoor het verdampt en begint rond te circuleren binnen de lamp. 3. Doordat de stroom door de bi-metalen ging, werd er geen warmte meer gedissipeerd metalen waardoor de starter terug afkoelt en de bi metalen terug open gaan en alle st bi-metalen stroom in de schakeling terugvalt tot 0A. 4. Door deze plotse verandering van stroom maakt de spoel een tegen EMK die dezelfde tegen-EMK richting en zin heeft als de voedingsspanning. De som van deze twee spanningen zorgt er chting voor dat de lamp ‘doorslaat’ en de kwikdamp begint te geleiden. r 5. Nu bekomt men een serieschakeling van de spoel en de lamp. De spoel voorkomt dat er te veel spanning over de lamp komt en dat de stroom er door beperkt blijft. 20
  21. 21. 2.4.2 Elektronische ballast Een elektronische ballast werkt volgens hetzelfde principe van een klassieke ballast. Het grote verschil is dat de netspanning hier omgevormd wordt naar een gelijkspanning. Die gelijkspanning wordt dan met een invertor terug omgevormd naar een wisselspanning van een veel hogere frequentie tussen de 20 en de 100kHz Hierdoor kan men kleinere spoelen gebruiken met een lagere inductiecoëfficiënt om dezelfde impedantie te bekomen als bij 50Hz. Een lichtere spoel betekent minder windingen, minder warmteontwikkeling en dus een kleiner vermogenverlies. Figuur 8: Blokschema elektronische ballast 2.4.3 Dimbare ballast Figuur 9: Blokschema dimbare ballast Om de lamp te dimmen kan men de frequentie verhogen. Door de frequentie te verhogen, verhoogt de impedantie van de spoel. Door de wet van Ohm verlaagt het schijnbaar vermogen van de lamp. Dit betekent uiteraard ook dat het verlies over de spoel vergroot en het rendement daalt. 21
  22. 22. 2.4.4 Voorverwarmer Figuur 10: Werking voorverwarmer De schakelaar sluit bij een positieve spanning. De eerste 0.5s dienen om een stroom door de filamenten te dwingen waardoor die beginnen op te warmen. Daarna opent en sluit de schakelaar op een hoge frequentie. Vanaf dan werkt de schakelaar volgens het principe van een klassieke starter. Als de schakelaar gesloten is, is er een stroom door de spoel. Als de schakelaar dan gesloten wordt ontstaat er een tegen-EMK in de spoel die dezelfde zin heeft als de voedingsspanning waardoor er over de Tl-buis een spanning komt die hoog genoeg is om het lawine-effect in gang te steken en de lamp te doen oplichten. Afbeeldingen van www.edn.com en www.wikipedia.org . 22
  23. 23. 2.5 Ledverlichting 2.5.1 Werking Figuur 11: Bouw van een led (afbeelding uit www.osram.com) Als er stroom in de juiste richting door de stempel loopt, ontstaat er licht van één bepaalde golflengte. Dit komt enkel en alleen door de atomaire verschillen tussen de materialen waardoor, in tegenstelling tot alle andere vormen van verlichting ,geen warmte, noch gloeiing van chemicaliën voorkomt. 2.5.2 Witte led Men kan een witte led bekomen door fosfor in de epoxy van een blauwe led te brengen. Daardoor wordt het geproduceerde blauwe licht omgezet in een geel licht. Deze combinatie maakt een witte kleur. De kleurtemperatuur is dan afhankelijk van de verhouding tussen geel en blauw. 2.5.3 Meerkleuren leds Om kleureffecten te kunnen produceren plaatst men drie stempels van de drie basiskleuren in 1 behuizing. Zo kan men gelijk welke lichtkleur bekomen door de spanningen over de verschillende stempels te laten variëren. 2.5.4 Betrouwbaarheid Leds kunnen niet lijden onder ‘catastrofale defecten’. Dit wil zeggen dat ze niet plots kunnen ophouden met licht te produceren. Omdat een led niet bestaat uit kwetsbare stoffen die los staan, is hij uitermate beschermd tegen schokken. Bij een led neemt enkel de lichtopbrengst af met de tijd. Daarom bepaalt men de levensduur van een led op de tijd waar de lichtopbrengst slechts de helft meer is van zijn oorspronkelijke opbrengst. Zelfs bij deze methode is de levensduur van een led 150 000 uur (17 jaar) van continu bedrijf. Net als gloeilampen zijn leds ongevoelig voor in- en uitschakelen. 23
  24. 24. 3 Metingen op voorschakelapparatuur 3.1 Meting op de spaarlamp 3.1.1 Meetopstelling Figuur 12: Meetopstelling De lamp waar op gemeten is, is een commerciële spaarlamp van 15W. Alle meettoestellen behalve de oscilloscoop zijn analoge toestellen omdat digitale toestellen onbetrouwbaar zijn bij vervormde sinussen. Voor verdere berekeningen is het ook belangrijk om weten dat de interne weerstand van de Ampère meter 12Ω bedraagt. 3.1.2 Meetresultaten u = 240V i = 117mA P = 15.3W Figuur 13: Scoopbeeld van de stroom 24
  25. 25. 3.1.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten Via de conventionele rekenmethodes die de elektriciteitsmaatschappij gebruikt, kan men volgende elektriciteitsmaatschappij zaken gaan bepalen: S = u × i = 240V ×117mA = 28.08VA P 15.3W cos ϕ = = = 0.534(capacitief ) S 28.08VA ϕ = 57.71° I = i × cos ϕ − j × i × sin ϕ I = 117mA × cos 57.71° − j ×117mA × sin 57.71° I = 62.5 − j 98.91mA Hieruit kan men veronderstellen dat er een capacitieve stroom vloeit van 98.91mA. Dat zou willen zeggen dat een lamp inductieve stromen kan opheffen en daarmee de cos ϕ kan verbeteren. Als men de stroom grafisch bekijkt en de spanning er bij tekent, kan men het werkelijke vermogen tekenen. Figuur 14: Spanning, stroom en vermogen van een spaarlamp : Zoals te zien is, is in tegenstelling tot de berekeningen geen reactieve stroom aanwezig. Dat komt omdat men bij het berekenen van S de totale spanning vermenigvuldigt met de gemidd gemiddelde stroom. In werkelijkheid mag men enkel de spanning meerekenen die er is op de tijdstippen dat er stroom is. Door deze fout verkrijgt men een valse cos ϕ . Doordat de stroom zo’n grillige vorm heeft, zal de spanningsval over de voedingskabels even grillig o’n dingskabels zijn. Als men nog andere verbruikers aan die voedingskabels hangt, zullen die op hun beurt een zeer grillige voedingsspanning krijgen. Dat is wat men netvervuiling noemt en dit kan zeer nadelige gevolgen hebben voor bijvoorbeeld te televisieschermen. 25
  26. 26. 3.1.4 Besluiten Met een spaarlamp kan men geen cos ϕ verbetering doen. Toch zal de maatschappij een capacitieve cos ϕ aanrekenen. Spaarlampen zorgen voor netvervuiling. 3.2 Meting op spaarlampen in ster 3.2.1 Meetopstelling Figuur 15: Meetopstelling De gebruikte lampen zijn allemaal gelijk aan elkaar en aan de spaarlamp uit de vorige meting. De ampèremeters hebben elk een interne weerstand van 2Ω. 3.2.2 Meetresultaten I L = 117mA I N = 208mA Figuur 16: Scoopbeeld van de nulstroom Als men 1 lamp weghaalt: I N = 182mA 26
  27. 27. 3.2.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten Om de nulstroom te kunnen verklaren moet men terugkijken naar de stroom door één lamp. Figuur 17: De lijnstroom door een spaarlamp Om gemakkelijk te kunnen redeneren kan men deze de stroom tekenen met blokken. Figuur 18: Vereenvoudigde weergave van de nulstroom Bij deze stroom moet men nu tweemaal dezelfde stroom die 1 en 2 van de periode verschoven 3 3 is bijtellen en dan bekomt men de nulstroom. Figuur 19: Som van de lijnstromen 3.2.4 Besluit Spaarlampen in ster of in driehoek vormen een ongelijke belasting. 27
  28. 28. 3.3 Meting op fluorescentielampen 3.3.1 Meetopstellingen Figuur 20: Meetopstelling Voor deze meting werden twee identieke tl-buizen gebruikt van 36W. De draadgewonden ballast is 40W. 3.3.2 Meetresultaten Elektronische ballast Draadgewonden ballast U 215,6 V 215,6 V I 169 mA 397 mA P 35,9 W 41,3 W Q -6,2 VAR 75,3 VAR S 36,5 VA 86 VA cos ϕ 0,99 0,48 Tabel 5: Resultaten meting op fluorescentielampen 28
  29. 29. 3.3.3 Verklaring en interpretatie van de resultaten Het vermogen van de schakeling met draadgewonden ballast heeft een veel groter vermogen omdat er koperverliezen optreden in de ballast zelf. Bij de elektronische ballast is dit niet het geval omdat men de spanning eerst omzet naar een zeer hoge frequentie. Hierdoor heeft men een spoel met veel minder wikkelingen nodig om de nodige inductiviteit te creëren. Minder wikkelingen betekent dat er veel minder draad nodig is en er dus veel minder koperverlies optreedt. De schakeling met de draadgewonden ballast heeft een zeer grote reactiviteit vanwege de smoorspoel. Dat is bij de elektronische ballast niet zo omdat het spoeltje slechts voor een heel korte periode stroom kan leveren die minuscuul is tegenover de lange periode van het net. De gemeten reactieve stroom bij de elektronische ballast bestaat in werkelijkheid niet, maar komt door de foute berekening die het meettoestel gemaakt heeft. Dit werd reeds beschreven bij de meting op de spaarlamp. De elektronische ballast werkt op hoge frequenties en zal dus ook aan netvervuiling doen. 3.3.4 Besluiten De draadgewonden ballast heeft een vermogensverlies van 4W terwijl de elektronische ballast geen vermogensverlies heeft. Een draadgewonden ballast heeft een zeer slechte cos ϕ terwijl de cos ϕ van een elektronische ballast miniem is. 29
  30. 30. 3.4 Meting op een draadgewonden transformator 3.4.1 Meetopstelling Figuur 21: Meetopstelling Voor deze meting werd er een halogeenlamp van 50W/100V gebruikt. Als voorschakelapparaat werd er de aangewezen draadgewonden transformator gebruikt. 3.4.2 Meetresultaten U = 230V I = 298.13mA P = 67.2W Figuur 22: Spanning over de halogeenlamp 30
  31. 31. 3.4.3 Berekeningen Uit de meetresultaten kan men volgende zaken gaan berekenen: S = U × I = 230V × 298.1mA = 68.56VA P 67.2W cos ϕ = = = 0.98 S 68.56VA P 50W η= n = = 74.4% Pt 67.2W 3.4.4 Besluiten Een draadgewonden transformator die geschakeld is aan de belasting waar hij op voorzien is heeft een goede cos ϕ , maar heeft een relatief slecht rendement. 31
  32. 32. 3.5 Meting op een elektronische transformator 3.5.1 Meetopstelling Figuur 23: Meetopstelling 3.5.2 Meetresultaten U = 230V I = 224.3mA P = 51.6W Figuur 24: Spanning over de halogeenlamp 3.5.3 Berekeningen S = U × I = 230V × 224.3mA = 51.89VA P 51.6W cos ϕ = = = 0.99 S 51.89VA P 50W η= n = = 96.35% Pt 51.89W 32
  33. 33. 3.5.4 Simulatie van de stroom Aangezien een halogeenlamp een zuivere ohmse belasting is, zal de stroom door de lamp perfect gelijkvormig zijn aan de uitgangsspanni van de transformator. uitgangsspanning De uitgangsspanning is een hoogfrequente sinus. De amplitude van de sinus is afhankelijk van de spanningswaarde van de netspanning op dat ogenblik. Zo is de uitgangsspanning: uu = ûu × sin ωu Figuur 25: Hoogfrequente sinus Als de amplitude van de uitgangsspanning nu gelijk is aan de momentale spanningswaarde van de netspanning bekomt men de spanning die over de lamp staat: uu = (ûn × sin ωn ) × sin ωu Figuur 26: Hoogfequente sinus gemoduleerd op de netfrequentie : Deze simulatie heeft veel gelijkenissen met de werkelijke spanning die gemeten is en kan dus gebruikt worden om besluiten uit te trekken. Door het feit dat men in de uitgangsspanning de netfrequentie kan herkennen, kan men besluiten uitgangsspanning dat de frequentieomvormer zijn stroom niet kan putten uit een afvlakkingscondensator, maar rechtstreeks uit het net. 33
  34. 34. Met deze gegevens kan er een mogelijk blokschema opgesteld worden. Figuur 27: Blokschema elektronische transformator : De stroom die door de lamp gaat, zal een identieke vorm hebben als de vorm van de spanning. Een gelijkvormige stroom zal uit de frequentieomvormer komen. Voor de frequentieomvormer is de stroom gelijk aan de gelijkgerichte stroom van na de frequentieomvormer. elijk i = în × sin ωn × sin ωu Figuur 28: De stroom die van de bruggelijkrichter naar de frequentieomvormer loopt : De bruggelijkrichter zorgt er voor dat de stroom steeds hetzelfde teken heeft als de netspanning. steeds i = în × sin ωn × sin ωu Figuur 29: De stroom die naar de elektronische transformator loopt : 34
  35. 35. 3.5.5 Simulatie van de nulstroom mulatie Als men drie zo’n elektronische transformatoren in ster zou zetten, kan er mogelijk een nulstroom ontstaan. De nulstroom I N : I N = I L1 + I L 2 + I L 3   2π     2π   I N = î × sin ωu × sin (ωn + 0 )  + î × sin ωu × sin  ωn +   + î × sin ωu × sin  ωn −      3    3  De oscillatoren die in de elektronische frequentie omvormer gebruikt worden, kunnen onderling een licht verschil hebben in frequentie. Daarbij komt dat die oscillatoren niet gesynchroniseerd lopen. Daarbij Dit heeft als gevolg dat ωu geen constante is. Voor de simulatie nemen we: ωuL1 = X × 2π × 20kHz + 27.9 ωuL 2 = X × 2π × 21kHz + 3.2 ωuL3 = X × 2π × 19kHz + 16.5 î =1 ωn = X × 2π × 50 Hz Dan zal I n vervolgende vorm hebben: Figuur 30: De nulstroom 3.5.6 Besluiten Een elektronische transformator heeft een hoog rendement en een minieme cos ϕ . Een elektronische transformator zorgt voor netvervuiling. Elektronische transformatoren geschakeld in driefasige netten zorgen voor een ongelijke belasting. driefasige 35
  36. 36. 4 Studie van de eigen verlichting 4.1 Studie van de kamers 4.1.1 Living De living wordt momenteel verlicht door 1 luster met 8 gloeilampen van 60W die zich op 75cm van het plafond bevinden. Ze hebben elk een matglazen kap als reflector en zijn schuin naar beneden gericht. Er wordt in deze kamer niet geleefd en daarom wordt de verlichting er slechts occasioneel voor een langere tijd ontstoken. Deze ruimte dient vooral om gasten te ontvangen waaronder zakenrelaties van het bedrijf en mag daarom zeker geen slechte indruk nalaten. De kamer dient ook als doorgang naar meerdere andere kamers waaronder de sanitaire voorzieningen. Daardoor wordt de verlichting zeer frequent ontstoken en gedoofd. De kamer moet tijdens de nacht een verlichtingssterkte hebben van minstens 300 lux op een hoogte van 0.85m over het volledige oppervlak zonder de oppervlakten op 0.25m van de wanden omdat het geen zin heeft om deze extensief te verlichten. 4.1.2 Woonkamer De woonkamer heeft slechts 1 luster met 5 60W gloeilampen zonder enige reflector op 70cm van het plafond. In vergelijking met alle andere kamers verblijft men het meest in de woonkamer. Daarom moet de verlichting een aangename temperatuur hebben en het natuurlijk daglicht dicht benaderen. De kamer moet tijdens de nacht een verlichtingssterkte hebben van minstens 300 lux op een hoogte van 0.85m met uitzondering van de oppervlakten die zich binnen de oppervlakten van de wanden bevinden. 4.1.3 Inkom De inkom wordt verlicht door 1 gloeilamp van 15W die gemonteerd is in een heldere glazen bokaal die zich 80cm lager dan het plafond bevindt. De verlichting van de inkom wordt slechts gebruikt bij het telefoneren en bij het ontvangen van gasten (de kamer bevat geen obstakels om van de ene deur naar de andere te gaan waardoor men de lamp niet hoeft te ontsteken bij het passeren) Omdat men in deze ruimte een telefoonboek moet kunnen lezen is er voldoende verlichting nodig in de voorste helft van de kamer want in de achterste helft moet men niet lezen. Bovendien wordt deze helft van de ruimte zelden betreden. 36
  37. 37. 4.1.4 Keuken De keuken wordt verlicht door 3 spaarlampen van 15W die elk een witmetalen behuizing hebben als reflector op 15cm van plafond. Daarnaast is er ook nog een gloeilamp van 60W onder een witmetalen reflector op 55cm van het plafond. Om plaatselijk voldoende licht te hebben zijn er nog 2 gloeilampen van 60W die zich bevinden achter een beschermingskap van de dampafzuiging boven het fornuis. De verlichting in de keuken moet meerdere functies vervullen. Zo laat men ’s avonds veelal een lamp branden om gemakkelijk de weg te kunnen vinden na een avondje stappen. Een keuken dient uiteraard om bereidingen te maken en daarom heeft men plaatselijke verlichting nodig van minstens 500 lux. 4.1.5 Archief Het archief wordt verlicht door een gloeilamp van 100W zonder enige reflector op 65cm van het plafond. Het licht van het archief wordt zelden ontstoken en moet gewoonlijk slechts gedurende een heel korte periode branden. In het archief zelf wordt er niet of nauwelijks gelezen. Er wordt ook geen tekst geschreven of verwerkt. 4.1.6 Waskamer Er is in de waskamer 1 gloeilamp van 75W zonder enige reflector. Deze is op de muur gemonteerd op 1,85m van de grond. De waskamer is een kleine ruimte waarvan het grootste deel wordt ingenomen door een wasmachine en een droogkast waardoor de verlichting slechts een kleine oppervlakte moet verlichten. Maar men heeft op dat kleine oppervlak wel een grote lichtsterkte nodig. 37
  38. 38. 4.1.7 Badkamer De badkamer wordt verlicht door twee gloeilampen van elk 100W waarvan er een zonder enige reflector op 85cm van het plafond is opgehangen. De andere heeft eveneens geen reflector en werd 10cm van de muur gemonteerd op 1.85m hoogte. Aangezien de badkamer de enige plaats in huis is waar een toilet geïnstalleerd is moet de verlichting bestand zijn tegen veelvuldig in- en uitschakelen. Omdat de ruimte slechts een heel klein raampje aan de noordkant heeft, komt er nauwelijks natuurlijk zonlicht binnen waardoor er lampen nodig zijn die ook een hoog rendement hebben bij het langer branden. Naast de algemene verlichting is er ook plaatselijke verlichting nodig bij een spiegel waar vooral de kleurweergave heel belangrijk is. Er moet plaatselijk ook een hogere lichtsterkte zijn. Alle lampen zullen moeten bestand zijn tegen de hoge vochtigheid van de badkamer. De algemene verlichting moet minstens 150 lux opbrengen en de plaatselijke minstens 700 lux op een hoogste van 1.7m. 4.1.8 Slaapkamer ouders De slaapkamer van de ouders wordt verlicht door een gloeilamp van 75W zonder reflector en bevindt zich in het midden van de kamer, gemonteerd op 65cm van het plafond. Verder zijn er nog twee spaarlampen van 5W die dienen als nachtlamp. De algemene verlichting van de slaapkamer wordt enkel gebruikt bij het betreden van de kamer en om zich te kleden. 4.1.9 Kelder De kelder wordt verlicht door een gloeilamp van 75W zonder reflector aan de wand tegen het plafond. De verlichting in een kelder heeft enkel als doel om alle voorwerpen te kunnen zien en opschriften te kunnen lezen. De gebruikte lamp moet in staat zijn veel kortstondig ingeschakeld te worden om dan enkele minuten later terug uitgeschakeld te worden. De lamp moet ook een hoog rendement hebben bij lagere temperaturen. 38
  39. 39. 4.1.10 Berging De berging wordt verlicht door een gloeilamp van 75W zonder reflector aan de wand tegen het plafond. De berging heeft veel gelijkenissen met de kelder. Zo heeft zij exact dezelfde afmetingen als de kelder maar ook zeer analoge functies. Omdat men deze kamer zelden betreedt en dit steeds voor een korte periode mogen de kosten voor andere armaturen of andere lampen niet hoog liggen en moet de lamp veel in- en uitgeschakeld kunnen worden zonder dat dit ten koste gaat van de levensduur. Ook moet er voldoende lichtsterkte zijn om opschriften te kunnen lezen. 4.1.11 Nachthal+trap Er zijn twee gloeilampen van 100W zonder reflector tegen het plafond geïnstalleerd. De ene lamp boven de trap en de andere halverwege de tweede helft van de gang. De functie van de verlichting van de nachthal is enkel het zichtbaar maken van voorwerpen. De gebruikte lamp moet bestand zijn tegen vele malen in- en uitschakelen. Aangezien niemand voor een langere periode in de gang verblijft en men soms vergeet het licht terug te doven kan het aangewezen zijn om een tijdsafhankelijke relais zoals een trappenhuisautomaat te plaatsen. 4.1.12 Slaapkamer NW Deze kamer wordt verlicht door een gloeilamp van 60W zonder reflector in de hoek van de kamer. De oorspronkelijke bewoonster van deze kamer is al enige jaren het huis uit waardoor deze kamer volledig in onbruik is en het geen nut heeft iets te investeren in de verlichting van de kamer. 4.1.13 Slaapkamer AW Deze slaapkamer wordt verlicht door een gloeilamp van 75W zonder reflector, tegen het plafond halverwege de wand. Verder is er nog een bureaulamp van 20W. De bewoonster van deze kamer maakt slechts op onregelmatige tijdstippen gebruik van de kamer tijdens weekends. Een vereiste van de kamer is wel dat het bureau voldoende verlicht is om er kantoorwerk te verrichten. Overigens moet de kamer voldoende verlicht zijn om er zich te kunnen kleden en korte opschriften te kunnen lezen.. 39
  40. 40. 4.1.14 Slaapkamer WW Deze kamer is uitgerust met een gloeilamp van75W zonder reflector en is gemonteerd tegen het plafond halverwege de wand. Verder is er nog een aanvullende bureaulamp van 20W. Deze kamer wordt wel constant bewoond. Analoog met de kamer van AW moet men in staat zijn om te kunnen studeren het bureau. Ook moet men zich kunnen kleden in de algemene verlichting. 4.1.15 Zolder De zolder wordt verlicht door twee gloeilampen van 75W zonder reflector die 1.5m onder de nok hangen. De verlichting in de ruimte moet enkel voldoende zijn om voorwerpen te kunnen zien en korte opschriften te kunnen lezen. Daardoor is er al voldoende verlichting bij een verlichtingssterkte van 125 lux. 4.1.16 Buitenverlichting De enige buitenverlichting die er is, is een gloeilamp van 15W. Deze moet de voordeur aanwijzen voor eventuele bezoekers. 40
  41. 41. 4.2 Globale cijfers 4.2.1 Tabel VTI-R 2008-2009 GIP-6TEA: Re-lamping Projectleiders: W. Lievens + F. Mestdagh Geïnstalleerd verlichtingsvermogen voor audit.(Wouter Wybo) Ruimte L (m) Br (m) Oppervlakte (m²) Vermogen (W) W/m² Inkom 1,20 4,20 5,04 15,00 2,98 Woonkamer 5,50 4,20 23,10 300,00 12,99 Living 4,40 4,20 18,48 480,00 25,97 Keuken 3,50 3,95 13,83 225,00 16,27 Archief 2,85 4,75 13,54 100,00 7,39 Waskamer 1,75 0,95 1,66 75,00 45,11 Badkamer 2,85 3,40 8,03 200,00 24,91 Kelder 3,43 3,95 13,53 75,00 5,54 Berging 3,43 3,95 13,53 75,00 5,54 Slaapkamer ouders 3,95 3,50 13,83 85,00 6,15 Totaal 1: 124,56 1630,00 13,09 Nachthal+trap 1,30 11,30 18,05 200,00 11,08 Slaapkamer-1: NW 3,90 4,20 16,38 60,00 3,66 Slaapkamer-2: WW 3,00 4,20 12,60 95,00 7,54 Slaapkamer-3: AW 4,20 4,20 17,64 95,00 5,39 Totaal: 2 64,67 450,00 6,96 Zolder 59,89 150,00 2,50 Buiten- en tuin 0,00 15,00 0,00 Tabel 6: Het verlichtingsvermogen voor audit Belangrijk bij deze tabel zijn de totale vermogens per vierkante meter. Hieruit kan men afleiden hoe energiezuinig een woning is. Zoals eerder vermeld is het de bedoeling om deze waarde te halveren. 41
  42. 42. 4.2.2 Wattmeting Om eens na te gaan hoe correct de theoretische opname van het totale vermogen was en hoeveel geld het nu werkelijk kost per uur als alle verlichting werkt, heb ik een meting uitgevoerd met de kilowattuurmeter. Geg: t=10 minuten=1/6 h n=72 tr c=187.5 tr kWh dagtarief= Td =9.07 cnt kWh nachttarief= Tn = 5.84 cnt kWh gevr: P= ? kW, kostprijs bij dagtarief ( K D ) en kostprijs bij nachttarief ( K N ) opl: W = P×t en n W= dus c n = P×t c n 72tr P= = = 2.304kW c × t 187.5 tr ×1 h kWh 6 K D = W × Td K D = P × t × Td K D = 2.304kW ×1h × 9.07 cnt = 20.90cent kWh K N = W × Tn K N = P × t × Tn K N = 2.304kW × 1h × 5.84 cnt = 13.46cent kWh 42
  43. 43. 4.3 Aanpassingen 4.3.1 Inleiding tot de aanpassingen Omdat er in dit deel vele identieke zaken moeten gebeuren, is het handiger om alle zaken die voor elke ruimte moeten gebeuren eerst uit te leggen in een aparte inleiding. In de eerste plaats is het gebruik van een ruimte belangrijk. We gebruiken voor deze grootheid de afkorting G en drukken het uit in uren per week h . w Het gebruik van een ruimte drukt uit hoeveel uren de verlichting van een ruimte brandt gedurende een gemiddelde week. Voor die gemiddelde week nemen we de week van 21 maart want dan staat de aarde halverwege zijn weg tussen het punt waarop de dag het kortst is en het punt waarop de dag het langst is. We nemen aan dat de zon voldoende licht geeft om de algemene verlichting uit te schakelen vanaf het moment dat de zon zich 5° boven de horizon bevindt. Volgens de website aa.usno.navy.mil staat de zon op de positie van deze woning op 5° hoogte om 7:25 en om 18:25. Daarnaast is ook het tarief van de elektriciteit zeer belangrijk. Het tarief zullen we afkorten met T en uitdrukken in € . Als tarief nemen we een gemiddelde tussen het dagtarief en het nachttarief: Wh Tdag + Tnacht 9.07 cent + 5.84 cent = kWh kWh = 7.455 cent ≈ 7.5 cent 2 2 kWh kWh Hierbij moet T uitgedrukt worden in € dus T = 7.5 cent = 0.000075 € . Wh kWh Wh De kostprijs van de nieuwe armatuur ( A) en de kostprijs van een nieuwe lamp (N) zijn ook van belang en worden uitgedrukt in Euro (€). Tenslotte is de levensduur van een lamp een parameter. We korten de levensduur af als L en drukken deze uit in uren (h). Met deze gegevens kan men de gemiddelde kostprijs per week (K) gaan bepalen. De grootheid K wordt uitgedrukt in € . w K=gemiddelde kostprijs van een lamp per week + verbruik van een lamp per week. G K= × N + G × P ×T L Ter controle kan men dezelfde bewerking uitvoeren met de eenheden: h h × € h ×W × € € € € € = w × € + h ×W × € = + = + = w h w Wh h × w w × W × h w w w Om verdere berekeningen uit te kunnen voeren moet men de variabele t invoeren. De variabele t staat voor het aantal weken en wordt daarom uitgedrukt in w. 43
  44. 44. Men heeft een investering teruggewonnen vanaf het moment dat de huidige wijze de kostprijs van de investering meer verbruikt of minder opgebracht heeft. In formulevorm is dit: t × K1 ≥ t × K 2 + A2 + N 2 t × K1 − t × K 2 ≥ A2 + N 2 t × ( K1 − K 2 ) ≥ A2 + N 2 A2 + N 2 t≥ K1 − K 2 Controle door het invoeren van de eenheden: €+€ € €×w w≥ = = =w € −€ € € w w w Uit dit bewijs kan men afleiden dat men geld begint te besparen als de tijd langer is dan de totale investering gedeeld door het verschil van de gemiddelde terugkerende kosten. Deze stellingen tellen enkel indien de conventionele lamp vanaf de investering nieuw is en als men de verbruikte energie onmiddellijk moet gaan betalen. Dit is echter nooit het geval. 44
  45. 45. 4.3.2 De woonkamer De woonkamer werd verlicht door 5 gloeilampen van 60W. Om eventuele grote kosten te beperken moeten de lampen vervangen worden door hun dimbare spaarlampequivalenten. Deze ruimte wordt 35 h verlicht. w Gegevens van de gloeilampen: P = 60W 1 G1 = 35 h w L1 = 1000h N1 = €1.65 Φ1 = 745lm G1 35 h K1 = × 5 × N1 + G1 × 5 × P × T = w × €1.65 + 35 h × 5 × 60W × 0.000075 € = 1.076 € L1 1 1000h w Wh w De zuinigste dimbare spaarlamp met minstens dezelfde lichtstroom is de ‘dulux el dim globe’: Tabel 7: Eigenschappen 'Dulux el dim globe' ux prijs = €18.00 G2 35 h K2 = × 5 × N 2 + G2 × 5 × P2 × T = w × 5 × €18 + 35 h × 5 ×15W × 0.000075 € = 0.407 € L2 15000h w Wh w Dimmer: Aansluitvermogen: 20 - 315 W Geschikt voor: Gloeilampen met elektrische trafo's, 230 V halogeenlampen. Voedingsspanning: 230 V / 50 Hz Tabel 8: Eigenschappen dimmer Prijs=€29.00 Tijd waarin de investering teruggewonnen is: A2 + N 2 €29 + 5 × €18 t≥ = = 178w ≈ 3.4 jaar K1 − K 2 1.076 € − 0.407 € w w 45
  46. 46. 4.3.3 Inkom Deze ruimte werd verlicht door 1 gloeilamp van 15W. Om eventuele grote kosten te beperken moet de lamp vervangen worden door zijn dimbare spaarlampequivalent. Deze ruimte wordt 4.5 h verlicht. w P = 15W 1 G1 = 4.5 h w L1 = 1000h N1 = €1.85 Φ1 = 120lm G1 4.5 h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €1.85 + 4.5 h ×15W × 0.000075 € = 0.013 € L1 1 1000h w Wh w Het alternatief: Tabel 9: Eigenschappen 'Master pl electronis' : Prijs=€7.50 G 4.5 h K = × N + G × P ×T = w × €7.50 + 4.5 h × 5W × 0.000075 € = 0.004 € L 15000h w Wh w Tijd waarin de investering teruggewonnen is: N2 €7.50 t≥ = = 833w ≈ 16 jaar K1 − K 2 0.013 € − 0.004 € w w 46
  47. 47. 4.3.4 Keuken De keuken werd verlicht door: Drie spaarlampen van 15W; P = 15W 1 G1 = 15.5 h w L1 = 15000h N1 = €7.50 Φ1 = 875lm G1 15.5 h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × 3 × €7.50 + 15.5 h × 3 ×15W × 0.000075 € = 0.076 € L1 1 15000h w Wh w Een gloeilamp van 60W; P2 = 60W G2 = 14 h w L2 = 1000h N 2 = €1.65 Φ 2 = 745lm G2 14 h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × €1.65 + 14 h × 60W × 0.000075 € = 0.086 € L2 1000h w Wh w Twee gloeilampen van 60W; P3 = 60W G3 = 5.25 h w L3 = 1000h N 3 = €1.65 Φ 3 = 745lm G3 5.25 h K3 = × N 3 + G3 × P3 × T = w × 2 × €1.65 + 5.25 h × 2 × 60W × 0.000075 € = 0.065 € L3 1000h w Wh w De totale gemiddelde wekelijkse kostprijs van de keuken: K1−3 = K1 + K 2 + K3 = 0.076 € + 0.086 € + 0.065 € = 0.227 € w w w w 47
  48. 48. Het aanpassingsplan: De gloeilamp in het midden van de kamer vervangen door een tl lamp, de twee gloeilampen boven tl-lamp, het keukenblad vervangen door een T5 tl-lamp en de drie spaarlampen vervangen door een spaarlamp van 5W. Tabel 10: Resultaten simulatie Merk op dat de spaarlamp hier niet meegerekend is. Voor de algemene tl-lamp met armatuur: lamp P4 = 39W G4 = 14 h w L4 = 15000h N 4 = €3.75 A4 = €80.95 Φ 4 = 3100lm G4 14 h K4 = × N 4 + G4 × P4 × T = w × €3.75 + 14 h × 39W × 0.000075 € = 0.044 € L4 15000h w Wh w 48
  49. 49. Voor de bijkomende tl-lamp met armatuur: P5 = 18W G5 = 5.25 h w L5 = 15000h A5 = €57.68 N 5 = €1.10 Φ 5 = 1200lm G5 5.25 h K5 = × N 5 + G5 × P5 × T = w × €1.10 + 5.25 h × 18W × 0.000075 € = 0.007 € L5 15000h w Wh w Voor de bijkomende spaarlamp van 5W P6 = 5W G6 = 15.5 h w L6 = 15000h N 6 = €7.50 Φ 6 = 230lm G6 15.5 h K6 = × N 6 + G6 × P6 × T = w × €7.50 + 15.5 h × 5W × 0.000075 € = 0.014 € L6 15000h w Wh w De nieuwe gemiddelde wekelijkse kost is: K 4−6 = K 4 + K5 + K 6 = 0.044 € + 0.007 € + 0.014 € = 0.065 € w w w w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: A4 + A5 + N 4 + N5 + N 6 €80.95 + €57.68 + €3.75 + €1.10 + €7.50 t≥ = = 932w ≈ 17 jaar K1−3 − K 4− 6 0.227 € − 0.065 € w w 49
  50. 50. 4.3.5 Archief Het archief werd verlicht door één gloeilamp van 100W. Omdat deze ruimte slechts zelden betreden wordt, is de beste oplossing de lamp vervangen door zijn spaarlampequivalent. Gegevens van de gloeilamp: P = 100W 1 G1 = 0.75 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 1340lm G1 0.75 h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €2.05 + 0.75 h ×100W × 0.000075 € = 0.007 € L1 1 1000h w Wh w De spaarlamp met het kleinste vermogen maar die meer lichtstroom kan leveren is: et Tabel 11: Eigenschappen 'Master pl electronic' : Prijs=€7.50 Met deze lamp wordt de gemiddelde wekelijkse kost: G2 0.75 h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × €7.50 + 0.75 h × 23W × 0.000075 € = 0.002 € L2 15000h w Wh w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: ring N2 €7.50 t≥ = = 1500w ≈ 28.8 jaar K1 − K 2 0.007 € − 0.002 € w w 50
  51. 51. 4.3.6 Waskamer De waskamer werd verlicht door één gloeilamp van 75W. Omdat deze ruimte zelden verlicht word wordt, zijn grote investeringen niet verantwoord. Daarom wordt de lamp het best vervangen door zijn spaarlampequivalent zonder meer. Gegevens van de lamp: P = 75W 1 G1 = 2 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 930lm G1 2h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €2.05 + 2 h × 75W × 0.000075 € = 0.015 € L1 1 1000h w Wh w De spaarlamp met het kleinste vermogen maar die meer lichtstroom kan leveren is: Tabel 12: Eigenschappen 'Dulux el facility : Prijs: €6.98 G2 2h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × €6.98 + 2 h ×18W × 0.000075 € = 0.004 € L2 15000h w Wh w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: N2 €6.98 t≥ = = 634w ≈ 12 jaar K1 − K 2 0.015 € − 0.004 € w w 51
  52. 52. 4.3.7 Badkamer Bij het verlichten van de badkamer zijn er twee zaken belangrijk: een algemene verlichting en plaatselijke verlichting die voldoende licht kan geven op ooghoogte. Dit werd gerealiseerd door twee gloeilampen van 100W. Voor de algemene verlichting wordt er een tl-lamp van 58W geplaatst en voor de plaatselijke verlichting een halogeenlamp omdat een halogeenlamp een perfect kleurenspectrum levert. Dat is belangrijk omdat men er onder andere make-up moet aanbrengen. Gegevens van de gloeilamp voor algemene verlichting: P = 100W 1 G1 = 16 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 1340lm G1 16 h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €2.05 + 16 h ×100W × 0.000075 € = 0.153 € L1 1 1000h w Wh w Gegevens van de gloeilamp voor plaatselijke verlichting: P2 = 100W G2 = 7 h w L2 = 1000h N 2 = €2.05 Φ 2 = 1340lm G2 7h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × €2.05 + 7 h ×100W × 0.000075 € = 0.088 € L2 1000h w Wh w De gemiddelde wekelijkse kostprijs van de verlichting van de badkamer: K1−2 = K1 + K 2 = 0.153 € + 0.088 € = 0.241 € w w w 52
  53. 53. Gegevens van de tl-lamp+elektronische ballast met voorverwarmer: P3 = 58W G3 = 16 h w L3 = 15000h N 3 = €1.10 A3 = €39.98 + €35.00 = €74.98 Φ 3 = 5200lm G3 16 h K3 = × N 3 + G3 × P3 × T = w × €1.10 + 16 h × 58W × 0.000075 € = 0.071 € L3 15000h w Wh w Gegevens van de halogeenspot en de armatuur: P4 = 40W G4 = 7 h w L4 = 2000h N 4 = €2.60 A4 = €22.40 Φ 4 = 490lm G4 7h K4 = × N 4 + G4 × P4 × T = w × €2.60 + 7 h × 40W × 0.000075 € = 0.030 € L4 2000h w Wh w De nieuwe gemiddelde wekelijkse kostprijs van de verlichting van de badkamer: K 3− 4 = K3 + K 4 = 0.071 € + 0.030 € = 0.091 € w w w 53
  54. 54. Resultaten van de simulatie: Tabel 13: Resultaten simulatie Merk op dat de simulatie enkel rekening houdt me de algemene verlichting. met De periode waarin de investering teruggewonnen wordt: A3 + N3 + A4 + N 4 €74.98 + €1.10 + €22.40 + €2.60 t≥ = = 673w ≈ 13 jaar K1− 2 − K3− 4 0.241 € − 0.091 € w w 54
  55. 55. 4.3.8 Slaapkamer ouders De kamer heeft een gloeilamp van 75W die dient als algemene verlichting en twee nachtlampjes van elk 5W. Op de nachtlampjes is het vrijwel onmogelijk om te gaan besparen. Daarom moet de gloeilamp vervangen worden door een beter alternatief: zijn spaarlampequivalent. Gegevens van de gloeilamp: P = 75W 1 G1 = 9 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 930lm G1 9h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €2.05 + 9 h × 75W × 0.000075 € = 0.069 € L1 1 1000h w Wh w Gegevens van de nachtlampen: P2 = 5W G2 = 3.5 h w L2 = 15000h N 2 = €7.50 Φ 2 = 230lm G2 3.5 h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × 2 × €7.50 + 3.5 h × 2 × 5W × 0.000075 € = 0.006 € L2 15000h w Wh w K1−2 = K1 + K 2 = 0.006 € + 0.069 € = 0.075 € w w w 55
  56. 56. De spaarlamp die de gloeilamp het best kan vervangen is: Tabel 14: Eigenschappen 'Dulux el facility' : Prijs: €6.98 G3 9h K3 = × N3 + G3 × P3 × T = w × €6.98 + 9 h ×18W × 0.000075 € = 0.016 € L3 15000h w Wh w K 2−3 = K 2 + K3 = 0.006 € + 0.016 € = 0.022 € w w w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: N2 €6.98 t≥ = = 131w ≈ 2.5 jaar K1 − K 2 0.075 € − 0.022 € w w 56
  57. 57. 4.3.9 Kelder De kelder werd verlicht door een gloeilamp van 75W. Omdat de kelder slechts zelden betreden wordt, is het onverantwoord om er grote investeringen te doen. Gegevens van de gloeilamp: P = 75W 1 G1 = 2.5 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 930lm G1 2.5 h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €2.05 + 2.5 h × 75W × 0.000075 € = 0.019 € L1 1 1000h w Wh w De spaarlamp die de gloeilamp het best kan vervangen is: Tabel 15: Eigenschappen 'Dulux el facility' Prijs: €6.98 G2 2.5 h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × €6.98 + 2.5 h ×18W × 0.000075 € = 0.005 € L2 15000h w Wh w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: N2 €6.98 t≥ = = 499w ≈ 10 jaar K1 − K 2 0.019 € − 0.005 € w w 57
  58. 58. 4.3.10 Berging Voor de berging worden analoge veranderingen als bij de kelder doorgevoerd omdat de ruimte en de functies bijna identiek zijn. Gegevens van de gloeilamp: P = 75W 1 G1 = 3 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 930lm G1 3h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €2.05 + 3 h × 75W × 0.000075 € = 0.023 € L1 1 1000h w Wh w De spaarlamp die de gloeilamp het best kan vervangen is: Tabel 16: Eigenschappen 'Dulux el facility' : Prijs: €6.98 G2 3h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × €6.98 + 3 h ×18W × 0.000075 € = 0.005 € L2 15000h w Wh w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: N2 €6.98 t≥ = = 388w ≈ 7.5 jaar K1 − K 2 0.023 € − 0.005 € w w 58
  59. 59. 4.3.11 Nachthal+trap De nachthal werd verlicht door twee gloeilampen van 100W. Deze moeten nu verwijderd en vervangen worden door vier korte T8 buizen van elk 18W. Gegevens van de gloeilampen: P = 100W 1 G1 = 8 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 1340lm G1 8h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × 2 × €2.05 + 8 h × 2 ×100W × 0.000075 € = 0.153 € L1 1 1000h w Wh w Gegevens van de tl-lampen: P2 = 18W G2 = 8 h w L2 = 15000h A2 = €57.68 N 2 = €1.10 Φ 2 = 1200lm G2 8h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × 3 × €1.10 + 8 h × 3 × 18W × 0.000075 € = 0.034 € L2 15000h w Wh w 59
  60. 60. Resultaten van de simulatie: Tabel 17: Resultaten simulatie De tijd waarin de investering teruggewonnen is: 3 × A2 + 3 × N 2 3 × €57.68 + 3 × €1.10 t≥ = = 1482w ≈ 28 jaar K1 − K 2 0.153 € − 0.034 € w w 60
  61. 61. 4.3.12 Slaapkamer AW De kamer werd verlicht door een gloeilamp van 75W en een bureaulamp van 20W De gloeilamp wordt vervangen door zijn spaarlampequivalent terwijl de bureaulamp blijft omdat deze weinig ontstoken wordt. Gegevens van de gloeilamp: P = 75W 1 G1 = 6 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 930lm G1 6h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €2.05 + 6 h × 75W × 0.000075 € = 0.046 € L1 1 1000h w Wh w Gegevens van de bureaulamp: P2 = 20W G2 = 3 h w L2 = 2000h N 2 = €2.49 Φ 2 = 420lm G2 3h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × €2.49 + 3 h × 20W × 0.000075 € = 0.008 € L2 2000h w Wh w K1−2 = K1 + K 2 = 0.046 € + 0.008 € = 0.054 € w w w 61
  62. 62. De spaarlamp die de gloeilamp het best kan vervangen is: Tabel 18: Eigenschappen 'Dulux el facility' : Prijs: €6.98 G3 6h K3 = × N3 + G3 × P3 × T = w × €6.98 + 6 h ×18W × 0.000075 € = 0.011 € L3 15000h w Wh w K 2−3 = K 2 + K3 = 0.008 € + 0.011 € = 0.019 € w w w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: N2 €6.98 t≥ = = 199w ≈ 4 jaar K1− 2 − K 2 −3 0.054 € − 0.019 € w w 62
  63. 63. 4.3.13 Slaapkamer WW De kamer werd verlicht door een gloeilamp van 75W en een bureaulamp van 20W De gloeilamp wordt vervangen door zijn spaarlampequivalent . Gegevens van de gloeilamp: P = 75W 1 G1 = 25 h w L1 = 1000h N1 = €2.05 Φ1 = 930lm G1 25 h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × €2.05 + 25 h × 75W × 0.000075 € = 0.192 € L1 1 1000h w Wh w Gegevens van de bureaulamp: P2 = 20W G2 = 21 h w L2 = 2000h N 2 = €2.49 Φ 2 = 420lm G2 21 h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × €2.49 + 21 h × 20W × 0.000075 € = 0.057 € L2 2000h w Wh w K1−2 = K1 + K 2 = 0.192 € + 0.057 € = 0.249 € w w w 63
  64. 64. De spaarlamp die de gloeilamp het best kan vervangen is: Tabel 19: Eigenschappen 'Dulux el facility' Prijs: €6.98 G3 25 h K3 = × N3 + G3 × P3 × T = w × €6.98 + 25 h ×18W × 0.000075 € = 0.045 € L3 15000h w Wh w K 2−3 = K 2 + K3 = 0.057 € + 0.045 € = 0.102 € w w w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: N2 €6.98 t≥ = = 47.4w ≈ 11maanden K1− 2 − K 2−3 0.249 € − 0.102 € w w 64
  65. 65. 4.3.14 Living De living werd verlicht door een luster met 8 gloeilampen van 60W. Omdat de ruimte eigenlijk overbelicht is, moet men eerst de gewenste lichtstroom bepalen. Daaruit kan men dan de benodigde lampen gaan bepalen. Gegevens van de gloeilampen: P = 60W 1 G1 = 7 h w L1 = 1000h N1 = €1.65 Φ1 = 8 × 710lm = 5680lm G1 7h K1 = × N1 + G1 × P × T = w × 8 ×1.65 + 7 h × 8 × 60W × 0.000075 € = 0.124 € L1 1 1000h w Wh w Gegevens van de ruimte: lengte = 4.40m breedte = 4.20m Egem ≈ 300lux De norm van 300lux is niet vereist in de ruimte tussen de wand en 0.25m van de wand. Opp. = ( L − 2 × 0.25 ) × ( B − 2 × 0.25 ) = ( 4.4m − 0.5m ) × ( 4.2m − 0.5m ) Opp. = 3.9m × 3.7 m = 14.43m 2 Φ 2 = Opp. × E = 14.43m 2 × 300lux = 4329lm 65
  66. 66. Omdat de luster 8 lamphouders heeft, moet de lichtstroom ook gedeeld worden door 8: Φ 2 4329lm = = 541lm 8 8 De meest efficiënte lamp die dit kan leveren is: Tabel 20: Eigenschappen 'Master pl electronic' : Prijs= €6.98 G2 7h K2 = × N 2 + G2 × P2 × T = w × 8 × €6.98 + 7 h × 8 ×11W × 0.000075 € = 0.072 € L2 15000h w Wh w De tijd waarin de investering teruggewonnen is: 8 × N2 8 × €6.98 t≥ = = 1073w ≈ 20.5 jaar K1 − K 2 0.124 € − 0.072 € w w 66

×