12
Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin Lundmark Handledare: Jonathan Fagerström Kurs: Introduktion till ingenjörsarbete, 7.5 HP

Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

Upplysning Rasmus Hasselrot

Benjamin Blomqvist Martin Lundmark

Handledare: Jonathan Fagerström

Kurs: Introduktion till ingenjörsarbete, 7.5 HP

Page 2: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

Sammanfattning Apoidea beställde en undersökning av olika lamptekniker. Ett antal lampor av olika tekniker

införskaffades och tester på watt och lux genomfördes med en luxmeter och wattmeter.

Lampornas ljusstyrka per watt, kostnadseffektivitet och effektåtgång jämfördes. En

gruppundersökning genomfördes där vardera lampa blev bedömd vad gäller vardags- och

arbetsbelysning. Resultatet av studien blev att LED-tekniken var bäst vad gäller ljusstyrka per

watt, kostnad och energieffektivitet, men tekniken fick däremot väldigt dåliga omdömen när det

kom till testet av vardagsljus och arbetsbelysning. Glödtrådslamporna presterade tvärtom

väldigt dåligt när det kom till kostnad, ljusstyrka per watt och energisnålhet, men fick bäst

omdömen när det kom till testet av vardagsljus och arbetsbelysning. I framtida tester skulle ett

liknande test kunna förbättras genom att använda sig av LED-lampor med högre effekt än de

två LED-lampor som användes i detta test.

Page 3: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

Innehåll

1. Inledning .................................................................................................................................. 1

1.1 Syfte .................................................................................................................................. 1

2. Metod ..................................................................................................................................... 1

2.2 Experimentuppställning ........................................................................................................ 2

3. Resultat ................................................................................................................................... 5

4. Slutsats/Diskussion ................................................................................................................... 7

5. Referenser ............................................................................................................................... 8

Bilagor ........................................................................................................................................ 8

Page 4: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

1

1. Inledning

På marknaden så finns det ett enormt utbud av olika sorters lampor vad gäller kvalitet och teknik. Det är vanligt att välja lampan med billigast inköpspris, skulle man tjäna något på att köpa en dyrare lampa eller en dyrare teknik? Hur mycket skiljer de olika lamporna vad gäller energieffektivitet och kostnad under sin livscykel? En annan aspekt som måste behandlas är vilken typ av ljus som emitteras. Hur upplevs lampornas ljus i förhållande till varandra? Med denna rapport hoppas vi kunna besvara dessa frågor.

1.1 Syfte

Syftet med lampstudien var att ge generella svar på följande frågor för fyra olika tekniker. De fyra olika teknikerna som studien omfattar är glödtrådslampor, halogenlampor, lysrörslampor och LED-lampor. Hur förhåller sig de olika teknikerna till varandra vad gäller energieffektivitet, hur lamporna upplevs samt kostnad per dygn?

2. Metod

Åtta lampor införskaffades. Av dessa var två lysrörslampor, Unison 28W och OSRAM 8W. Två stycken

halogenlampor, MALMBERGS Halo ECO 28W och PHILIPS EcoClassic 28W. Två stycken glödtrådslampor

PHILIPS 25W och OSRAM 60W. Två stycken LED-lampor OSRAM LED 2W och DECOLINE LED BULB 1,4W.

Följande mätningar utfördes med samtliga lampor:

● För att mäta energieffektiviteten så avlästes energiåtgången med en wattmeter.

● Ljusstyrkan mättes med en luxmeter.

Mätningarna utföres i ett nedsläckt rum där endast den lampa som skulle testas var tänd. Efter att lamporna varit påslagna i två minuter (för att uppnå lämplig arbetstemperatur) infördes de uppmätta värdena i tabell (tabell 1). För att kunna jämföra lamporna sammanställs resultatet från mätningarna på formen lux per watt för respektive lampa (figur 1).

För att uppskatta kostnaden per livscykel så utnyttjades tillverkarens angivna approximerade livslängd

av lampan. Den lampa med den längsta livslängden användes som referens så att kostnaden för varje

lampa kunde sammanställas på formen krona per dygn. Detta gjordes genom att beräkna hur många

lampor som krävdes för att uppnå referenstiden. Antalet lampor multiplicerades därefter med

inköpspriset för respektive lampa. Till denna kostnad adderades även priset för den aktiva effekt som

gått åt under referenstiden. Vid beräkningen av priset för åtgången aktiv effekt användes ett

approximativt elpris på en krona per kWh (1 kr/kWh).

För att uppskatta hur lamporna upplevs så fick varje person i en kontrollgrupp exponeras av en lampa i

taget. Genom att låta personerna rangordna lamporna utefter vardagsbelysning och arbetsbelysning så

kunde en uppskattning fås om vilken lampa som upplevs som överlag bäst.

Page 5: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

2

2.2 Experimentuppställning

Mätningarna av lampornas ljusstyrka [lux] utfördes från ett avstånd på ca 170 cm för att imitera en takbelysning som belyser ett normalhögt bord. Lampan som användes fokuserade ljuset i riktning mot belysningspunkten, vilket minskade mängden ljus som reflekterades från omgivningen. Luxmetern var av modell Testo 435 och wattmetern av modell EMG-1.

Figur 1: Bild över samtliga lampor som omfattades av studien. Från vänster: OSRAM LED 2W, DECOLINE

LED BULB 1,4W, OSRAM 8W, Unison 28W, PHILIPS EcoClassic 28W, MALMBERGS Halo ECO 28W, OSRAM

2x 60W och PHILIPS 2x 25W.

Page 6: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

3

Figur 2: Luxmetern var av modell Testo 435 och wattmetern av modell EMG-1.

Page 7: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

4

Figur 3: Lampan placerad 1,7 m ovanför luxmetern för att imitera en taklampas belysning på ett

normalhögt bord.

Page 8: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

5

3. Resultat

Figur 4: Lux per watt för samtliga lampor.

Figur 5: Jämförande av samtliga lampors kostnad i form av kronor per dygn. Denna data utgår från att

lampan är påslagen 24 timmar. I kostnaden är både inköpspris och löpande kostnader för förbrukad el

inräknad.

Page 9: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

6

Figur 6: Utfallna medelvärden för arbetsbelysning vid belysningsundersökningen där de som testat

undersökningen fått rangordna lamporna från bäst (1) till sämst (8).

Figur 7: Utfallna medelvärden för vardagsbelysning vid belysningsundersökningen där de som testat

undersökningen fått rangordna lamporna från bäst (1) till sämst (8).

Page 10: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

7

4. Slutsats/Diskussion

Som vi ser i figur 4 var lysrörs- och LED-lamporna mycket bättre än halogen- och glödtrådslamporna vad

gäller lux per watt.

Om man eftersträvar att införskaffa en lampa med låg kostnad så är en LED-lampa det man söker. Dess

låga energiförbrukning och långa livslängd gör att den är överlägset bäst inom denna aspekt jämfört

med övriga tekniker, som kan ses i figur 5. Som vi ser i figur 6, vilken visar gruppstudiens resultat vad

gäller lampornas arbetsbelysning, så var glödtråd 60W överlägset bäst, emedan båda LED-lamporna

visade sig prestera överlag sämst. Halogen- och lysrörslamporna bedömdes som ungefär lika bra. När

lampornas vardagsbelysning undersöktes visade det sig att glödtråds-, halogen- och lysrörslamporna

presterade relativt likvärdigt, även om glödtrådstekniken var marginellt bättre. Båda LED-lamporna fick

återigen ett dåligt resultat och slutade sist.

LED-tekniken har varit den teknik som i stort sett varit den överlägsna vinnaren vad gäller

kostnadseffektivitet och levererad ljusstyrka per watt. Dessvärre är det en väldigt dyr teknik och de

lampor som innefattats av vår studie har haft en så pass låg effekt att trots överlägsna resultat vid

mätningar av lux per watt så har ljuset uppfattats som svagt och inte speciellt passande som varken

vardagsljus eller som arbetsbelysning. Det finns lampor av typen LED som ska ha motsvarande effekt

som ger en starkare ljusstyrka vilket visat sig vara uppskattat i denna studie, så även om studien inte

innefattat en LED-lampa över 2W så pekar denna mot att det kan vara värt att investera i en lite dyrare

LED-lampa som kan leverera en starkare ljusstyrka p.g.a teknikens höga kostnadseffektivitet och

energisnålhet.

En eventuell felkälla i våra mätningar av ljusstyrkan kan vara bakgrundsbelysning. Innan vi påbörjade

mätningarna så mättes bakgrundsbelysningen. Det visades sig att det kom två lux från omgivningen. För

att få en uppfattning av vilken inverkan bakgrundsbelysningen hade på mätresultaten så utförde vi

ytterligare en kontroll i ett helt mörklagt rum. Vi insåg då att placeringen av mätutrustningen påverkade

den uppmätta ljusstyrkan mycket mer än bakgrundsbelysningen. Därför fokuserades mätutrustningen

till en fast position där mätningarna skulle utföras för att minimera variationer på grund av utrustningen,

istället för att lägga allt fokus på att minimera bakgrundsbelysningen som felkälla.

Lampornas lämplighet vad gäller arbets- och vardagsljus bedömdes av endast sju testpersoner, så

bedömningarna är långt från slutgiltiga vad gäller vilken belysningsteknik som passar bäst. Testet visade

att det fortfarande finns ett intresse för glödtrådstekniken trots att tekniken är på väg ut från

marknaden. Fler testpersoner hade vart att föredra för att ha ett mer säkerställt resultat av försöken.

Det vore intressant att utvidga studien med ett bredare sortiment av lampor samt undersöka lampornas

miljöfarliga komponenter, samt vilken påverkan dessa har på naturen.

Page 11: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

8

5. Referenser

[1]: Förpackningar: Unison 28W, PHILIPS EcoClassic 28W, MALMBERGS Halo ECO 28W, PHILIPS 2x 25W,

OSRAM 2x 60W, OSRAM LED 2W, OSRAM 8W, DECOLINE LED BULB 1,4W.

Bilagor

Tabell 1: Insamlad data från experiment. Livslängd erhölls från leverantören [1].

Lampa Lux Watt Livslängd [h]

Inköpspris [kr]

Lux/Watt Elpris per livscykel [kr]

Kronor per dygn

Glödtråd 60 W OSRAM

63 65 1000 10 0,97 65 1,8

Glödtråd 25 W PHILLIPS

21 27 1000 9,5 0,78 27 0,876

Halo ECO MALMBERGS

34 32 2000 29 1,06 64 1,116

Halo EcoClassic PHILLIPS

26 29 2000 29 0,90 58 1,044

Lysrörslampa 28 W UNISON

127 27 10000 119 4,70 270 0,9336

Lysrörslampa 8 W OSRAM

31 10 10000 119 3,10 100 0,5256

LED Parathom 2 W OSRAM

16 4 25000 179 4,00 100 0,26784

LED Bulb 1.4 W DECOLINE

9 4 15000 149 2,25 60 0,3344

Page 12: Upplysning...Umeå universitet 2012-06-05 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Upplysning Rasmus Hasselrot Benjamin Blomqvist Martin LundmarkUmeå universitet 2012-06-05

Umeå universitet 2012-06-05

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

9

Tabell 2: Testgruppens omdöme gällande lampornas vardagsljus från 1 – 8 där 1 är den lampa som

personen bedömt som bäst.

Glödtråd

60W

Glödtråd

25W

Halogen

Malmbergs

Halogen

Philips

Lågenergi

28W

Lågenergi

8W

Led

2W

Led

1,4W

Person 1 3 1 5 6 8 2 4 7

Person 2 1 4 6 5 3 2 8 7

Person 3 2 6 4 5 1 3 7 8

Person 4 6 1 5 3 8 4 7 2

Person 5 1 4 3 2 5 6 8 7

Person 6 3 2 4 1 5 6 8 7

Person 7 5 1 4 2 6 3 8 7

Medelvärde

(StdAv) 3 (1,91) 2,7 (1,98) 4,4 (0,98)

3,4

(1,90) 5,1 (2,54) 3,7 (1,70)

7,1

(1,46)

6,4

(1,99)

Tabell 3: Testgruppens omdöme gällande lampornas arbetsljus från 1 – 8 där 1 är den lampa som

personen bedömt som bäst.

Glöd-

tråd

60W

Glöd-

tråd

25W

Halogen

Malmbergs

Halogen

Philips

Lågenergi

28W

Lågenergi

8W

Led 2W

Led

1,4W

Person 1 2 5 3 4 1 6 7 8

Person 2 1 5 6 4 2 3 7 8

Person 3 2 6 4 5 1 3 7 8

Person 4 1 8 2 5 4 6 3 7

Person 5 1 4 2 3 5 6 8 7

Person 6 1 4 3 2 5 6 8 7

Person 7 2 4 3 1 6 5 7 8

Medelvärde

(StdAv)

1,4

(0,53)

5,1

(1,46) 3,3 (1,38) 3,4 (1,51) 3,4 (2,07) 5,0 (1,41)

6,7

(1,70)

7,6

(0,53)

Tabell 4: Medelvärden av omdömen givna i både tabell 2 och 4.

Glöd-

tråd

60W

Glöd-

tråd

25W

Halogen

Malmbergs

Halogen

Philips

Lågenergi

28W

Lågenergi

8W

Led

2W

Led 1,4W

Medelvärde

(StdAv)

2,2

(1,58)

3,9

(2,09) 3,9 (1,29)

3,4

(1,65) 4,3 (2,40) 4,4 (1,65)

6,9

(1,54) 7 (1,52)