Sjöingenjörsprogrammet Examensarbete

LED Projekt ombord på M/S Cinderella. Oskar Fahlén

Erik Sivertsson 2012-10-23 Program: Sjöingenjörsprogrammet Ämne: Examensarbete Nivå: 15hp Kurskod: SA300S

391 82 Kalmar Tel 0772-28 80 00 sjo@lnu.se Lnu.se

iii

Linnéuniversitetet Sjöfartshögskolan i Kalmar

Utbildningsprogram: Sjöingenjörsprogrammet Arbetets art: Examensarbete, 15 hp Titel: LED Projekt ombord på M/S Cinderella Författare: Oskar Fahlén SI, Erik Sivertsson I4 Handledare: Åke Nyström

ABSTRACT Arbetet handlade om att göra en objektiv undersökning på LED-belysning med hänseende till ljuskvalité, ljusutbyte och ur ett ekonomiskt perspektiv. Arbetet inriktade sig till de allmänna utrymmena ombord på M/S Cinderella. Huvudsyftet var att ge el-inspektören för fartyget ett underlag att besluta om en konvertering till LED-belysning anses lämplig att genomföras med hänsyn till ekonomi, miljö, ljuskvalité och genomförbarhet. Undersökningarna är en jämförelse av befintliga T8 lysrör gentemot utbytbara T8 LED-lysrör. Ljuskvalitén vid konvertering kommer inte påverkas om man ser till produkternas datablad. Däremot rekommenderas att börja konverteringen i en hyttkorridor, för att på så sätt visuellt kunna avgöra skillnader. I undersökningen har det framgått att den största energibesparingen är möjlig genom byte av befintliga T8 lysrör 36Watt till motsvarande LED-lysrör. Då LED-belysning är relativt nytt inom belysningssammanhang håller produkterna ett högt pris på marknaden. För att en investering av LED-belysning i dagsläget skall vara ekonomiskt försvarbart, krävs en väsentlig skillnad i effektåtgång och livslängd. Slutsatsen blev att en konvertering till LED-belysning skulle innebära en ekonomisk besparing efter tre till fem års tid, beroende på vilken tillverkare som väljs.

Nyckelord: LED Allmänna utrymmen - Utrymmen så som hyttkorridorer ombord i fartyget Säkerhetständare T8 Lysrör Konvertering Fartyg Energibesparing

iv

Linnaeus University Kalmar Maritime Academy Degree course: Marine Engineering Level: Diploma Thesis, 15 ETC Title: LED Project onboard M/S Cinderella Author: Oskar Fahlén SI, Erik Sivertsson I4 Supervisor: Åke Nyström

ABSTRACT The goal with the project where to do an objective study on LED-lights as the main lightning source. With care taken to the amount exchanged light, the lights quality and from an economic perspective. The work focused on the public areas onboard the M/S Cinderella. The main goal where to give the company’s electrical inspector a basis to decide whether or not a conversion to LED lights is considered suitable to be implemented with regard to the economy, environment, light quality and feasibility. The study is a comparison of the already existing T8 fluorescent tubes towards the T8 LED exchangeable tubes. The Light quality after a conversion to LED tubes will not be affected in according to the product data sheet. However, it is recommended to start conversion in a cabin corridor to visually determine differences. The study has shown that the greatest energy savings are possible by replacing existing T8 fluorescent tubes 36Watt the corresponding LED tubes. LED lighting is relatively new in the lighting market, and the products have a high price in the market. For an investment of LED lighting in the current situation to be profitable, it requires a substantial difference in power consumption and longevity. It was concluded that a conversion to LED lighting would be a financial saving for three to five years, depending on which manufacturer that is chosen.

v

Innehållsförteckning 1. Inledning ................................................................................................................................ 1

1.1 Syfte ................................................................................................................................. 2

1.2 Frågeställning ................................................................................................................... 2

1.3 Metod .............................................................................................................................. 3

2. Resultat .................................................................................................................................. 4

2.1 Befintliga lysrör ................................................................................................................ 4

2.2 Specifikationer för T8 LED-lysrör ..................................................................................... 5

2.3 Jämförelse ........................................................................................................................ 6

2.4 Armatur ............................................................................................................................ 7

2.5 Lagar och standarder ....................................................................................................... 7

2.6 Tillverkare av LED-lysrör .................................................................................................. 8

2.7 Konverteringens energieffektivitet samt eventuella besparingar................................... 8

2.8 Förändrat underhåll ....................................................................................................... 13

3. Avslutande diskussion ......................................................................................................... 14

4. Källhänvisning ...................................................................................................................... 16

4.1 Litteraturförteckning ..................................................................................................... 16

4.2 Figurförteckning ............................................................................................................. 17

5. Bilagor .................................................................................................................................. 18

5.1 Bilaga 1. Projektdirektiv ................................................................................................. 18

5.2 Bilaga 2. Osram produktdatablad, ljusberäkning och offert ......................................... 20

5.3 Bilaga 3. Philips produktdatablad och offert ................................................................. 25

5.4 Bilaga 4. TD-Light produktdatablad och offert .............................................................. 30

5.5 Bilaga 5. Alandia Engineering produktdatablad och offert ........................................... 36

5.6 Bilaga 6. Beräkningsbilaga 1. ......................................................................................... 39

5.7 Bilaga 7. Beräkningsbilaga 2. ......................................................................................... 40

5.8 Bilaga 8. Projektavslut.................................................................................................... 41

vi

Definitioner och förkortningar Driftdon (Drossel) - Ett driftdon är en anordning som ska begränsa strömtillförseln i en elektrisk ledning. LED - Light Emitting Diode. Säkerhetständare - Säkring. Ersätter glimmtändare. T8 Kolv – Diametern på lysröret (Diametern 26mm) G13 Sockel – Bredden mellan stiften på lysröret Kelvin - SI-enheten för temperatur Lux - SI-enheten för illuminans (belysning). En lux är definierad som en lumen per kvadratmeter. TSFS - De föreskrifter som Transportstyrelsen ger ut finns samlade i Transportstyrelsens författningssamling (TSFS). M/S - M/S, m.s., M.S., är en förkortning för engelskans Motor Ship ("motorfartyg") och placeras före en motorbåts namn. CE-märkning - CE-märket betyder att tillverkaren eller tillverkarens representant lovar att varan uppfyller de säkerhetskrav som EU ställer för just den produktgruppen. Armatur - lamparmatur, den del av en lampa som bland annat innehåller hållare för lysrör, elektriska anslutningsdon och annan teknisk utrustning såsom reaktor och tändare för lysrör, upphängningsanordning och annat som behövs för att ljuskällan skall fungera. Hyttkorridor – Korridorer med hytter avsedda för boende ombord. Halvledare - Material som inte leder elektrisk ström lika bra som en ledare, men inte heller utesluter strömledning som en isolator

1

1. Inledning Projektet skapades på begäran av Joacim Westerlund, teknisk inspektör, samt Börje Jansson EL inspektör på Viking Line. Enligt dem har traditionella ljuskällor, d.v.s. vanliga lysrör, länge varit det dominerande valet ombord i de allmänna utrymmena ombord på M/S Cinderella. Under det senaste året har en diskussion ägt rum om hur vida det skulle vara ekonomiskt samt energimässigt fördelaktigt att istället konvertera till LED belysning. Fartyget M/S Cinderella är en kryssningsfärja som ägs av rederi Viking Line ABP. Fartyget är byggt av Wärtsilä Marine i Åbo 1989 och har en längd på 191m, en bredd på 35,84m och består utav 12 däck, varav ett är bildäck. Förutom brygga och maskinrum består de andra däcken av hytter och nöjen anpassade efter passagerarens behov. Information om systemet ombord: Cinderella har fyra stycken dieselgeneratorer för strömproduktion, av typen Wärtsilä Vasa 6R32. Varje motor är en turboladdad och mellankyld 4-takts dieselmotor med direktinsprutning av bränsle. Motorerna driver sedan varsin 2950kVA el-generator som levererar 3x660V 50Hz till huvudskenan. Därifrån transformeras spänningen med hjälp av transformator ner till en 3x220V 50Hz skena, som i sin tur matar belysningen ombord. Lysrörsarmaturer sitter monterade i taket på bägge sidor av hyttkorridorerna, i de allmänna utrymmena ombord. I dessa sitter det 18 till 36 Watts lysrör med T8 kolv och G13 sockel. Belysningen är tänd dygnet runt, året om. Målet är att få en minskad elenergiförbrukning för belysningen i de allmänna utrymmena ombord. Efter konvertering till LED-belysning är kravet att produkten skall kunna leverera samma ljuskvalité som tidigare och livslängden bör vara längre för att en besparing skall vara möjlig.

2

1.1 Syfte Syftet med projektet är att ge både el inspektören och den tekniska inspektören för M/S Cinderella ett underlag, där man tydligt får en överblick av skillnader i elförbrukning samt underhållskostnader före respektive efter en konvertering till LED-belysning i de allmänna utrymmena ombord. Projektet skall innehålla en objektiv utvärdering på LED kontra befintlig belysning ombord på M/S Viking Cinderella. Detta med hänsyn till energibesparing, miljöpåverkan samt ur en ekonomisk synpunkt. Förhoppningen är även att detta underlag skall kunna användas av alla Viking Lines fartyg.

1.2 Frågeställning För att ge ett underlag som el-inspektör och teknisk inspektör kan grunda sitt beslut på har ett antal frågeställningar identifierats:

Identifiera de belysningsgrupper som är intressantast ur ett energibesparingsperspektiv.

I vilken turordning bör en konvertering genomföras med hänsyn till LED-lysrörens egenskaper.

I vilka områden är LED-belysning lämpligast.

Hur kommer ljuskvalitén påverkas vid konvertering från traditionella lysrör till LED-lysrör med hänseende på ljusutbyte, färgtemperatur och färgåtergivning.

Resulterar egenskaperna hos ett LED-lysrör till en ekonomiskt försvarbar konvertering. Egenskaper så som lägre effekt och längre brinntid. Hur ser prisbilden ut på befintliga lysrör kontra LED-lysrör.

Vilka lagar och standarder gäller vid en konvertering till LED-belysning. Elsäkerhetsverket, Transsportstyrelsen, Klassningssällskap, vilka är inblandade? Hur kommer CE-märkning på armatur att påverkas av installation av LED-lysrör.

3

1.3 Metod Metoden som använts för att genomföra denna undersökning är en blandning av olika uträkningar, diskussioner och kontroller som gjorts av produktdatablad samt befintlig anläggning ombord. Till att börja med undersöktes systemuppbyggnaden för elproduktionen ombord. Grundläggande information om motor, generator och transformator plockades fram för att få reda på hur systemets strömförsörjning ser ut. Tekniska Chefen ombord tillhandahöll siffror gällande aktuella bunkerpriser och specifika bränsleförbrukningen och utifrån dessa beräknades hur mycket en kilowattimma kostar att producera ombord. Då densiteten på bunkeroljan inverkar på det effektiva bränslevärdet kontaktades det Finska bunkerbolaget ST1 för uppgifter. Elscheman för hur systemet är uppbyggt togs fram och disskuterades. Hyttkorridorers befintliga belysning kontrollerades. Produktdatablad om belysningen samlades in, vilken effekt, ljusflöde, färgtemperatur, färgåtergivning samt lysrörens brinntimmar. Ett Exceldokument skapades där uppgifterna fördes in, detta för att på ett överskådligt sätt kunna jämföra de olika tillverkarnas produktspecifikationer. Utifrån denna information kontaktades sedan olika tillverkare/återförsäljare av LED-lysrör. Fyra stycken valdes ut för vidare frågor kring deras produkt. Kompabilitet vid en eventuell konvertering, produktdatablad och slutligen begärdes offerter. Uppgifter från tillverkarnas egna produktdatablad fördes in i Exceldokument, vilket är ett av de verktyg som använts vid beräknandet av förändrad- ljuskvalité och effektåtgång. Därefter undersöktes lysrörsarmaturen för att avgöra kompabiliteten att använda nya LED-lysrör tillsammans med den befintliga armaturen, vilket inte visade sig vara något problem. Enligt både tillverkare som kontaktats och elektrikernas tester ombord, var drosseln sittande i befintlig armatur inte nödvändig och förbrukade cirka 2 Watt/armatur. Lagar och standarder vid el-installation ombord på fartyg undersöktes. Myndighet, klassningssällskap, Elsäkerhetsverk. CE-märkning, EMC, övrig påverkan? Då egna tolkningar ville undvikas kontaktades personer på Elsäkerhetsverket, Transportstyrelsen och Det Norske Veritas, vilket är Cinderellas klassningssällskap. När all data var insamlad påbörjades energibesparingsberäkningar. Då all information till våra beräkningar var insamlad gjordes även investeringskalkyl för respektive tillverkare/återförsäljare. Därefter påbörjades sammanställningen av projektet.

4

2 Resultat I detta kapitel redovisas de resultat och beräkningar som gjorts. 2.1 Befintliga lysrör Ombord på Cinderella i hyttkorridorerna, de allmänna utrymmena, är den dominerande ljuskällan av typen T8 kolv G13 sockel lysrör, med en effekt på 18 eller 36 Watt. Tillverkaren av dessa lysrör är Philips och av modellen Philips TLD-super 18/827 respektive 36/827. Där ”8” står för ett färgåtergivningstal på 80Ra och ”27” betyder att färgtemperaturen är 2700 Kelvin.1 Färgåtergivningstal, Ra, anger hur bra ljuset återger färger gentemot dagsljus vilket har ett färgåtergivningstal på 100Ra. De befintliga lysrören drivs av en drossel som begränsar strömmen till lysröret och förhindrar lysröret från att brinna upp. För att tända lysröret krävs även en glimmtändare som med hjälp av bimetaler kortsluter kretsen så att elektroderna i lysröret värms upp. När bimetallkontakten sedan bryter kretsen ger drosseln en spänningsstöt som tänder lysröret.2 Då de befintliga lysrören har en 360ᵒ ljusspridning behövs reflektorer för att kunna rikta och utnyttja det totala ljusflödet. Reflektorernas verkningsgrad varierar beroende på val av material, vilket gör det svårt att bedöma ljuskvalitén ett lysrör kommer leverera i en viss applikation utifrån lysrörets angivna data. De befintliga lysrören har en bra driftssäkerhet och en brinntid på 15000 timmar. Lysrörens livslängd påverkas utav miljön den sitter i, en miljö med vibrationer och höga temperaturer kommer att påverka lysrörets livslängd negativt. Ljusutbytet på de befintliga lysrören är 75lm/Watt. Befintliga lysrör avger UV-strålning samt innehåller kvicksilver.3 När ett lysrör börjar lysa är det kvicksilverånga och argon inuti lysröret som joniseras för att därefter börja leda ström. Detta resulterar i att UV-ljus skapas vilket har en negativ påverkan på människans hud. För att förhindra att kvicksilver kommer ut i naturen, är det viktigt att deponering av det använda lysröret sker på ett miljövänligt sätt.

1 (Ljuskultur) 2 (Ljuskultur) 3 (Energimyndigheten)

5

2.2 Specifikationer för T8 LED-lysrör LED-tekniken utvecklas mycket snabbt och har under de senaste åren blivit mer intressant i belysningssammanhang. Lysdioden alstrar ljuset i en halvledare, som på elektrisk väg stimuleras till att lysa. I de LED-lysrör som tillverkas för att ersätta ett vanligt T8-lysrör är det lysdioder som sitter i serie, för att efterlikna de ljus som ett traditionellt T8-lysrör avger. Då ljuset från lysdioden efterliknar ett punktljus är det svårt att få samma ljusspridning från ett LED-lysrör som ett traditionellt lysrör. Den ljusspridningsvinkel som är vanligast hos ett T8 LED-lysrör är 120ᵒ, detta beroende på tillverkare och ändamål. LED-lysrören har inte någon andvändning av befintlig glimtändare i armaturen. Den skall bytas ut mot en ”säkerhetständare” som medföljer vid köp utav LED-lysröret.4 LED-dioden behöver en klen likström för att börja lysa och är därför beroende utav ett driftdon som omvandlar den ström som matar lysröret. Driftdonet är integrerat i T8 LED-lysröret, så ingrepp i armatur ej är nödvändigt. På de flesta driftdon finns en maximalt tillåten temperatur angiven, ”tc max”, och mäts vid en punkt som finns markerad på höljet. Viktigt är att inte denna temperatur under- eller överstigs då detta påverkar LED-lysrörets livslängd negativt. Livslängden på de olika LED-lysrören varierar mellan 40000 och 80000 timmar beroende på tillverkare. Ett vanligt begrepp vid definition av livslängd är L70, d.v.s. antalet brinntimmar då 70 % av initialljusflödet återstår. Även benämningarna L80 och L90 förekommer, vilket betyder antal brinntimmar då det återstår 80- respektive 90 % av initialljusflödet. Livslängden hos LED-lysrör påverkas inte av antalet tändningar/släckningar. Ljuskvalitén på ett T8 LED-lysrör är olika beroende på tillverkare men håller generellt samma kvalité som ett vanligt T8-lysrör. Färgtemperaturen på lysrören varier mellan 3000 och 5000 Kelvin beroendes på vilken ljustemperatur man vill uppnå. Färgåtergivningen på LED-lysrören som undersökts har ett värde på 80-85Ra samt ett ljusutbyte på 70-90lm/Watt. LED-tekniken klarar förhållanden som traditionell belysning skulle påverkas negativt av, ett sådant exempel är vibrationer och stötar. LED-belysningen klarar även kalla temperaturer, och då LED-dioden kräver en viss kylning är t.ex. installation av LED-belysning i ett kylrum bara positivt. LED-belysningen ger heller inte upphov till någon UV-strålning.5

Figur 1. Principskiss - LED-belysning.

4 (Se Bilaga 4. TD-Light) 5 (Energimyndigheten)

6

2.3 Jämförelse Vid jämförelse av dessa två belysnings-tekniker har hänsyn tagits till parametrar som varit intressanta ur belysning och energisynpunkt. Ljusutbytet för ett befintligt T8 lysrör är 75lm/Watt. Det svar tillverkare och återförsäljare gett visar att LED-lysrören ligger på ett likvärdigt ljusutbyte som de befintliga lysrören. Då själva LED-lysröret inte utger lika många lumen som de befintliga lysrören, får man ha i åtanke att ett befintligt lysrör har en belysningsvinkel på 360ᵒ och måste således använda sig av reflektorer för att kunna koncentrera ljuset till tänkt område. LED-lysröret har dock en mindre belysningsvinkel som koncentrerar ljusflödet och på så vis fås ett likvärdigt ljusutbyte. Vit LED-belysning sorteras idag in i tre huvudgrupper - kallvit, vit och varmvit. Om man ser till färgtemperaturen på den befintliga belysningen, har den en färgtemperatur på 2700 ᵒKelvin, vilket kallas varmvit. Av de återförsäljare/tillverkare vi vart i kontakt kan samtliga leverera en färgtemperatur på 3000 Kelvin, varmvit.

Kallvita Vita Varmvita 6

5400-7000K 3700-5400K 2700-3500K Figur 2. Tabell - färgtemperatur. Färgåtergivningen anges oftast i Ra-index och anger hur bra en ljuskälla återger färger i en skala 0-100 % jämfört med en referensljuskälla. Den befintliga belysningen har ett färgåtergivningstal på 80Ra, vilket även tillverkarna av LED-lysrör garanterar. Livslängden på LED-lysrör är enligt tillverkarna mer än dubbelt så lång gentemot befintliga lysrör. Som tidigare nämnts påverkas inte LED-lysrören av vibrationer, av- och påslagningar eller kyla. Däremot påverkas LED-lysrörets livslängd negativt av en omgivningstemperatur som överstiger produktbladets max angivna omgivningstemperatur. Detta bör dock inte bli några problem i de allmänna utrymmena ombord då temperaturen sällan överstiger 25 ᵒC. Priset för ett LED-lysrör är cirka 500-700 kr beroende på återförsäljare och tillverkare. Jämförs detta med ett traditionellt lysrör, vilket kostar 50 kr, märks vilken prisskillnad det för tillfället råder. Då drosseln i armaturen inte är nödvändig vid LED-drift, är det möjligt att koppla bort denna för att på så vis minska effektförbrukningen. Något som dock bör tas i beaktande är att urkoppling av drosseln ses som ett ingrepp i armaturen och att CE-märkningen påverkas. Glimmtändaren är heller inte nödvändig för att LED-belysningen skall fungera och skall därför bytas ut mot den ”säkerhetständare” som medföljer.

6 (Hidealite)

7

2.4 Armatur

Den befintliga armaturen är traditionell lysrörsarmatur för T8-lysrör med tillhörande drossel och glimmtändare. Lysrörsarmaturerna sitter monterade i taket, på bägge sidor av hyttkorridorerna i de allmänna utrymmena ombord. Det användbara ljuset från armatur och lysrör blir det som strålar nedåt från armaturen vilket gör det nödvändigt med reflektorer i armaturerna. Reflektorernas verkningsgrad påverkar det befintliga ljusutbyte som råder. Den tänkta modifikationen på armatur vid ett eventuellt byte till LED-belysning blir att glimmtändare och lysrör byts ut. Vid en konvertering till LED kommer dock reflektorerna inte fylla någon funktion då LED-lysrörens ljusvinkel i de flesta fall är 120 ᵒ.

2.5 Lagar och standarder Då LED-tekniken är en relativt ny teknik inom belysnings sammanhang är det svårt att få klara riktlinjer om vad som är rätt och vad som är fel, vem som har ansvaret och vad som får göras. Vid en tänkt konvertering är det en del lagar och standarder man måste ta hänsyn till. Enligt elsäkerhetsverket upphör CE-märkningen vid ett tänkt byte av lysrör då armaturen inte är klassad för den typen av belysning. Dock är elsäkerhetsverket regler gällande för landanläggningar. Viktigt vid en konvertering är att det inte bryter mot någon av de lagar eller förordningar som finns för fartyg och elinstallation. För fartyg gäller sjöfartsverkets föreskrifter, författnings samling SJÖFS2008:81. Transportstyrelsens föreskrifter ändring av SJÖFS2008:81 till TSFS2009:17. I denna så står det att konstruktion, tillverkning och underhåll av elektriska installationer skall ske enlig IEC60092. IEC60092 är standardserien som är godkänd av den internationella organisationen IMO och är framställd för elinstallationer på fartyg. Enligt transportstyrelsen behövs följande uppgifter inför kommande konvertering: · För vilket fartyg gäller konverteringen · En redogörelse om hur konverteringen ska gå till · Vem ska utföra detta, dvs. ansvarig företag · Dokumentation på nuvarande armaturer · Dokumentation på LED belysningen samt EMC godkännande av dessa armaturer När underlaget granskats och godkänts kan konverteringen påbörjas. Innan anläggningen tas i bruk måste dock transportstyrelsen godkänna och klassa anläggningen på nytt efter avslutat arbete.

8

2.6 Tillverkare av LED-lysrör Det finns i dagsläget en uppsjö av olika återförsäljare och tillverkare av LED-lysrör. Önskemålet var att kontrollera och jämföra det befintliga utbudet i Sverige och Finland. Både stora och små tillverkare och återförsäljare kontaktades för mer ingående information om deras produkter. I slutänden valdes Osram, Philips, TD-Light och Alandia Engineering ut för en mer ingående produktkontroll, då dessa fyra företag gav ett snabbt svar på frågeställningen angående deras produkter samt att de är stora etablerade företag inom tillverkning och försäljning av elektronik.

2.7 Konverteringens energieffektivitet och eventuella besparingar

Vid beräknandet av energieffektiviteten och eventuella besparingar har ingen hänsyn tagits till räntor eller möjlig inflation.7 Energipriset är beräknat på de siffror vilka erhållits av tekniska chefen ombord.8 I modellen beräknas de energibesparingar som görs med ett LED-lysrör under ett års tid, gentemot ett befintligt lysrör. I beräkningarna är även besparingar som görs p.g.a. längre bytesintervall inräknat. Besparingen är subtraherad med LED-lysrörets inköpskostnad. Anledningen till att sista året i samtliga investeringstabeller inte är ett heltal är p.g.a. angiven brinntid är uppnådd.

Återbetalningstid

18 Watt 36 Watt

Osram 4 år 3 år

Philips 5 år 4 år

TD-light 5 år 4 år

Alandia 4 år 3 år Figur 3. Tabell – Återbetalningstid.

7 (Se Bilaga 6. Beräkningsbilaga 1.) 8 (Se Bilaga 7. Beräkningsbilaga 2.)

9

Investeringstabell för Osram LED-lysrör.

Kalkyl baserad på följande lysrör: 1st befintligt Philips TLD super 18 Watt traditionellt lysrör jämfört med 1st Osram SubstiTUBE advanced 11 Watt LED-lysrör. 1st befintligt Philips TLD super 36 Watt lysrör jämfört med 1st Osram substiTUBE advanced 21 Watt LED-lysrör.9 Uträkningen är baserad på följande siffror och förutsättningar: Philips TLD super 18 Watt och 36 Watt lysrör har en brinntid på 15000 timmar och kostar 4,35€/st. resp. 5,55€/st. Osrams SubtiTUBE advanced 11 Watt och 21 Watt LED-lysrör har en brinntid på 40000 timmar och kostar 52,12€/st. resp. 86,12€/st. Lysrören är tända 24 timmar per dygn och elen kostar 0,1456€/kWh.

Osram 1st 11 Watt Osram 1st 21 Watt

År Energi besparing kWh Besparing År Energi besparing kWh Besparing

1 62,32 -26,76 € 1 131,4 -39,40 €

2 122,64 -15,29 € 2 262,8 -17,04 €

3 183,96 -3,82 € 3 394,2 5,32 €

4 245,28 7,65 € 4 525,6 27,68 €

4,56 279,62 14,07 € 4,56 599,18 40,20 € Figur 4. Tabell – Investeringstabell Osram.

9 (Se Bilaga 2. Osram Produktdatablad.)

10

Investeringstabell för Philips LED-lysrör.

Kalkyl baserad på följande lysrör: 1st befintligt Philips TLD super 18 Watt traditionellt lysrör jämfört med 1st Master LEDtube GA 13 Watt LED-lysrör. 1st befintligt Philips TLD super 36 Watt traditionellt lysrör jämfört med 1st Master LEDtube GA 25 Watt LED-lysrör.10 Uträkningen är baserad på följande siffror och förutsättningar: Philips TLD super 18 Watt och 36 Watt lysrör har en brinntid på 15000 timmar och kostar 4,35€/st. resp. 5,55€/st. Master LEDtube GA 13 Watt och 25 Watt LED-lysrör har en brinntid på 40000 timmar och kostar 36,71€/st resp. 56,59€/st. Lysrören är tända 24 timmar per dygn och elen kostar 0,1456€/kWh.

Philips 1st 13 Watt

Philips 1st 25 Watt

År Energi besparing kWh Besparing År Energi besparing kWh Besparing

1 43,8 -27,79 € 1 96,36 -39,33 €

2 87,6 -18,87 € 2 192,72 -22,07 €

3 131,4 -9,95 € 3 289,08 -4,81 €

4 175,2 -1,03 € 4 385,44 12,45 €

4,56 199,7 3,97 € 4,56 439,40 22,12 € Figur 5. Tabell – Investeringstabell Philips.

10 (Se Bilaga 3. Philips Produktdatablad.)

11

Investeringstabell för TD-Light LED-lysrör. Kalkyl baserad på följande lysrör: 1st befintligt Philips TLD super 18 Watt traditionellt lysrör jämfört med 1st StingyLight 9 Watt LED-lysrör. 1st befintligt Philips TLD super 36 Watt traditionellt lysrör jämfört med 1st StingyLight 18 Watt LED-lysrör.11 Uträkningen är baserad på följande siffror och förutsättningar: Philips TLD super 18 Watt och 36 Watt lysrör har en brinntid på 15000 timmar och kostar 4,35€/st. resp. 5,55€/st. StingyLight 9 Watt och 18 Watt har en brinntid på 80000 timmar och kostar 66,47€/st. resp. 88,82€/st. Lysrören är tända 24 timmar per dygn och elen kostar 0,1456€/kWh.

TD-Light 1st 9 Watt

TD-Light 1st 18 Watt

År Energi besparing kWh Besparing År Energi besparing kWh Besparing

1 78,84 -52,45 € 1 157,68 -62,64 €

2 157,68 -38,43 € 2 315,36 -36,45 €

3 236,52 -24,41 € 3 473,04 -10,26 €

4 315,36 -10,38 € 4 630,72 15,93 €

5 394,2 3,64 € 5 788,4 42,12 €

6 473,04 17,66 € 6 946,08 68,30 €

7 551,88 31,68 € 7 1 103,76 94,49 €

8 630,72 45,70 € 8 1 261,44 120,68 €

9 709,56 59,72 € 9 1 419,12 146,87 €

9,13 719,81 61,55 € 9,13 1 439,62 150,27 € Figur 6. Tabell – Investeringstabell TD-Light.

11 (Se Bilaga 4. TD-Light Produktdatablad.)

12

Investeringstabell för Alandia Engineering LED-lysrör.

Kalkyl baserad på följande lysrör: 1st befintligt Philips TLD super 18 Watt traditionellt lysrör jämfört med 1st Samsung LED 12 Watt LED-lysrör. 1st befintligt Philips TLD super 36 Watt traditionellt lysrör jämfört med 1st Samsung LED 24 Watt LED-lysrör. 12 Uträkningen är baserad på följande siffror och förutsättningar: Philips TLD super 18 Watt och 36 Watt lysrör har en brinntid på 15000 timmar och kostar 4,35€/st. resp. 5,55€/st. Samsung LED 12 Watt och 24 Watt har en brinntid på 40000 timmar och kostar 35€/st. resp. 45€/st. Lysrören är tända 24 timmar per dygn och elen kostar 0,1456€/kWh.

Alandia 1st 12 Watt

Alandia 1st 24 Watt

År Energi besparing kWh Besparing År Energi besparing kWh Besparing

1 52,56 -24,75 € 1 105,12 -26,41 €

2 105,12 -14,55 € 2 210,24 -7,87 €

3 157,68 -4,36 € 3 315,36 10,66 €

4 210,24 5,84 € 4 420,48 29,20 €

4,56 239,67 11,55 € 4,56 479,35 39,58 € Figur 7. Tabell – Investeringstabell Alandia Engineering.

12 (Se Bilaga 5. Alandia Engineering Produktdatablad.)

13

2.8 Förändrat underhåll LED-lysrör monteras i armaturen på samma sätt som tidigare och då livslängden på LED-lysrör är längre än traditionella lysrör, kommer tidsintervallet på hur ofta de behöver bytas öka. När det gäller deponi och sophantering finns det dock vissa skillnader. Traditionella lysrör joniserar argon och kvicksilverånga för att bli elektriskt ledande varvid UV-ljus skapas. Dessa lysrör innehåller därför ämnen som är skadliga för miljön. LED-lysrören innehåller istället lysdioder som alstrar ljuset i en halvledare, som på elektrisk väg stimuleras till att lysa. De innehåller dock inga ämnen som är direkt miljöfarliga och skall därför deponeras tillsammans med övrigt elektronikavfall.

2.9 Resultat av ljussimulering

Osram gjorde en ljussimulering på en tänkt hyttkorridor med heltäckningsmatta och måtten 220cm x 150cm x 40m. I simuleringen är det lysrör enbart på ena sidan av hyttkorridoren. Ljussimuleringen gjordes med Substitube Advance 21 Watt som motsvarar befintligt 36 Watt T8 lysrör. Enligt simuleringen som gjordes fås 178 Lux i medel, beräknat från 85cm höjd. Enligt TSFS 2009:119 skall ett medelvärde i en hyttkorridor uppgå till 200 Lux. Värt ha i åtanke är att simuleringen är uträknad med lysrör enbart på ena sidan av hyttkorridoren, medan det ombord sitter armaturer monterade på bägge sidor av hyttkorridoren.

Figur 8. Ljussimulering av hyttkorridor.

14

3. Avslutande diskussion

Syftet med projektet är att ge både el inspektören och den tekniska inspektören för M/S Cinderella ett underlag, där man tydligt får en överblick av skillnader i elförbrukning samt underhållskostnader före respektive efter en konvertering till LED-belysning i de allmänna utrymmena ombord. Projektet skall innehålla en objektiv utvärdering på LED kontra befintlig belysning ombord på M/S Viking Cinderella. Detta med hänsyn till energibesparing, miljöpåverkan samt ur en ekonomisk synpunkt. Förhoppningen är även att detta underlag skall kunna användas av alla Viking Lines fartyg.

Då projektet inriktade sig på de allmänna utrymmena ombord, valdes belysningen i hyttkorridorerna som underlag till kommande konvertering. Turordningen vid en konvertering bör bestämmas av egenskaperna hos tänkt belysning och omgivning där belysning skall sitta. Då LED-belysningens livslängd är oberonde av antal på- och avslagningar är den lämplig i miljöer där belysningen tänds och släcks ofta. Förslaget är därför att börja konvertering till LED-belysning i olika förråd och andra förvaringsutrymmen.

Även utrymmen där lysrörsutbyte är komplicerat pga. trångt utrymme eller högt till armatur etc., är det lämpligt att använda LED-lysrör då livslängden hos dessa, enligt produktdatabladen har 25 000 – 65 000 timmar längre brinntid än de traditionella lysrören. Max omgivningstemperatur för LED-lysrör skall alltid finnas tillgängligt på produktdatabladet och är viktigt att det inte överstigs, då man annars riskerar att få en kortare livslängd på lysröret. För traditionella T8 lysrör minskas ljusflödet med upp till 50 % i minusgradiga omgivningstemperaturer13. LED-lysrör påverkas istället positivt av kall omgivningstemperatur, då kylning av dioderna är viktigt. Således är LED-belysning inte lika relevant i utrymmen där temperaturerna kan bli upp emot 50 ᵒC eller mer, som t.ex. i maskinrum. Kylrum är därimot ett utmärkt utrymme för installation av LED-belysning

Vid undersökningen om ljusutbytet från LED-belysning kommer vara likvärdig den befintliga belysningen, har det varit svårt att fastställa ett klart svar. Enligt databladen för LED-lysrören är det på alla punkter likvärdigt ett befintligt lysrör, förutom på en punkt. Det totala ljusflödet hos ett LED-lysrör är mindre än det totala ljusflödet hos ett befintligt lysrör. Eftersom ljusflödet hos ett traditionellt lysrör har en belysningsvinkel på 360ᵒ kommer inte den tänkta belysningsytan få det totala ljusflödet, därför används reflektorer. Men vid drift av ett LED-lysrör som har en belysningsvinkel på 120ᵒ, kommer ljusflödet att koncentreras till den tänkta belysningsytan och således slipper man använda reflektorer. För att försäkra sig om att ljusutbytet vid LED-belysning är tillräckligt, rekommenderas att börja med installation av LED-belysning endast i en korridor och utifrån det visuellt avgöra resultatet.

13 (Energimyndigheten)

15

Då LED-belysning är relativt nytt inom belysningssammanhang håller produkterna ett högt pris på marknaden. För att en investering av LED-belysning i dagsläget skall vara ekonomiskt försvarbart, krävs en väsentlig skillnad i effektåtgång och livslängd. I de uträkningar som gjorts tar det i de bästa fall 3 år, innan investeringen är återbetald och börjar löna sig. Man bör dock ha i åtanke att utvecklingen går väldigt snabbt framåt och att priset på LED-lysrör inom några år kan ha sjunkit. Lagar och förordningar vid en konvertering till LED-belysning undersöktes och det övergripande elinstallationskraven för svenska fartyg ofta är tagna från Internationella regelverk beslutade av IMO (International Maritime Organization). Detaljkraven däremot hänvisar IMO till de internationella standarder som ges ut av den internationella elektrotekniska kommittén (IEC). Elsäkerhetsverket är ansvarig myndighet för elektriska anläggningar iland och utfärdar föreskrifter om elsäkerhet och elektromagnetisk kompabilitet. Måste den befintliga armaturen modifieras genom att man tar bort, eller ersätter glimtändare eller andra komponenter för att den ska fungera tillsammans med den nya ljuskällan. Upphör den ursprungliga CE-märkningen att gälla och den som utfört ändringen är att betrakta som tillverkare och därmed ansvarig. Genom att anlita en tredje oberoende part för att kontrollera sin produkt eller klassa sin anläggning, försäkrar man sig om att produkten uppfyller rådande krav och överlämnar samtidigt ansvarsskyldigheten till företaget som utför certifieringen. Ett exempel på ett sådant företag är Intertek som i huvudsak arbetar med provning, inspektion och certifiering. De har utvecklat symbolen ”S-märket”. Vilket då försäkrar, att din elektriska produkt är provad och certifierad av en oberoende part, i detta fall Intertek Semko – och därmed uppfyllet relevant europeisk säkerhetsstandard. Sjöfartsverket och Transsportstyrelsen har publicerat författningssamlingar med lagar, föreskrifter och regler vid elinstallationer och hantering av elektrisk utrustning på fartyg. Sjöfartsverket, författnings samling SJÖFS2008:81 samt Transportstyrelsens ändring till TSFS2009:17 där råd om elektrisk installation ombord på fartyg finns. Där står även att konstruktion, tillverkning och underhåll av elektriska installationer skall ske enligt IEC60092.

16

4. Källhänvisning

4.1 Litteraturförteckning Osram LED. Produktinformation – Hämtat från Osram hemsida: http://www.osram.se den 10 07 2012. Philips Lightning. Produktinformation – Hämtat från Philips hemsida: http://www.lighting.philips.se den 14 07 2012. TD-Light Sweden AB. Produktinformation – Hämtad från TD-Lights hemsida: http://www.tdlight.se den 17 07 2012. Intertek. Certifiering, S-Märket – Hämtat från Interteks hemsida: http://www.intertek.se den 01 09 2012. Elsäkerhetsverket. CE-Märket – Hämtat från Elsäkerhetsverkets hemsida: http://www.elsakerhetsverket.se den 01 09 2012.

Elsäkerhetsverket. (07 2009). Uppfyller nya lysrör gällande lag? – Hämtad från Ljuskulturs hemsida: http://www.ljuskultur.se den 05 09 2012. Ljuskultur. (05 2009). Värt att veta om LED - Hämtat från Ljuskulturs hemsida: http://www.ljuskultur.se/ den 12 09 2012. Ljuskultur. (05 2011). Värt att veta om belysning med LED - Hämtat från Ljuskulturs hemsida: http://www.ljuskultur.se/ den 12 09 2012. Energimyndigheten. (03 2012). Energieffektivt byggande, Lysrör – Hämtat från Energimyndighetens hemsida: http://www.energimyndigheten.se den 13 09 2012. Det Norske Veritas. (01 2012). DNV Rules for Classification of Ships - Hämtat från DNVs hemsida: http://www.detnorskeveritas.se den 22 09 2012. Transportstyrelsen (04 2012). Lagar, föreskrifter och standarder - Hämtat från Transportstyrelsens hemsida: https://www.transportstyrelsen.se/ den 24 09 2012. European Central Bank. Euro foreign exchange reference rates – Hämtat från ECBs hemsida: http://www.ecb.int den 26 09 2012. Hidealite. LED-Skola – Hämtat från Hidealites hemsida: http://www.hidealite.se/svenska/led-skola.html den 19 10 2012. Fagergren, S. (2008). Teknisk Formelsamling. Kalmar: Kalmar Maritime Academy.

17

4.2 Figurförteckning

Figur 1. Principskiss - LED-belysning. Tillverkade av OF och ES. Figur 2. Tabell färgtemperatur. Tillverkad av OF och ES. Figur 3. Tabell – Återbetalningstid. Tillverkad av OF och ES. Figur 4. Tabell – Investeringstabell Osram. Tillverkad av OF och ES. Figur 5. Tabell – Investeringstabell Philips. Tillverkad av OF och ES. Figur 6. Tabell – Investeringstabell TD-Light. Tillverkad av OF och ES. Figur 7. Tabell – Investeringstabell Alandia Engineering. Tillverkad av OF och ES. Figur 8. Figur 8. Ljussimulering av hyttkorridor. Tillverkad åt OF och ES av Christoph Haeberlein.

18

5. Bilagor 5.1 Bilaga 1. Projektdirektiv

1. Uppdragsgivare och – tagare

Uppdragsgivare: Joacim Westerlund, Inspektör, Viking Line Abp

Börje Jansson, El.tech.Superint, Viking Line Abp

Uppdragstagare: Oskar Fahlén, Student vid LNU

Erik Sivertsson, Student vid LNU

2. Bakgrund Enligt Joacim Westerlund och Börje Jansson, som gett uppdraget, är bakgrunden till ett ”LED-projekt” att det för närvarande är stort tryck på att byta befintliga ljuskällor till energisnåla LED. Företag som säljer energibesparande ljuskällor är många och nya företag dyker upp hela tiden, medans samtliga hävdar att just deras produkt är den bästa på marknaden.

3. Uppdrag/direktiv Projektet skulle innehålla en objektiv utvärdering/bedömning av energisparande ljuskällor med avseende på:

- Kvalitet, ljusutbyte, färgtemp/-återgivning jämfört med befintlig belysning. - Säkerhetsaspekter, myndigheters krav/tolkning ( EMC, ”ombyggnad” ). - Belysningsutbud i Finland respektive Sverige. - Prisbild samt de ekonomiska konsekvenserna av övergång till LED. - Förslag på turordning, vilka belysningsgrupper och vad skall man byta först. - Uppdraget är riktat till de allmänna utrymmena ombord på M/S Viking Cinderella.

4. Mål Målet med projektet är att utföra en objektiv utvärdering på LED kontra befintlig belysning ombord på M/S Viking Cinderella. Detta med hänsyn till energibesparing, miljöpåverkan samt ur en ekonomisk synpunkt. Slutresultatet förväntas vara klart i början av augusti och skall redovisas som en rapport i pappersformat.

19

5. Kostnadsram Vid eventuella kostnader, i form av resor, boende ombord, material (ritningar, dokument), förhandlas detta på begäran. 6. Övrigt Om någon part faller bort från projektet eller vid annan händelse som påverkar möjligheten att slutföra projektet, måste ett möte hållas där nytt beslut tas hur projektet skall fortskrida. Undertecknade är överens om projektet som ovan beskrivs. Uppdragsgivare: Uppdragstagare: _________________ ______________________ Joacim Westerlund Oskar Fahlén Uppdragsgivare: Uppdragstagare: _________________ ______________________ Börje Jansson Erik Sivertsson

20

5.2 Bilaga 2. Osram produktdatablad, ljusberäkning och offert

21

22

23

24

Osram Offert begärdes på: 1000st Osram Substitube Advanced 11 Watt pris 325:- ex moms. 1000st Osram Substitube Advanced 21 Watt pris 525:- ex moms. Best regards/Vänliga hälsningar, Patrik Forsell Försäljningschef/Sales manager

25

5.3 Bilaga 3. Philips produktdatablad och offert

26

27

28

29

Philips Återförsäljare Elektroskandia Offert begärdes på: 1000st Master LEDtube GA200 840 G13, 600mm E8349035 pris 312:- ex moms 1000st Master LEDtube GA200 840 G13, 1200mm E83449036 pris 481:- ex moms Best regards/Vänliga hälsningar, Mathias Eriksson

30

5.4 Bilaga 4. TD-Light produktdatablad och offert

31

32

33

34

35

36

5.5 Bilaga 5. Alandia Engineerings produktdatablad

37

38

Alandia Engineering Återförsäljare av Samsung LED-lysrör Offert begärdes på: 1000st Samsung LED replacement tube 12 Watt pris 297:- ex moms. 1000st Samsung LED replacement tube 23 Watt pris 382:- ex moms.

Best regards/Vänliga hälsningar, Markus Lindström Purchasing and Logicstics, Alandia Engineering Marine AB

39

5.6 Bilaga 6. Beräkningsbilaga 1. Nedan presenteras de beräkningar vi har gjort gällande besparingar som är möjliga vid en tänkt konvertering. Beräknings exempel vid effektåtgång, byte utav ett 18Watt traditionellt lysrör till 9Watt LED lysrör:

Effektminskningen multipliceras med kostnaden för producerad kWh ombord för att få ut den besparing per år som görs vid ett tänkt byte:

Besparingar som görs vid längre brinntid. Antal förbrukade lysrör under LED lysrörets livslängd multiplicerat med pris på befintligt lysrör:

För att använda besparingarna som görs vid längre brinntid i payoff metoden måste den göras om till besparing per år.

Vid insättning i inversteringstabell är det de årliga besparingarna som multipliceras med tiden subtraherat med inköpspriset på LED-lysröret. I exemplet nedan räknat under år 1.

40

5.7 Bilaga 7. Beräkningsbilaga 2.

RMG 380 HFO - Pris 2012

April 615,49€/m3

Maj 584,04€/m3

Juni 523,05€/m3

I beräkningen nedan användes sedan bunkerpriset från Maj 2012.

=>

=> => = 0,5994 € / kg

=>

=> => 0,5994 * 0,245 = 0,1456 € / kWh

Specifika Bränsleförbrukningen M/S Cinderella april-juni 2011-2012

Under 2011 0,245kg/kWh

Under 2012 0,246kg/kWh

Densiteten (ρ) enligt ST1 ρ = 982,5kg/m3

41

5.8 Bilaga 8. Projektavslut