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省エネ計算事例 高効率LED照明に更新_vol.2

LED照明の省エネ計算事例をご紹介~省エネ機器導入のタイミングをアドバイスいたします
高効率LED照明設備更新における省エネ計算事例を三つご紹介

前回の続きで、LED照明によってどれだけ省エネになるか、省エネ計算を実例を挙げて実際にやってみましょう。
Vol.1は白熱電球、蛍光灯形ランプ、LEDの省エネ性能比較に触れました。これによって白熱電球の省エネ性能の悪さが浮き彫りになったかと思います。
今回はさらに下記の三つの事例の省エネ計算による比較を挙げてみたいと思います。

  • 蛍光灯から一体型LED灯への更新による省エネ計算事例
  • ダウンライトのLED化による省エネ計算事例
  • 蛍光灯形シーリングライトからLEDシーリングライトの更新による省エネ計算事例

Case1. 蛍光灯から一体型LED灯への更新による省エネ計算事例

まずは省エネ性能の差として、施設に多い2灯形の性能を仕様書で見ていきましょう。
この表のデータを用いて
省エネ計算を行っていきます。
なお蛍光灯の選定で重要となる照度が低下していると省エネ計算以前の問題となりますので、ここでは平均照度[単位:lx(ルクス)]が、従来品<LED照明となるようにしております。

 

従来品
蛍光灯FLR40形×2灯

従来品
蛍光灯HF32形×2灯
LED一体型蛍光灯
5,200ルーメンタイプ
平均照度 651 lx 753 lx 834 lx
消費電力 85.0 W 66.0 W 33.3 W
参考寿命 10,000 h 10,000 h 40,000 h

従来品が2種類記載されております。意味合いとしては、施設等の業務用蛍光灯には大きく分けてFLR(ラピッドスタート式)とHF(高周波点灯方式)がありますので、両方の省エネ計算による比較ができるようにしたためです。

比較に当たっては、まず年間の電力消費量を算出します。電力消費量は[kWh]という単位で表される数値です。単位の通り、「消費電力」×「稼働時間」で計算することが出来ます。
算出に当たり、稼働時間を設定しましょう。ここでは10[時間/日]として算出してみます。

  • 稼働時間 = 10[時間/日] × 365[日/年] = 3,650[h(時間)/年]

 

次にそれぞれの消費電力にこの稼働時間を掛け算します(※計算結果はkWに換算してます)

  • FLR40形×2灯 : 85.0[W] × 3,650[h] = 310.3[kWh/年]
  • HF32形×2灯   : 66.0[W] × 3,650[h] = 240.9[kWh/年]
  • LED一体型    : 33.3[W] × 3,650[h] = 121.5[kWh/年]

 

では次に年間でどれくらい値段が変わるか、省エネ計算結果からコスト計算しましょう。
電気料金の1kWh当たりの単価は法人・一般家庭で契約方法が異なるため、一概には言えませんが、下記を考慮して20.0円/kWhで算出することにしましょう。

(法人では18.7円~夏季20.8円/kWh(高圧季節別時間帯別電力Aの契約電力500kW未満)、一般家庭では19.43円/kWh(東京電力の従量電灯B(第1段階料金))

 

  • FLR40形×2灯 : 310.3[kWh/年] × 20.0[円/kWh] = 6,206[円/年]
  • HF32形×2灯   : 240.9[kWh/年] × 20.0[円/kWh] = 4,818[円/年]
  • LED一体型    : 121.5[kWh/年] × 20.0[円/kWh] = 2,430[円/年]

 

今回もこの費用は1台当たりの価格です。Vol.1の省エネ計算よりも差が大きくなりましたね。

  • FLR40形蛍光灯をLED一体型蛍光灯に変えるメリット = 3,776[円/年]
  • HF32形蛍光灯をLED一体型蛍光灯に変えるメリット   = 2,388[円/年] 
    ※最近10年以内に建てられた建築物であれば照明設備にHF形が採用されている可能性がありますが、初期投資削減のため、安価なFLR形が納入されている可能性もあります)

 

直近で申請書を書いた3F建て規模の病院では500台もの照明設備が入っていました。主に蛍光灯がメインの照明器具となっていることを考えると、蛍光灯とLEDのコスト差は3,776円ですから、つまり年間のコストメリットは、このように計算できますね。

  • 3,776[円/年] × 500[台] = 1,888,000[円/年]

 

建物付属の照明設備の法定耐用年数は15年ですから、設備老朽化のタイミングに合わせてLED一体型蛍光灯に更新すると、1,888,000[円/年] × 15年 = 28,320,000円にもなります。
さらに蛍光管の寿命や交換コストも考慮すると、コストメリットはさらに大きくなります。

直管型蛍光灯


省エネ設備の導入・更新のタイミング(省エネ計算から損益分岐点を導く)

当社では設備の老朽化に合わせて省エネ設備を導入するのが一番賢いやり方だと考えております。なぜなら設備は必ず壊れるものであり、いつかは新しいものに更新しなければならないためです。これはテーマに取り上げた照明設備に限ったことではありません。

設備を更新するタイミングは運転状況や運転時間、また設備スタッフの考え方によりまちまちですが、更新するタイミングでは必ず設備投資が必要です。そのタイミングで省エネ設備に入れ替えると、交換にかかる工事費の支出が1度で済むため、色々な面で二度手間を防ぐことが可能です。

例外として、省エネ効果が大きい場合、設備の老朽化更新のタイミングを待たずに省エネ機器を導入した方が良いケースがあります。このような検討にもやはり省エネ計算の考え方が生きてきます。省エネ計算によってコストメリットの有無が見えることで投資の判断が出来ますし、設備の担当者であれば、数値データがそのまま上司や会社の説得材料にもなります。


直管型蛍光灯設備を更新する際の注意点

<LED化には2種類の方法がある>
直管型蛍光灯をLED化するためには大きく分けて2種類の方法があります。

  1. 現在使用している照明取付器具の蛍光灯ガラス管のみを直管型LEDランプに交換
  2. 照明器具そのものをLED一体型ベースライトに交換する


<1. ランプのみでLED化する場合>
ランプ交換のみでLED化する場合は、現在取り付けられている照明器具のバイパス工事を行う必要があります。蛍光灯用照明器具には光を安定して発光させるための安定器という部品が付いております。しかしながらVol.1で記載した通り、LEDランプ自体は直流電流で点灯するため、この安定器が不要となります。バイパス工事とはこの安定器をバイパスさせる工事のことを言います。給電方式により工事のやり方が変わるため、工事方法については電気工事士など専門家の判断が必要となります。

(メリット)

  • 器具一体式に比べ、安価にLED化ができる

(デメリット)

  • ガスしか入っていない蛍光管に比べ、LEDランプは重いので落下の対策が必要
    (上から物が落ちてくる可能性があるというのは安全上、この上なく問題である。)
  • 重量制限があるため設計の自由度が少なく、デザイン性に乏しい
  • バイパス後は従来の蛍光灯を使うことが出来ない
  • 省エネの補助金対象にならない


<2. LED一体型ベースライトでLED化する場合>

現在取り付けられている照明器具一式をLED一体型ベースライトに交換する方法です。

(メリット)

  • 設計の自由度があり、薄型でスタイリッシュなものが多いので見栄えが良い
  • 落下のリスクが無い
  • 省エネ関連の補助金対象とすることが出来る⇒すなわち、実質的に安価になる。

(デメリット)

  • 大手メーカが競争している分野であり、価格帯が安くなってきたとはいえ、ランプ交換に比べた場合、本来は価格面がデメリットである

※補助金の活用により、価格面のデメリットは解消されます


Case2. ダウンライトのLED化による省エネ計算事例

病院や介護福祉施設等、様々な施設でダウンライトが採用されています。天井に埋め込まれる形ですっきりとした仕上がりになるため、見栄えがとても良いという特徴があります。
ダウンライトに採用されているのは白熱電球、蛍光灯型ランプ、LEDランプといった形であり、その消費電力はVol.1の例で示したような数値と同様になります。

  白熱電球 蛍光灯形ランプ LEDランプ
消費電力 54.0 W 11.0 W 6.9 W

省エネ計算も同様の方法となります。
各々の消費電力に稼働時間(負荷率)を掛け算します。稼働時間はCase.1と同様です。

  • 白熱電球 : 54.0[W] × 3,650[h] = 197.1[kWh/年]
  • 蛍光灯型 : 11.0[W] × 3,650[h] =   40.2[kWh/年]
  • LED照明 :   6.9[W] × 3,650[h] =   25.2[kWh/年]

 

この省エネ計算結果に、電力の単価を掛け算します。電力単価もCase.1と同様です。

  • 白熱電球 : 197.1[kWh/年] × 20.0[円/kWh] = 3,942[円/年]
  • 蛍光灯型 :   40.2[kWh/年] × 20.0[円/kWh] =    804[円/年]
  • LED照明 :   25.2[kWh/年] × 20.0[円/kWh] =    504[円/年]

 

以上がダウンライトをLED化した際の省エネ計算結果です。省エネ計算を行うことで、年間コストの差を定量的に捉えることが出来ます。

  • 白熱電球をLEDランプに変えるメリット = 3,438[円/年]
  • 蛍光灯形ランプをLEDに変えるメリット =    300[円/年]

 

あまり大きな金額ではないと思った方もいるかと思いますが、こちらは1台当たりの価格差になります。照明設備というのはとても数が多く、病院・福祉施設・事務所など、2階建て以上の事業規模になると、すぐに100台を超えてきますので大きなコストメリットが見込めます。

参考までに直近の業務で省エネ計算をした事例を紹介します。30室程度の小規模の老人福祉施設において、100台弱のダウンライトが採用されておりました。白熱電球とLEDのコスト差は3,776円ですから、つまり年間のコストメリットは、このように計算できますね。

  • 3,776[円/年] × 100[台] = 377,600[円/年]

ダウンライト(こちらは蛍光灯形ランプ)


Case3. 蛍光灯形シーリングライトのLED化更新による省エネ計算事例

病院や介護福祉施設等の病室(主に個室)にはシーリングライトが採用されています。シーリングライトは一般家庭にも多く見られますので、ご存知かと思います。このシーリングライトも最近のものはLED化されてきております。ここではシーリングライトの省エネ性能と省エネ計算結果を比較していきましょう。

  蛍光灯形シーリングライト LEDシーリングライト
消費電力 78 W 32 W
部屋広さ ~10畳用 ~10畳用

こちらのデータは広さを基準として、10畳用のシーリングライトの消費電力を比較したものです。次に省エネ計算に入りますが、もう既に皆さんはこの省エネ計算方法に慣れてきたころだと思います。

各々の消費電力に稼働時間(負荷率)を掛け算します。稼働時間はCase.1と同様です。

  • 蛍光灯形 : 78.0[W] × 3,650[h] = 284.7[kWh/年]
  • LED照明 : 32.0[W] × 3,650[h] = 116.8[kWh/年]

 

この省エネ計算結果に、電力の単価を掛け算します。電力単価もCase.1と同様です。

  • 蛍光灯形 : 284.7[kWh/年] × 20.0[円/kWh] = 5,694[円/年]
  • LED照明 : 116.8[kWh/年] × 20.0[円/kWh] = 2,336[円/年]

 

以上がシーリングライトをLED化した際の省エネ計算結果です。省エネ計算を行うことで、年間コストの差を定量的に捉えることが出来ます。

  • 蛍光灯形シーリングライトをLED化するメリット = 3,358[円/年]

 

参考までに直近の業務で省エネ計算をした事例を紹介します。30室程度の小規模の老人福祉施設において、部屋数と同じ30台のシーリングライトが採用されておりました。省エネ計算の結果により、年間のコストメリットはこのように計算できますね。

  • 3,358[円/年] × 30[台] = 100,740[円/年]

シーリングライト


さらにもっと得する情報

恐らく、ここまで話が分かる方はすごいです。省エネ計算によって省エネ効果を定量的にとらえることが出来たら、次は実践です。
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契約電力を下げることができますので、更なるコストメリットに繋がります。契約電力は請求書に記載されている数値ですので、管理されている方は見られているかと思います。
契約電力の仕組みですが、法人契約
の場合は過去1年間にわたる最大値(30分平均)となっております。なぜ最大値かというと、電力会社はこの最大値を需要と捉え、その企業に準備しておかなくてはならない電力量を備えておく、という意味合いで最大値を取るようです。
契約電力が多い=基本料金が高額になるということですので、省エネが上手くいくと、実際に得られた省エネ計算結果よりも多くの
コストメリットが得られることになります。


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