ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ ОСВЕЩЕНИИ

Проанализируем, что и как может влиять на снижение потребления электрической энергии в освещении помещений, объектов, территорий, улиц.

1. Уровни освещенности.

Уровни нормируемой минимальной освещенности определяют строительные нормы Беларуси «СНБ 2.04.05 – 98. «Естественное и искусственное освещение».

Снижать уровни освещенности помещений, чтобы снизить электропотребление не выход из положения, так как это связано со здоровьем людей. Следует заметить, что среднеевропейские уровни освещенности помещений на 100…200 лк выше, чем нормы, определяемые СНБ.

2. Источники света.

Применение современных источников света. Все источники света подразделяются на температурные (лампы накаливания), газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные) и лампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ, ДНаТ и т.д.).

На рисунке 13.1 приведена классификация источников света.

Рис. 13.1. Классификация источников света

– Лампы накаливания являются типичными теплоизлучателями. Важнейшие свойства лампы накаливания – световая отдача и срок службы – определяются температурой спирали. При повышении температуры спирали возрастает яркость, но вместе с тем и сокращается срок службы. Сокращение срока службы является следствием того, что испарение материала (вольфрама), из которого сделана нить, при высоких температурах происходит быстрее, вследствие чего колба темнеет, а нить накала становится все тоньше и тоньше и в определенный момент расплавляется, после чего лампа выходит из строя. Светоотдача ламп накаливания составляет примерно от 9 до 19 лм/Вт. Далеко от идеальной светоотдачи (683 лм/Вт).

Спектр излучения сплошной, что обеспечивает идеальную цветопередачу. Зажигание происходит моментально.

– Галогенные лампы. По структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания, но они содержат в газе-наполнителе незначительные добавки галогенов (бром, хлор, фтор, йод) или их соединения. С помощью этих добавок возможно в определенном температурном интервале практически полностью устранить потемнение колбы (вызванное испарением атомов вольфрама нити накала). Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен.

Конструктивно не отличаются от ламп накаливания, но обладают более высоким сроком службы. Между сроком службы и световой отдачей существует прямая зависимость – чем больше светоотдача – тем меньше срок службы. Срок службы увеличен в галогенных лампах за счет иодно-вольфрамового цикла, возвращающего испарившийся вольфрам обратно на спираль.

– Люминесцентные лампы (флуоресцентная)– это газоразрядные лампы низкого давления. По форме различаются линейные, U-образные, кольцевые, а также компактные. Светоотдача люминесцентных ламп составляет примерно 40, 50, 60, 80 лм/Вт и более. Выпускаются люминесцентные лампы мощностью 20, 30, 40, 80 Вт с колбой диаметром 40 мм и улучшенной конструкции 18, 36, 58 Вт с колбой 26 мм.

– Ртутные лампы высокого давления. Дуговая ртутная люминесцентная (ДРЛ). Характеризуется высокой светоотдачей и сроком службы в среднем 10000 ч. Светоотдача ламп ДРЛ составляет примерно для ДРЛ 250 – 54, ДРЛ400 – 60, ДРЛ700 – 58, ДРЛ1000 – 59 лм/Вт.

Спектр видимого излучения смещен в сторону ультрафиолетового излучения и поэтому эти лампы непригодны для освещения тех помещений, где работа связана с высокими требованиями по цветопередаче.

– Металлогалогенные лампы дуговые ртутные с излучающими добавками(ДРИ) – это ртутные лампы высокого давления с добавлением иодидов металлов или йодидов редкоземельных элементов. Эти соединения распадаются в центре разрядной дуги, и пары металла могут стимулировать эмиссию света. Световая отдача и цветопередача дугового разряда ртути и световой спектр значительно улучшаются. Светоотдача ламп составляет примерно ДРИ 250 – 76, ДРИ400 – 87, ДРИ700 – 85, ДРИ1000 – 90 лм/Вт.

Световая отдача и более высокий индекс цветопередачи чем ламп ДРЛ, но срок службы ниже.

– Натриевые лампы (ДНаТ) – наиболее эффективные современные источники света. Световая отдача их достигает 100…130 лм/Вт (рекорд среди источников света). Продолжительность работы – до 15000 ч.

Спектр видимого излучения лежит в зоне желто-красного цвета, что делает эти лампы непригодными для освещения помещений, где выполняется зрительная работа. Обладая высоким световым потоком и искривленным спектром излучения освещение натриевыми лампами создает слепящее действие, дискомфорт, а следовательно быструю утомляемость и снижение работоспособности.

– Светоизлучающие диоды (СИД)

Решение проблемы снижения мощности, электропотребления и

эксплуатационных затрат осветительных установок позволит в скором будущем решить средствами, которые ранее не воспринимались всерьез – это светоизлучающие диоды (СИД).

Светоизлучающие диоды (СТД) LED. Было замечено, что диоды, при применении в них некоторых лигирующих материалов изменяются их характеристики, они излучают свет. Со временем эти диоды стали применять как индикаторы. По мере повышения уровня полупроводниковых технологий стало возможным производить все более яркие светодиоды и разнообразить из цвета.

Спектр светодиодов (кроме белого) линейчатый приближающийся к монохроматическому, поэтому долго не существовало белых светодиодов, так как белый свет представляет собой смешение цветов.

Получить белое свечение светодиодов возможно двумя способами:

– первый, наиболее распространенный, вариант предполагает использование ультрафиолетового светодиода с нанесением на линзу люминофора;

– второй – использование так называемой светодиодной сборки из трех светодиодов – зеленого, красного и синего. Светодиоды, полученные таким способом называют «полноцветными».

3. Светильники и ПРА.

Применение энергосберегающих светильников – конструктивное исполнение светильников и прожекторов (зеркальные отражатели, экранирующие решетки), антивандальная конструкция.

Электронные ЭПРА для люминесцентных ламп и разрядных ламп высокого давления, которые обеспечивают увеличение световой отдачи источников света, снижение потерь в ЭПРА, увеличивают сроки службы ламп. Потери в электронных ЭПРА составляют 1,05…1,08, когда ЭмПРА – 1,2. Коэффициент мощности светильников с ЭПРА составляет 0,92…0,97.

Так как частота подводимого напряжения увеличена с 50 до 30 000 Гц, устранена пульсация светового потока – лампа светит ярче. В результате этих условий экономия электроэнергии при применении ЭПРА достигает 30%.