Энергосберегающие осветительные приборы реферат

Обновлено: 04.07.2024

1 ORCID: 0000-0002-2923-1123, Кандидат технических наук, доцент; 2 ORCID: 0000-0003-4709-4799 Магистрант; 3 ORCID: 0000-0002-3382-3623, Магистрант; 4 ORCID: 0000-0001-6239-5237, Магистрант, Омский государственный технический университет

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

Аннотация

В статье рассмотрено – внедрение энергосберегающих источников света для улучшения качества освещения и энергосбережения, основные проблемы внедрения и пути их решения, рассмотрены недостатки и достоинства каждого энергосберегающего источника света и области их применения, также рассмотрены общие характеристики влияния энергосберегающих источников света на человеческую деятельность в целом. Отдельно описан каждый энергосберегающий источник с пояснениями и проблемами характерными для данного типа ламп.

Ключевые слова: освещение, энергосбережение, внедрение.

Bubenchikov A.A. 1 , Nurakhmet Y.Y. 2 , Molodikh V.O. 3 , Rudenok A.I. 4

1 ORCID: 0000-0002-2923-1123, PhD in Engineering, assosiate professor; 2 ORCID: 0000-0003-4709-4799, undergraduate student; 3 ORCID: 0000-0002-3382-3623, undergraduate student; 4 ORCID: 0000-0001-6239-5237, undergraduate student, Omsk State Technical University

ENERGY SAVING LIGHT SOURCES

Abstract

The article considers introduction of energy-saving light sources to improve lighting quality and energy efficiency, the introduction of the basic problems and their solutions are discussed advantages and disadvantages of each energy-efficient light sources and their applications, also considered the impact of the general characteristics of energy-saving light sources on human activity in general. Separately describe each energy saver with explanations and problems specific to the type of lamp.

Keywords: lighting, energy saving, introduction.

В настоящее время разработано несколько видов энергосберегающих источников света: лампы накаливания; люминесцентные лампы; галогенные лампы; дуговые ртутные лампы (ДРЛ); энергосберегающие лампы, компактные люминесцентные лампы (КЛЛ); светодиодные светильники.

Светодиодная лампа (LED лампа) – полупроводниковый прибор, преобразующий напряжение в источник света. Спектральный диапазон излучаемого лампой света зависит от химического состава полупроводника.

Основными проблемами эксплуатации данных типов ламп являются следующие факторы. Стоимость, является самой дорогой лампой среди энергосберегающих ламп. Устранение данной проблемы решаемо увеличением производства ламп отечественного производителя, что значительно сократит стоимость.

В обществе ведутся споры по поводу того, что у данного типа ламп томительный спектр свечения, так как их использование в осветительных приборах для изучения литературы, либо исполнения ответственной работы не представляется удобным. Также необходимо брать во внимание тот фактор, что пользователи данных ламп, закупали и применяли старые образцы этих ламп. Вследствие развития технологий, активно прогрессирующих, и вследствие этого излучение новейших светодиодных ламп является качественным в сравнении со старыми образцами. Для этого нужно приобретать качественные светодиодные лампы проверенного производства в специализированном магазине света и осветительной техники. Гарантия работы светодиодных ламп отечественного производителя примерно 2-3 года, а импортного — до 5 лет (в случае если лампа выйдет из строя ранее указанных сроков, ее можно будет заменить новой по гарантийному сроку).

Из-за массового использования энергосберегающих светодиодных ламп страдает экономика энергокомпаний ответственных за электроснабжение потребителя. Поэтому такие компании очень часто увеличивают плату за электроэнергию. Но это не повод отказа от светодиодных ламп. При этом уменьшаются затраты на топливо для производства электроэнергии, учитывая то, что большая часть электростанций работают на невозобновляемых источниках энергии, чьи запасы невосполнимы.

Люминесцентная лампа – источник света, где электрический разряд в парах ртути производит ультрафиолетовое излучение, преобразуемое в видимый свет с помощью люминофора, примером служит, смесь галофосфата кальция с другими элементами.

Что касается недостатков ламп, то как, и, у каждой лампы у нее есть ряд своих недостатков, решением которых уже занимаются многие компании. Недостатки люминесцентных ламп следующие.

Опасность химического элемента (в ЛЛ содержание ртути является в дозах от 10 мг до 1 г), но если сравнивать с обычным ртутным градусником, то количество ртути в лампе гораздо меньше.

Непостоянный, линейный спектр, утомительный для глаз и вызывающий искривление цвета освещаемых предметов (имеются лампы с люминофором спектра, смежного к постоянному, но обладающего меньшей светоотдачей). Данную решили очень простым способом, создали лампы отличной цветопередачи с некоторым применением высокоэффективного трех-или пятислойного люминофора, который допускает хорошую передачу цвета на различные искусственные и естественные объекты.

Излучение лампы с двойной частотой питающей сети. Использование электронного пускорегулирующего аппарата решает проблему, при условии достаточной ёмкости сглаживающего конденсатора выпрямленного тока на входе инвертора электронного пускорегулирующего аппарата. Некоторые производители часто экономят на ёмкости конденсатора.

Использование люминесцентных ламп наиболее обосновано в офисах и небольших промышленных помещениях, где высота потолка невысока, а температура помещения поддерживается выше 15-20 градусов. При таких условиях экономическая эффективность от ламп максимальна.

Галогенные лампы относятся к энергосберегающим источникам света. У галогенных ламп довольно много выгодных достоинств: минимум затрат электрической энергии нужно галогенной лампе, а отдача света сравнительно большая. Также галогенная лампа имеет большой срок эксплуатации. Кроме этого, выпуск таких ламп, возможно, производить в самых разнообразных модификациях. И, наконец, главным достоинством галогенных ламп является высококачественная прочность, характеризующая стойкостью к быстрым переменам атмосферного давления и температуры.

Даже являясь таким совершенным источником света, у нее имеются свои слабые стороны: у галогенных ламп колбы подвержены большому нагреву, поэтому применение данного типа ламп необходимо осуществлять только под наблюдением их типового функционирования. Также внезапно появляющиеся в электрической сети скачки напряжения могут легко привести к выходу строя лампы.

Энергосберегающие лампы по своему влиянию на человеческое зрение их можно сопоставить с лампами дневного света, которые, несомненно, негативны для глаз. Энергосберегающие лампы, разгораясь, светят нерегулярно, световые отклонения чуть менее уловимы и воссоздают не только зрительные, но и психологические неудобства. Стремительно появляется раздражительность, бессонница, у детей – ранняя потеря зрения. В отличие от вида (энергосберегающие или обычные), считается, что лампы, передающие желтоватый цвет наиболее применимы для дома, комнат отдыха людей; белые и белые с более лёгким голубоватым оттенком – для офисов, магазинов. Лампа не должна передавать цвет явно голубого спектра, он неблагополучно влияет на сетчатку глаз.

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Введение Энергосбережение – организационная, научная, практическая, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц. Эта деятельность направлена на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации. [1,1]

Энергосбережение – комплекс мер для обеспечения эффективного и рационального использования энергоресурсов.

В настоящее время самыми эффективными признаны следующие направления деятельности по энергосбережению:

1. Создание нормативной и правовой базы энергосбережения.

2. Создание необходимых экономических механизмов.

3. Создание финансовых механизмов энергосбережения.

4. Проведение политики ценообразования, которая отражает затраты на энергоресурсы, производимую продукцию, услуги и определяет уровень жизни населения.

5. Создание системы управления энергосбережением.

6. Создание информационной системы пропаганды проблем энергосбережения, обучения, переподготовки кадров, менеджеров, работающих в этой сфере

В настоящее время выпускаются различные источники света, характеристики которых приведены в таблице 2.1. Из приведенных данных видно, что лампы накаливания по своей эффективности в 2 и более раза ниже, чем остальные, Возможность экономии энергии определяется выбором источников света. С появлением около десяти лет назад электронных пускорегулирующих аппаратов (ЭПРА) возникла возможность создания более энергоэкономичных светильников с компактными люминесцентными лампами (КЛЛ). [3,114]

Сокращение расхода электроэнергии и повышение КПД лампы происходит в результате повышения напряжения питания частотой 20 кГц; многократное увеличение светоотдачи поверхности осветительного прибора позволяет уменьшить его

По данным статистики средняя российская семья тратит на оплату жилищно-коммунальных услуг около 10 % своих доходов. Немалую долю этих затрат составляет оплата за электроэнергию.

Электроэнергия поступает в наши дома с электростанций различного типа и для ее производства сжигаются уголь, нефть, газ.

Экономное использование электроэнергии позволит сократить объемы использования этих энергетических ресурсов, а значит снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоемом. Тем самым каждый из нас может внести свой посильный вклад в общее дело сохранения природы. Кроме того, увеличение эффективности использования электроэнергии – это и реальный способ снизить затраты на оплату счетов за электричество. Ведь стоимость электроэнергии напрямую связана со стоимостью топлива, запасы которого ограничены и цены на которое постоянно растут.

Отказаться от использования освещения и бытовых электроприборов в современном мире невозможно. Но существуют простые способы снижения потребления электроэнергии в быту доступные каждому. Так, по оценкам специалистов около от 50 до 60% экономии электроэнергии в жилищно-бытовом секторе достигается за счет экономии на освещении. Около 7 млрд. руб. в год – таков потенциал экономии электроэнергии в России на бытовом и производственном уровне.

Использование компактных люминесцентных энергосберегающих ламп (КЛЛ) в быту – это увеличение эффективности освещения в доме, а значит реальный способ помощь природе, сэкономить энергию и собственные деньги.

Что такое энергосберегающая лампа? Достоинства и недостатки. Отличия от лампы накаливания.

Наиболее привычный для нас способ освещения своих домов – это использование ламп накаливания. Они широко распространены и очень дешевы. Вот только часто перегорают, особенно при скачках напряжения в сети – это тоже известно многим. Есть ли альтернатива лампам накаливания?

Да, существует. Это – люминесцентные лампы (ЛЛ[1]). Так всем хорошо известны трубчатые ЛЛ, которые часто используют для освещения учреждений: школ, институтов, офисов.

Нужна помощь в написании доклада?

Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Наша система гарантирует сдачу работы к сроку без плагиата. Правки вносим бесплатно.

Но для освещения жилых помещений эти лампы использовать не очень удобно. Поэтому для освещения квартир выпускаются компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), потребляющие гораздо меньше электроэнергии. На первый взгляд их цена цена (150-200 рублей за лампу) шокирует, но даже при такой большой стоимости они быстро окупаются за счет низкого энергопотребления и долгого срока службы (см. Таблицу 1).

Таблица 1 Расчет экономии электроэнергии и денежных затрат при использовании энергосберегающих ламп. Расчет ведется исходя из того, что лампа включена 6 часов в день. Также считается, что 1 энергосберегающая лампа в 20 Вт по светоотдаче лампе накаливания в 100 Вт.

* Здесь и далее использованы тарифы на электроэнергию для г. Москвы по состоянию на январь 2006 г. При росте тарифов картина принципиально не меняется.

** 12000 часов – средний срок службы компактной люминесцентной энергосберегающей лампы

*** В продаже можно встретить энергосберегающие лампы по цене от 80 до 200 рублей, в наших расчетах мы намеренно берем самую высокую цену, чтобы показать, что и в этом случае энергосберегающая лампа экономичнее дешевой лампы накаливания

Итак, примерно за 6 лет мы используем 12 ламп накаливания (12 х 10 руб. = 120 руб.) или 1 компактную люминесцентную лампу (200 руб.)

Общий расход при применении ламп накаливания с учетом стоимости лампы составит:

Нужна помощь в написании доклада?

2208 руб. + 84 руб. = 2292 руб. (для домов с газовыми плитами)

1560 руб. + 84 руб. = 1644 руб. (для домов с электроплитами)

В случае использования КЛЛ:

312 руб. + 200 руб. = 512 руб. (для домов с электроплитами)

Таким образом, получается, что КЛЛ, несмотря на высокую стоимость, экономичнее в 3-3,5 раза (!), чем дешевая лампа накаливания.

Крайне низкая (10-15 лм/Вт), 85-90 % электроэнергии превращается не в свет, а в тепло

Высокая, приближается к 100 лм/Вт

Нужна помощь в написании доклада?

Существенно отличается от естественного (дневного) света, преимущественно теплый тон излучения

Возможность создавать свет разного спектрального состава: теплый, естественный, белый

Наличие вредных веществ

Есть. Используется ртуть, поэтому лампы требуют особой утилизации

Нужна помощь в написании доклада?

Из таблицы видно, что наиболее серьезный недостаток КЛЛ – это использование ртути в их производстве. Ртуть – токсичное вещество, поэтому содержащие ее приборы требуют специальной утилизации.

Что делать, если энергосберегающая лампа перегорела?

Во-первых, сразу стоит отметить, что энергосберегающие лампы перегорают гораздо реже ламп накаливания. Надо твердо запомнить, что НЕЛЬЗЯ выбрасывать энергосберегающие лампы в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры.

Не подвергайте опасности себя и своих детей!

Существует несколько несложных вариантов их утилизации[3]:

любые энергосберегающие лампы любого производителя.

Принцип действия.

Люминесцентные лампы представляют собой стеклянную трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути и инертный газ, например, аргон. На внутреннюю сторону трубки нанесено специальное вещество – люминофор, преобразующий ультрафиолетовое излучение лампы в видимый человеческим глазом свет.

[2] Световая отдача – ключевой параметр эффективности источника света. Показывает, сколько света вырабатывает лампа на каждый ватт израсходованной энергии. Измеряется в лм/Вт (люмен/ватт).

Нужна помощь в написании доклада?

[3] Данные для г. Москвы

Несмотря на то, что энергосберегающие лампочки постепенно вытесняются светодиодными, они все еще удерживают лидирующую позицию по числу продаж. По мнению аналитиков такая ситуация будет сохраняться от двух до пяти лет, поэтому имеет смысл рассмотреть конструкцию этих осветительных приборов, принцип работы, а также другие аспекты, связанные с их функционированием.

Что представляют собой энергосберегающие источники света?

По сути это люминесцентные лампы, название энергосберегающие они получили в ходе рекламной компании, в которой основной упор делался именно на эту особенность осветительного прибора. В результате на бытовом уровне данный термин прочно укрепился за компактными люминесцентными источниками, изготовленными под цоколи Е27 и Е14, поскольку ими можно было беспроблемно заменить лампы накаливания.

Виды энергосберегающих ламп

Под выше изложенное определение подходят два вида ламп:

Каждый из перечисленных видов в свою очередь делится на обычные лампы с постоянным световым потоком и регулируемым, при помощи специального устройства (диммира). Эти приборы работают только с тем типом ламп, для которых предназначены, то есть нельзя управлять световым потоком ЛЛ при помощи диммира для светодиодных источников, и наоборот.

Теплый, имеет мягкий желтоватый оттенок, близок по спектру к ЛН. Маркируется как 2700K, 3000K.
Естественный, спектр таких источников наиболее близок к солнечному освещению. Маркировка 4200K.
Холодный, источники обладают ярким белым светом (6000K), при более высоких температурах проявляется небольшой синий оттенок (6400K).

Первый вариант отлично подходит для спальни и зон отдыха, второй для детских и обычных комнат, включая гостиные, последний, как правило, используют для освещения рабочих помещений и офисов.

Разобравшись с типами, перейдем к принципу работы. Описание светодиодных источников можно найти на нашем сайте, поэтому основное внимание мы уделили ЛЛ.

Конструктивные особенности

Практически все источники света данной категории имеют однотипную конструкцию. Она включает в себя колбу люминесцентной лампы, электронный балласт, необходимый для запуска и работы и корпуса. Если вас интересует, как организовано пускорегулирующий блок, его типовую схему можно найти на нашем сайте.

Обозначения:

А – колба осветительного прибора.
В – электронное пускорегулирующее устройство.
С – корпус с жестко закрепленным цоколем.

Принцип работы

Чтобы объяснить, как работает данный осветительный прибор, необходимо показать конструкцию его основного элемента – газоразрядной лампы.

Обозначения:

А – Контакты катода.
В – Цоколь колбы, изготавливается из изоляционного материала.
С – Вольфрамовая спираль.
D – Герметичная трубка из стекла;
Е – Люминофорное покрытие внутренней поверхности трубки.

Алгоритм работы следующий:

Подается напряжение на вольфрамовые спирали, они нагревают инертный газ, что способствует образованию паров ртути.
На катоды подается импульс высокого напряжения с разным потенциалом, в результате между ними образуется ионизированный поток.
Электроны, сталкиваясь с атомами ртути, формируют ультрафиолет.
Это излучение воздействует на специальное покрытие стеклянной трубки, что вызывает его свечение в видимом спектре.

Электронное пускорегулирующее устройство, расположенное в корпусе компактного люминесцентного осветительного прибора, управляет вышеописанным процессом.

Плюсы, минусы и некоторые аспекты энергосберегающих источников

Мы специально объединили в одном разделе все особенности люминесцентных осветительных приборов, поскольку некоторые из них, мягко говоря, довольно спорные и требуют пояснений. Начнем с основной черты, которая дала название данной категории.

Насколько экономно энергосбережение?

Несмотря на рекламу, фактическая экономия электроэнергии, по сравнению с ЛН, у энергосберегающих источников не превышает пятикратной. Причем это только у брендовых изделий высокого качества. С другой стороны стоимость таких приборов также в несколько раз выше.

Собственно, покупка оправдает себя при эксплуатации от полугода до года (в зависимости от производителя и мощности). Но необходимо принимать во внимание деструктивные факторы, снижающие время службы этих устройств, к таковым относятся:

Получить подробную информацию об этом оборудовании, его принципе работы и подключении, можно на нашем сайте.

О качестве светового потока

На рисунке, приведенном ниже, приводится спектры различных искусственных источников света и солнечного освещения. В качестве энергосберегающего прибора приведена двухполосная ЛЛ. Как видно, ее спектр значительно беднее, по сравнению с другими источниками.

В настоящее время такие лампы практически не производятся. Современные ЛЛ, как правило, выпускаются с трех-пяти полосным люминофором, что положительно отражается на качестве светового потока, приближая его спектр к солнечному освещению. Естественно, что источники с многополосным люминофором стоят несколько дороже, но благодаря современным технологиям эта разница стала несущественной.

Стробоскопический эффект

В компактных ЛЛ используется электронный пускорегулирующий блок, что практически исключает мерцание. Если быть точным, оно присутствует, но происходит на высокой частоте, от 20 кГц и более, глаз человека не воспринимает такую пульсацию. В результате, создается эффект монотонного светового потока. Следует обратить внимание, что при температуре ниже -10 °С у осветительного прибора с ЛЛ могут возникнуть проблемы с запуском, что в некоторых случаях может проявляться в виде стробоскопического эффекта.

Устойчивость к низким температурам и влаге

Типовые ЛЛ беспроблемно работают при температуре окружающего воздуха более -10° С. При снижении нижнего предела начинаются проблемы с запуском, лампа может долго мерцать перед тем, как разгореться или вообще не включиться. Заметим, что выпускаются источники с более низким температурным порогом (-20° С). Ниже этого порога ЛЛ не работают, в отличие от источников с нитью накала. Это, пожалуй, является единственным преимуществом этих устройств.

Инерционность

Иногда можно услышать мнение, что ЛЛ присуща некая инерционность при старте, то есть источник разгорается в течение нескольких секунд. Такая особенность присуща устройствам, с реализованным процессом теплого старта, что позволяет увеличить ресурс на 20-25%. В большинстве недорогой продукции китайских изготовителей, такая функция не реализована. В результате ЛЛ включается практически мгновенно (холодный старт). Это сомнительное удовольствие отрицательно отражается на сроке службы. То есть, в данном случае инерционность является положительным качеством.

Нельзя управлять уровнем освещения

Это действительно, но отчасти. Управлять энергосберегающим прибором для изменения уровня освещения при помощи обычного диммера действительно невозможно. Изменение уровня напряжения может только вывести источник света из строя. Чтобы реализовать такую возможность необходимо специальное оборудование, но помимо этого в электронном балласте источника должна быть предусмотрена такая возможность. То есть, необходимы ЛЛ, в пускорегулирующих блоках которых имеются дополнительные выводы (управляющие электроды).

Заметим, что подобное решение стоит значительно дороже, чем для ЛН. Лампа с управляющими электродами стоит порядка $10 — $16, а контроллер от $35 и выше.

Необходимость утилизации

Поскольку ЛЛ содержит ртуть, выбрасывать лампу, отработавшую ресурс недопустимо, ее необходимо сдавать в специальные пункты утилизации, что доставляет некоторые неудобства.

О гарантии

Некоторые производители действительно дают гарантию на свою продукцию, но не спешите радоваться, она довольно условна, и во многом зависит от политики непосредственного продавца. Он всегда может потребовать провести экспертизу, или наличие справки от электрокомпании, что в процессе эксплуатационного периода не происходило бросков напряжения. Но в большинстве случаев, такая гарантия действительно осуществляется, при наличии чека и оригинальной упаковки.

Что делать, если лампочка разбилась?

Несмотря на то, что в ЛЛ сравнительно небольшое количество ртути, как правило, не более 6 мг, этого вполне достаточно, чтобы содержания паров этого превысило допустимую норму в 200-250 раз, что само по себе уже представляет опасность. В таких ситуациях требуется незамедлительно провести демеркуризацию помещения, сделать это можно самостоятельно. Специалисты рекомендуют действовать по следующему алгоритму:

Вывести людей из помещения, после чего открыть все окна.
Одеть на лицо марлевую повязку (за неимением таковой можно воспользоваться носовым платком), а на руки резиновые перчатки.
Аккуратно подобрать осколки ЛЛ и люминофор, после чего поместить их в любую герметично закрываемую не металлическую емкость (в крайнем случае, можно воспользоваться плотным полиэтиленовым пакетом). Остатки люминофора нельзя собирать пылесосом, по следующим причинам:

тепло от устройства ускорит процесс парообразования ртути;
пылесосом нельзя будет в дальнейшем безопасно пользоваться, его необходимо будет утилизировать.

Убрав остатки ЛЛ необходимо произвести в помещении влажную уборку, добавив в воду любое из веществ, способствующих демеркуризации, к таковым относится хлорка, пищевая сода, перманганат калия (марганцовка), а также раствор йода.
По завершении влажной уборки необходимо оставить проветриваться помещение как можно дольше.

Влажную уборку и проветривание помещения рекомендуется повторять несколько дней. Остатки ЛЛ подлежат утилизации, выбрасывать их вместе с обычным мусором категорически запрещается.

Как выбрать энергосберегающие лампочки?

При выборе в первую очередь необходимо определиться с типом, предпочтительнее, безусловно, светодиодные источники, но они стоят в несколько раз дороже люминесцентных.
Далее необходимо, убедиться, что цоколь лампы подходит к осветительному прибору. Здесь ошибиться довольно проблематично, есть всего два варианта, стандартный цоколь (Е27) и миньон (Е14). Если произошла ошибка и были куплены миньоны, то вставить такие лампы в стандартный патрон можно при помощи специального переходника. Встречаются и обратные переходники, но в таком варианте может возникнуть проблема ввиду недостаточного места в плафоне.
Далее необходимо определиться с температурой белого света, предпочтительность для того или иного помещения указывалась в разделе о типах энергосберегающих источников.
Определившись с температурой, выбираем необходимую мощность. Здесь сложно дать рекомендацию, все зависит от площади помещения и особенностей его интерьера. Сравнительная мощность для ЛН, большинством производителей указывается на коробке, но не следует ей особо доверять. Как показывает практика, можно смело снижать этот показатель на 10-20%.
Что касается производителя, то здесь как обычно. Брендовая продукция, если она не является контрафактом, более надежна и служит дольше, чем лампы изготовленные китайцами в третью смену.

Вместо итогов.

Не спешите выбрасывать вышедший из строя энергосберегающий источник освещения, в большинстве случаев его можно вернуть к жизни. Описание этого процесса опубликовано на нашем сайте.

Читайте также: