Снижение энергоемкости источников света

Снижение энергоемкости источников света

Энергоэффективность осветительной установки зависит от:

  • световой отдачи источников света, их срока службы и стабильности характеристик в процессе длительной работы;
  • светотехнических и энергетических параметров осветительного прибора;
  • методов освещения;
  • режимов и способов эксплуатации;
  • степени использования естественного освещения;
  • тарифов на электроэнергию;
  • числа часов использования осветительной установки в год.

Важнейшим фактором снижения энергозатрат в зданиях является комплексное одновременное решение всех инженерных систем (освещения, отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и др.).

Ниже рассмотрены основные группы вопросов, влияющих на энергопотребление и снижение стоимости световой энергии.

Источники света. Энергетическая эффективность и срок службы различных типов источников света, как известно, резко различаются. За период своей работы разрядные лампы вырабатывают в 50-100 раз больше световой энергии на 1 Вт потребляемой мощности по сравнению с лампами накаливания. Основные характеристики различных источников света, влияющие на энергоэффективность осветительной  установки, приведены в таблице, из которой хорошо видны огромные преимущества разрядных ламп по сравнению с лампами накаливания.

Основные характеристики источников света

Тип источника света

Средний срок службы, ч

Индекс цвето­передачи, Ra

Световая отдача, лм/Вт

Удельная световая энергия, вырабатываемая за срок службы (средние значения)

Млм ч/Вт

отн. ед.

Лампы накаливания общего назначения (ЛН)

1000

100

8-17

0,013

1

Люминесцентные лампы (ЛЛ)

10000- 20000

57-92

48-104

1,140

88

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

5500-15000

80-85

65-87

0,780

60

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)

12000-24000

40-57

19-63

0,738

57

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД)

10000-28000

21-60

66-150

2,050

157

Металлогалогепные лампы (МГЛ)

3500-20000

65-93

68-105

1,020

78

 

Возможная экономия єлектроєнергии, которая может быть получена в осветительной установке за счет замены менее эффективных источников света более эффективными (при сохранении нормируемых уровней освещенности) приведена в таблице ниже.

Возможная экономия электроэнергии благодаря переходу на более эффективные источники света

При замене источника света

Средняя экономия электроэнергии, %

ЛН на КЛЛ

60 80

ЛН* на ЛЛ**

40-54

ЛН* на ДРЛ

41-47

ЛН* на МГЛ

54-65

ЛН* на НЛВД

57-71

ЛЛ на МГЛ

20-23

ДРЛ на МГЛ

30-40

ДРЛ на НЛВД

38-50

* С учетом снижения нормируемой освещенности для лампы накаливания на одну ступень.
** люминисцентные лампы в колбах диаметром 26 мм.

В новых и реконструируемых светильниках целесообразно использовать энергоэкономичные источники света, которые за последнее десятилетие получили широкое распространение. В первую очередь это относится к энергоэкономичным люминисцентным лампам мощностью 18, 36 и 58 Вт в колбе диаметром 26 мм (вместо традиционных ламп 20, 40 и 65 Вт в колбе диаметром 38 мм) и новым ЛЛ в колбе диаметром 16 мм, а также МГЛ.

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Появление и бурное развитие в последние годы КЛЛ, имеющих в 8—12 раз больший срок службы и в 5 раз большую световую отдачу по сравнению с лампами накаливания, показывают необходимость значительного расширения применения этих ламп в наиболее важных и «отзывчивых» сферах — в жилом секторе, а также в коммерческих и общественно-административных зданиях. КЛЛ малых размеров, имеющие встроенные в лампу малогабаритные ЭПРА и стандартный цоколь (Е27, Е14, В22), могут в существующих светильниках напрямую заменять широкий спектр номенклатуры  лампы накаливания мощностью от 25 до 1000 Вт. Применение таких КЛЛ может быть наиболее эффективным именно в тех видах осветительных установок, где сегодня наиболее массовым источником света является лампа накаливания. Такой областью применения является жилой сектор. Сравнительные характеристики КЛЛ и ламп накаливания приведены в таблице.

Сравнительные характеристики КЛЛ и ламп накаливания

Лампы накаливания

КЛЛ

Отношение световой отдачи КЛЛ к световой отдаче ЛН, отн. ед.

мощность, Вт

световой поток, лм

мощность, Вт

световой поток, лм

25

200

5

200

5,0

40

420

7

400

5,4

60

710

11

600

4,6

75

940

15

900

4,8

100

1360

20

1200

4,4

2×60

1460

23

1500

5,4

 

Расчетные оценки экономических и экологических выгод массового применения КЛЛ в быту в странах Западной Европы приводят фирмы Philips Lighting и Osram. Так, если в любом из 145 млн. домашних хозяйств стран Европейского союза 3 шт. лампы накаливания мощностью 60 Вт будут заменены эквивалентными по световому потоку тремя КЛЛ мощностью 11 Вт с ЭПРА, то при средней наработке 4 ч/сутки можно получить годовую экономию электроэнергии, эквивалентную ликвидации на европейском континенте десяти теплоэлектростанций мощностью 600 МВт каждая. По расчетам фирмы Osram, замена в 35 млн. домашних хозяйств Германии только одной лампы 60 Вт на КЛЛ 11 Вт позволила бы за срок службы 10 тыс. ч сэкономить около 17,5 млн. кВт ч, что равнозначно снижению потребления на ТЭС каменного угля на 5 млн. т/год и, соответственно, сокращению выбросов СО2 на 15 млн. т ежегодно.

Основным тормозом на пути широчайшего внедрения КЛЛ со встроенным ЭПРА вместо ламп накаливания являлась их относительно высокая цена. Вместе с тем, как показали многовариантные расчеты, выполненные во многих странах, срок окупаемости затрат на такие КЛЛ составляет, в зависимости от стоимости электроэнергии, числа часов использования ламп и их цены, от 1,5 до 4-х лет.

Срок окупаемости затрат (годы) на покупку одной KЛЛ мощностью 20 Вт

Ежегодная наработка, ч

Стоимость КЛЛ, доллар США

Стоимость 1 кВт ч электроэнергии, (цент)

1,2

2

4

6

10

1000

5

5.2

3,125

1,56

1,04

0,625

10

10,4

6,25

3,12

2,08

1,25

15

15,6

9,4

4,7

3,12

1,9

20

4,16

2,5

30

3,75

1500

5

3,47

2,08

1,04

0,7

0,54

10

6,94

4,16

2,08

1,4

1,08

15

6,24

6,24

2,1

1,62

20

2,8

2,16

30

4,2

3,24

2000

5

2,6

1,56

0,78

0,52

0,312

10

5,2

3,12

1,56

1,04

0,62

15

3,2

2,35

1,56

0,95

20

3,12

2,08

1,25

30

3,12

1,87

 

Анализ данных зарубежных фирм показывает, что за последние 8 лет объемы производства КЛЛ выросли в десятки раз. При этом среднегодовые темпы прироста составляли в последний период 7+24%. Особенно важно также отмстить структурные изменения в выпуске КЛЛ. Если в 1990 г. почти 60% КЛЛ предназначалось для работы с независимыми ПРА, то к 2003 г. ситуация коренным образом изменилась: около 60% выпуска составили интегрированные КЛЛ с резьбовым цоколем и встроенным ЭПРА, предназначенные для прямой замены ламп накаливания в существующем парке осветительных приборов с этими лампами. Одновременно происходит постоянное снижение стоимости КЛЛ.