Обзор энергоэффективных источников света
На сегодняшний день 19% всей потребляемой электроэнергии на планете расходуется на освещение. Современные инновационные технические средства позволяют сократить потребление электроэнергии в этом сегменте до 40%. Немаловажным, наряду с рядом других технических инструментов, является применение современных энергосберегающих источников света. На сегодняшний день к таковым можно отнести газоразрядные лампы высокого и низкого давления, люминесцентные лампы и светодиоды.
Галогенные лампы накаливания (ГЛН) в некоторых случаях также можно отнести в разряд энергосберегающих источников света (по сравнению с обычными лампами накаливания). Согласно Постановлению Правительства РФ от 20 июля 2011 г. № 602 «Об утверждении требований к осветительным устройствам и электрическим лампам, используемым в цепях переменного тока в целях освещения» к энергосберегающему освещению можно отнести источники света, имеющие характеристики для НЛВД и МГЛ 50лм/Вт, LED — 60Лм/Вт, ЛЛ — 30лм/Вт (данные приведены для установок наружного освещения).
Современные источники света имеют довольно существенный запас по светоотдаче, сроку службы и соотношению цена/качество. Так, например, наиболее энергосберегающему освещение на данный момент — НЛНД (натриевые лампы низкого давления) имеют светоотдачу, достигающую 206 лм/Вт. Натриевые лампы высокого давления (НЛВД или ДНаТ) имеют показатели 130-140 лм/Вт.
Металлогалогенные лампы (МГЛ или ДРИ) уступают в светоотдаче натриевым лампам (90-100 лм/Вт), однако имеют более высокие показатели, характеризующие качество света, их индекс цветопередачи от 60 до 95%, в то время как наиболее энергосберегающие лампы имеют Ra ниже 10% для НЛНД и 20% для стандартных НЛВД.
Современные натриевые лампы наряду с высокими показателями по энергоэффективности и сроку службы также получили высокие значения по цветопередаче, уже сейчас доступны лампы НЛВД с цветопередачей до 80% и это дает новые возможности для улучшения качества освещения городских улиц и промышленных объектов.
Светодиоды (LED) в настоящий момент уже опережают по энергоэффективности люминесцентные лампы (ЛЛ), имеющие среднюю светоотдачу 80-90 лм/Вт. В то время, как светоотдача традиционных источников света с появлением новых технологий увеличивается незначительно, светодиоды имеют существенный потенциал и в ближайшие годы будут показывать лучшие значения по энергоэффективности. По прогнозам производителей светодиоды способны давать 250-300 лм/Вт.
Светоотдача является основным показателем энергосберегающие источника света, однако, не единственным. Возможность управления источниками света (диммирование, перезапуск), интеграция в современные оптические системы, климатические ограничения, области применения и ряд других, в сочетании с показателями по светоотдаче дают возможность получить более точную структуру энергоэффективных источников света.
Рекомендуемые энергосберегающее освещение света для основных областей применения (указаны по порядку приоритета использования):
- Уличное освещение: МГЛ, LED, НЛВД, НЛНД;
- Промышленное освещение: — открытых пространств: НЛВД, МГЛ, НЛНД, LED; внутрицеховое: МГЛ, LED, ЛЛ;
- Спортивное освещение: МГЛ, LED;
- Архитектурное освещение: LED, МГЛ;
- Офисное освещение, ритейл: LED, ЛЛ, МГЛ;
- Бытовое освещение: ГЛН, LED, ЛЛ.
4.2. Энергоэффективные источники света
Мы живем в период важной смены типов источников света. Как сто лет назад, когда электрическая лампа накаливания вытеснила все остальное – свечу, керосиновую лампу и лучину почти повсеместно, так и сейчас на смену лампе накаливания приходят другие, более эффективные источники света.
КПД ламп накаливания как осветительных средств очень мал – менее 5 %. 23 ноября 2009 года президент России подписал закон, согласно которому с 1 января 2014 года на территории страны не допускается продажа электрических ламп накаливания мощностью 25 Вт и более.
Лампы накаливания можно заменять люминесцентными лампами, компактными люминесцентными лампами (КЛЛ) и светодиодными лампами.
В компактных люминесцентных лампах трубка имеет специальную изогнутую форму. Их цоколь совпадает со стандартом бытовых осветительных приборов. Это позволяет поместить лампу в стандартный светильник. К сожалению, в люминесцентных лампах (включая КЛЛ) содержится ртуть.
Если люминесцентная лампа или КЛЛ разобьется, то помещение подвергнется ртутному загрязнению. Ртутное отравление имеет очень тяжелые последствия для здоровья, поэтому если такое произошло, необходимо немедленно вызвать специалистов для демеркуризации помещения.
Кроме содержания ртути, люминесцентные светильники могут иметь и другой существенный недостаток — мерцание света с частотой 100 Гц, вызывающее стробоскопический эффект. Мерцание возникает в результате колебаний света из-за использования переменного напряжения. Это раздражает и отвлекает внимание, а также может вызвать головную боль и другие физиологические проблемы. Использование таких ламп вообще запрещено, например, в помещениях со станками с быстро движущимися деталями (токарными и т. п.).
Внимание: энергосберегающие люминесцентные лампы — и трубчатые, и с цоколями Е27 и Е14 — содержат некоторое количество ртути. Их нельзя выбрасывать в обычный контейнер для мусора, а нужно сдавать в специальные пункты приема опасных отходов. Лучше отказаться от их использования совсем в пользу светодиодных ламп.
Есть энергосберегающие лампы и другого типа, которые не содержат ртути и не мерцают – это светодиодные лампы. Светодиодная лампа является одним из самых экологически чистых источников света. Принцип свечения светодиодов позволяет использовать в производстве и работе самой лампы безопасные компоненты. Белые люминофорные светодиоды впервые появились только в 1996 г., но уже сейчас превосходят компактные люминесцентные лампы по всем параметрам. А по энергоэффективности они превосходят КЛЛ в 2-4 раза. Цоколь светодиодных ламп также совпадает со стандартом бытовых осветительных приборов. Светодиодные лампы, в отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, делаются из пластмассы, а не из стекла. Даже после падения на пол они не разбиваются и сохраняют работоспособность. Таким образом, светодиодные лампы предпочтительней, чем КЛЛ. На фотографиях вы видите два примера светодиодных ламп различной конструкции и с различными цоколями.
Более подробно о правильном выборе источников света можно прочитать в материале «Как правильно организовать освещение дома и в офисе?».
Энергоэффективность современных источников света, что это такое и почему такая разница
На невысокую энергоэффективность источников света в виде ламп накаливания обращали внимание еще в 20 веке. Уже тогда начали работы по поиску более выгодных способов преобразования электричества в свет.
Под энергоэффективностью понимают полезное расходование энергии. Она в источниках света искусственного происхождения в первую очередь зависит от физического явления, положенного в основу его работы. Лучше всего её описывает понятие «светоотдача», которая показывает сколько видимого света дает электрический источник света, потребив определенное количество электроэнергии. Измеряется в люменах на ватт или Лм/Вт.
В лампах накаливания свет получают от раскаленной до температуры свечения нити накаливания. Ее делают из тугоплавкого вольфрама. Нагревают нить пропусканием через нее электрического тока. В свет преобразуется от 1,6 до 2,6 — 3% всей энергии. В высокотемпературных лампах – до 5,1% со светоотдачей до 25 – 35 Лм/Вт. Всё остальное – это тепло.
Галогенные лампы накаливания. Высокая температура нити ускоряет испарение металла, может создать локальный перегрев и перегорание. Для уменьшения испарения в колбу добавляют галогенные газы – йод, бром и пр. Срок службы увеличивается до 3 – 5 тыс. часов. Светоотдача растет на 20 – 50%. В лучших моделях светоотдача достигает 15 – 25 Лм/Вт.
Люминесцентные лампы
В этих лампах свет излучается при электрическом разряде в газе. При этом образуется невидимое ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет трех или пятикомпонентным люминофором, нанесенным изнутри газоразрядной трубки. Ее изготавливают из стекла. Длина трубки определяется мощностью лампы. Она бывает от 0,3 до 1,5 м.
Повышают светоотдачу добавками в зону разряда паров металла – ртути, натрия и пр.
Светоотдача растет до 25 – 80 Лм/Вт. Лучшие модели имеют до 90 — 95 Лм/Вт. У натриевых ламп низкого давления она составляет 100 – 200 Лм/Вт в зависимости от мощности.
Самой современной разновидностью люминесцентных ламп стали КЛЛ – компактные люминесцентные лампы. В них диаметр трубки уменьшен до 8 – 10 мм, свернули трубку в спираль и добавили электронное пусковое устройство. При уменьшении размеров инженерам удалось сохранить энергетические показатели «больших» ламп.
Светодиодные источники света
Световой поток в искусственных источниках этой категории получают, пропуская постоянный ток через полупроводниковый p-n переход. Источник света назвали светодиодом. Его энергетические характеристики у лабораторных моделей приблизились к теоретическому пределу и составили 250 — 275 Лм/Вт. В свет преобразуется 35 — 36% электроэнергии. Такое положение уже в нашем веке позволило резко повысить энергоэффективность светодиодных светильников. Серийные и массовые диоды имеют показатели ниже, но они в любом случае значительно выше большинства других источников света. А это позволило довести класс энергоэффективности светодиодных светильников до самого высокого уровня «А».
Разница в параметрах искусственных источниках света заключается в разных принципах получения потока видимой световой энергии. Для излучения нагретого тела требуется гораздо больше энергии, чем для получения такого же количества света при рекомбинации «дырок» и электронов в p-n переходе.
Энергосберегающие источники света
Энергосберегающие технологии в сфере освещения имеют широкий формат применения. Иногда требуются очень компактные размеры источника света, для решения каких – то своеобразных задач в освещении объектов. Одним из вариантов решения таких задач, являются энергосберегающие лампы. Данный вид ламп имеют очень компактные размеры, и обладают прекрасными по производительности световыми показателями.
Лампы накаливания потребляют много электроэнергии, а так же имеют очень ограниченный срок службы, который в свою очередь может сократиться от множества факторов. Одним из наиболее распространённых причин выхода из строя ламп накаливания является перепады напряжения. Энергосберегающие лампы не так подвержены данному воздействию и способны компенсировать нестабильность напряжения в сети, благодаря своей структуре оборудования.
Технологии, по которым разработаны энергосберегающие световые устройства, можно разделить на три вида: галогенные лампы; компактные люминесцентные лампы; светодиодные лампы. Все эти три типа ламп, позволяют заменить устаревший источник света на более экономичный и рентабельный вид освещения. Прекрасно с разработкой ламп на базе цоколей, по всем трём направлениям, справилась компания Osram, которая способна предложить клиенту любое решение для поставленной задачи освещения различных объектов.
Световая техника фирмы Осрам имеет множество инноваций, которые будут экономить электроэнергию пользователя, а так же предоставлять новые возможности в освещении.
Основные виды энергосберегающих ламп и их особенности:
1. Галогенные лампы. Одна из самых компактных ламп с цоколем, представленная в своём классе, обладает ярким акцентным свечение. Существуют галогенные источники света компании Osram с отражателем, они не такие компактные, зато обладают точечным свечением, угол которого равен 40°. Отмечается высокая прочность ламп, благодаря инновационной технологии Осрам по обжиму колбы. Мощность ламп может быть: 20W, 25W, 33W, 40W, 48W, 60W; Световой поток от 235Lm до 980Lm. Средний срок службы 2000 – 3000 часов.
2. Компактные люминесцентные лампы. Самый оптимальный вариант, для повседневного применения. Мощность и световой поток данных ламп: 5W — 230Lm; 9W — 430Lm. Цветовая температура светового потока, предлагаемая пользователю 2500К или 4000К. Продолжительность работы 8000 часов либо 10000 включений. Данный вид ламп компании Osram обладает технологией Quick Light которая позволяет быстро нарастить световой поток после включения.
3. Светодиодная лампа. Данный вид ламп – это воплощение инновационных технологий в одном устройстве. Отличается от перечисленных энергосберегающих ламп тем, что не имеет ультрафиолетового излучение, а так же отсутствует эффект розжига. Срок службы 15 000 часов. Очень малая теплопроизводительность, что открывает много возможностей в области применения. Не требует особой утилизации, поскольку не имеет вредных веществ, в своей конструкции.
Какой бы из видов перечисленных энергосберегающих ламп не выбрал пользователь, это в любом случае будет экономичнее, чем использовать лампы накаливания. Приведённые виды ламп могут быть широко использованы для любых целей человека.