Достоинства и недостатки перехода от традиционных источников искусственного освещения к энергосберегающим

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ПЕРЕХОДА ОТ ТРАДИЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ К ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИМ

Современное общество потребляет все больше энергии, что связано с ростом численности жителей Земли, модернизацией оснащенности их жилищ, а также с наращиванием масштабов промышленного производства. В то же время ввиду ограниченности запасов невозобновляемых энергетических ресурсов (нефти, угля и газа) человечество вынуждено постепенно переходить к разработке наименее доступных из них, что сказывается на стоимости добычи, а в результате — на тарифах для конечных потребителей.

В последние годы проблема энергосбережения становится особенно острой. Весь мир предпринимает большие усилия по внедрению инновационных технологий и решений, позволяющих сократить потребление электроэнергии. Правительства разных стран принимают новые законы и проекты по энергосбережению. По сравнению с другими странами Россия находится в более легком и одновременно в более сложном положении. С одной стороны, она в избыточном количестве располагает всеми необходимыми природными ресурсами и имеет возможности их экспортировать, с другой — несколькими десятилетиями плановой социалистической экономики в населении страны воспитано пренебрежение к объему расходования энергии, являвшейся долгое время дешевым ресурсом. Не смотря на достаточность топливно-энергетических ресурсов в нашей стране (по сравнению с европейскими странами) совершенно не должна предусматривать энергорасточительность, т.к. только энергоэффективное хозяйствование при открытой рыночной экономике является важнейшим фактором конкурентоспособности российских товаров и услуг. Перед обществом поставлена очень амбициозная задача — добиться удвоения валового внутреннего продукта (ВВП) за 10 лет, но решить эту задачу, не изменив радикально отношение к энергоресурсосбережению, не снизив энергоемкость производства, не удастся [1]. Также президентом РФ поставлена стратегическая задача (Указ № 889 от 4 июня 2008 года «О некоторых мерах по повышению энергетической и экологической эффективности российской экономики») — сократить энергоемкости отечественной экономики на 40% к 2020 году. Требуемые для внутреннего развития энергоресурсы можно получить не только за счет увеличения добычи сырья в труднодоступных районах и строительства новых энергообъектов, но и, с меньшими затратами, за счет энергосбережения непосредственно в центрах потребления энергоресурсов — больших и малых поселениях, в т. ч. в жилищно-коммунальном секторе. На сегодняшний день на освещение в коммунально-бытовом хозяйстве расходуется более 15% всей электроэнергии.

Сегодня потребителю предоставляется огромный выбор источников искусственного освещения (ИИО). На сегодняшний день основным источником освещения в коммунально-бытовом хозяйстве являются лампочки накаливания. Эта технология не изменялась за последние 50 лет. В то же время в последние десятилетия появились новые технологии освещения, имеющие такие же функциональные характеристики, но обладающие существенно лучшими параметрами по экономичности и долговечности [1]. Наиболее распространены для использования в быту люминесцентные, компактные люминесцентные (КЛЛ), светодиодные лампы. Из них КЛЛ наиболее доступны для потребителей. Таким образом население чаще всего для освещения в быту выбирают лампы накаливания или КЛЛ. электроэнергия лампа светодиодный люминесцентный Электронное устройство компактной люминесцентной лампы обеспечивает ее мгновенное включение и работу без мигания. Электрическое поле между электродами заставляет пары ртути, которая входит в состав этих ламп, выделять невидимое ультрафиолетовое излучение. Нанесенный на внутренние стенки стекла люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Подбирая сорт люминофора, можно изменять цветность света лампы [1]. Пожарои взрывобезопасность, а также защита от поражения потребителя электрическим током возросли на порядок, кроме того, качественные КЛЛ от ведущих производителей, как правило, имеют защиту от перегрузок по току, защиту при повреждении излучающего блока, травмобезопасные неизвлекаемые цоколи и ряд других усовершенствований, направленных на обеспечение безопасности эксплуатации ламп.

Лампы накаливания представляют собой источники света, работающие по принципу температурного излучения. Типичная ЛН состоит из стеклянной ножки с нитью накаливания, стеклянного баллона и цоколя. В качестве нити накала используется одинарная или двойная спираль из вольфрама, нагреваемая электрическим током до температуры 2200−3000°С. Основными типами ЛН являются лампы общего и специального назначения, декоративные лампы и лампы с отражателем. Световая отдача ламп накаливания в диапазоне от 25 до 1000 Вт составляет примерно от 9 до 19 лм/Вт для ламп со средним сроком службы 1000 ч. Выпускаются лампы, адаптированные к колебаниям напряжения в сети, рассчитанные на повышенное напряжение (230−240 В) (при повышении напряжения в сети на 10% срок службы обычных ламп сокращается в 3 раза), что позволяет дольше сохранять их технические характеристики.

Для проведения эксперимента использовались КЛЛ мощностью 15 Вт (эквивалентно 75 Вт лампы накаливания) различных фирм, теплового спектра и лампы накаливания мощностью 75 Вт. Проводилось исследование отношения падающего светового потока к величине поверхности (Лк) в зависимости от конструкционных и технических особенностей, а также его изменения в процессе эксплуатации КЛЛ. Это позволяет определить насколько данный источник искусственного освещения эффективен.

В ходе эксперимента было выявлено:

• 1. Световой поток лампы накаливания соответствует световому потоку КЛЛ холодного белого света спиралевидной формы. У КЛЛ теплого белого света световой поток ниже лампы накаливания, а у дневного белого выше.
• 2. КЛЛ не зависимо от конструкции имеют период разгорания. У спиралевидных ламп оптимальная светоотдача достигается в течении 40−60 с., а у U — образные включаются с задержкой по времени и оптимальная светоотдача достигается в течении 60 — 90 c.
• 3. Рабочая температура КЛЛ намного ниже-около 60⁰ С, чем у лампы накаливания (250⁰ С), т. е пожаробезопасна.
• 4. По тепловому световому спектру КЛЛ наиболее приближены к естественному солнечному (в зависимости от модели до 6400 К).
• 5. В процессе эксплуатации через 800 часов световой поток у КЛЛ снижается на 15%.
• 6. Поскольку напряжение в бытовой осветительной сети отличается от номинального рабочего напряжения КЛЛ, то при измерении потребляемой мощности при реальном напряжении (230 В), было выявлено, что лампа накаливания с номиналом 75 Вт — потребляет 63,3 Вт, а КЛЛ с номиналом 15 Вт — потребляет 12,1 Вт.
• 7. В пересчете на реальную потребляемую мощность и при стоимости 1кВт/ч — 3 руб. КЛЛ (при стоимости 100 руб.) окупаются через 600 ч.

Полученные исследования показывают высокий экономический эффект от использования КЛЛ. Однако в корпусе КЛЛ содержится ртуть. В обычных условиях ртуть — тяжелый жидкий металл, весьма агрессивный по отношению к различным конструкционным материалам, что вызывает коррозию и разрушение производственных, транспортных и бытовых объектов и изделий. Атомы ртути способны прочно связываться с атомами углерода, что приводит к образованию ртутьорганических соединений (например, метилртути), чрезвычайно опасных для живых организмов. По своему воздействию на организм человека ртуть принадлежит к числу тиоловых ядов, нарушающих белковый обмен и ферментативную деятельность. Она токсична (ядовита) для человека практически в любом своем состоянии и отличается широким спектром и разнообразием проявлений вредного действия. Наряду с отравлениями ртуть и ее соединения влияют на половые железы, воздействуют на зародыши, вызывают пороки развития и уродства, приводят к генетическим изменениям у людей. Особенно сильно ртуть поражает нервную и выделительную системы. Воздействие ртутьорганических соединений приводит к тяжелым поражениям центральной нервной системы (нервные клетки могут полностью разрушаться), мышечным расстройствам, нарушению зрения и слуха, расстройству речи, к боли в конечностях. Эти явления практически необратимы и требуют длительного лечения, хотя бы для их снижения. Для непроизводственных условий наиболее типичны именно хронические отравления людей [2].

По гигиеническим нормативам Минздрава России предельно допустимая концентрация (ПДК) ртути в атмосферном воздухе населенных мест составляет 0,0003 мг/м³ [4], и этот элемент относится к 1 классу опасности. В паспорте КЛЛ указано, что содержание Hg около 3 мг на 1 лампу [3]. Таким образом при разбитии КЛЛ в жилом помещении происходит многократное превышение норм ПДК. В большинстве регионов централизованная утилизация КЛЛ отсутствует, что ведет к тому, что указанный опасный элемент попадает в окружающую среду: атмосферу, почву, водные объекты, что ведет к ухудшению здоровья населения, нарушению экосистем и может привести к экологическим бедствиям.

Кроме того, недостаточная распространенность КЛЛ связана не только с проблемой утилизации. Население не доверяет рекламе, упаковкам, на которых указано, что КЛЛ служит дольше, экономически выгоднее. Также немаловажную роль играет привычка потребителей тратить на освещение своей квартиры меньшие суммы. К тому же на многих сайтах организован сбор подписей против введения запрета на оборот на территории РФ электрических ламп накаливания мощностью 75 Вт и более. Все эти факторы ведут к усугублению проблемы введения энергосберегающих технологий в быту.

• 1. Бабков-Эстеркин В.И., Кузнецов А. В. Проблемы ртутного заражения твердых бытовых отходов // Материалы семинара № 8 симпозиума «Неделя горняка-2008». Москва, — 2009. — с. 185−187.
• 2. Паспорт компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) со встроенным электронным пускорегулирующим аппаратом TM UNIVersal
• 3. ГН 2.1.6.1338−03 Гигиенические нормативы Минздрав России Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.
• 4. ГН 2.1.7.2041;06 Гигиенические нормативы Минздрав России Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве.