Раздел 6. Существующие технологии в области энергоэффективного освещения

Каждый день значительное количество энергии уходит на освещение различных поверхностей, что включает в себя:

- свет в домах, квартирах, офисах и супермаркетах;

- подсветка городских зданий и достопримечательностей;

По данным Мирового Энергетического Агентства около 19% мировой электроэнергии расходуется на освещение[26]. В рамках Российской Федерации на нужды освещения расходуется до 13% вырабатываемой электроэнергии. Проблема энергосбережения наряду с оптимизацией экономики и охраны окружающей среды стала важнейшей в XXI веке - веке ограниченных ресурсов. По данным специалистов МЭА, в течение 200 лет потребление искусственного освещения обычным человеком увеличилось в 12 000 раз, от 5 килолюмен-часов на начало 19-го века до 60 мегалюмен-часов на сегодняшний день, хотя доля доходов, затрачиваемых на него, не выросла.[27] Глобальный по масштабу, но отнюдь не однородный, спрос на искусственное освещение все еще далек от насыщения. Учитывая данные тенденции, экономия электроэнергии за счет повышения эффективности осветительных установок является одной из самых приоритетных задач правительства в области развития энергетического комплекса и модернизации экономики страны.

Системы освещения непрерывно развиваются, а технологии светотехнической отрасли постоянно совершенствуются. Производители пытаются создать источники света максимально близкие к солнечному свету.

Цель данного раздела – проанализировать место, которое занимает освещение в системе общего энергопотребления, продемонстрировать основные принципы функционирования сферы освещения, технологии, представленные в ней, а также механизмы и методы расчета систем освещения для возможности имплементации мероприятий по оптимизации систем освещения, мероприятий, направленных на повышение энергоэффективности и ресурсосбережения в данной сфере.

Исходя из этого, основной фокус в настоящем разделе падает на анализ источников искусственного освещения, рассмотрение основных понятий и принципов сферы освещения. Также в разделе рассмотрены преимущества и недостатки существующих на рынке технологий, различные системы управления представленными технологиями – от простых технических до комплексных интеллектуальных решений. Подчеркнута важность развития институциональной структуры, которая поддерживает процессы повышения энергоэффективности и ресурсосбережения в области освещения, в следствие чего часть раздела посвящена анализу существующей нормативно-правовой базы.

Тема 6.1. Сравнительный анализ источников искусственного освещения и методы расчета осветительных установок

Для того, чтобы двигаться к рассмотрению энергетической системы и системы управления освещением следует разобрать основные термины, используемые в специализированной литературе.

Осветительным прибором (ОП) называется электротехническое устройство, содержащее источник света (лампу того или иного типа) и светотехническую арматуру. Это устройство предназначенно для внутреннего или наружного освещения;

По характеру перераспределения света и назначению ОП делятся на два основные класса: светильники и прожекторы:

Светильник – это ОП, перераспределяющий свет установленных в нем ламп внутри относительно больших телесных углов и предназначенный для освещения достаточно близко расположенных объектов или поверхностей, находящихся на расстояниях, обычно меньших, чем 20- кратный максимальный размер светильника.

В светильниках могут быть установлены одна или несколько ламп. Арматура светильников с газоразрядными источниками света включает в себя кроме светоперераспределяющих элементов еще и аппаратуру и уст- ройства для зажигания и стабилизации режима работы ламп.

По способу установки на месте эксплуатации светильники разделяются на следующие основные группы: встраиваемые; потолочные; подвесные; настенные; напольные; настольные; венчающие; консольные; ручные[28].

Прожектор – ОП, перераспределяющий и концентрирующий све- товой поток лампы внутри малых телесных углов и предназначенный для освещения удаленных объектов или поверхностей, находящихся на рас- стояниях, которые в десятки, сотни, а иногда и в тысячи раз превышают размеры светового (выходного) отверстия отражателя. Специальные про- жекторы служат для световой сигнализации на больших дистанциях.

Важнейшей характеристикой ОП является светораспределение, показывающее как распределен световой поток ОП в освещаемом пространстве.[29] Наиболее полно в качественном и количественном выражении распределение светового потока лампы или светильника в пространстве определяется формой фотометрического тела и графически описывается кривыми силы света.

Эффективность системы освещения зависит от следующих факторов:

- используемой системы ОП (вид светильника, прожектора);

- системы регулирования и управления освещением;

Важнейшим элементом системы освещения, определяющим его общую эффективность, является выбор источника света. Несмотря на незначительные различия, наиболее распространенные источники света в мире используют ту же технологию и могут быть найдены практически в каждой стране мира в рамках стандартной системы освещения. На практике разные технологии “источников света” существуют для различных потребностей. Различия в основном заключаются в “качестве” производимого ими света и эксплуатационных характеристиках, что включает в себя:

· светоотдача и сила света (измеряется в люменах на ватт, чем выше показатель, тем эффективнее лампа, тем больше света она дает – lm/W);

· цветовые характеристики производимого света - показывают насколько естественно передаются цвета предметов при искусственном освещении. Эталоном цветопередачи является солнечный свет, индекс цветопередачи которого равен 100 (Ra=100). Соответственно, чем выше уровень цветопередачи, тем более комфортным является освещение.

· время розжига (запуска) и время достижения максимальной производительности;

· легкость управления и тип распределения света в пространстве.

Следует рассмотреть основные источники света, используемых в ОП. Уже долгое время на рынке существует две основные технологии источников света – это лампы накаливания и газоразрядные лампы. Также в последнее время третья технология - технология светодиодов получила широкое распространение в коммерческом масштабе.

Таким образом, на современном рынке в основном представлены следующие источники искусственного света:

Лампы накаливания "GLS" (GLS - GLS = Global Light Source (лампа общего назначения)). Изобретатель – Томас Эдисон (1879 год). Мощность ламп: от 15 до 1000 Вт. электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник), помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из сплавов на основе вольфрама.

Газоразрядные лампы - это лампы, в основе которых лежит свет, производимый электрическим разрядом в газе или парах металла. Существует огромное многообразие данных ламп: натриевые, ртутные, люминесцентные, металогалогенные и т.д. Мощность ламп: от 8 до 1000 Вт

С ветодиодные лампы – современная технология производства источника света, использующая в своей основе светодиоды. Светодиод (светоизлучающий диод - Light-emitting diode LED) - это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение.

Общая классификация ламп приведена на рисунке 1.

Рисунок 6.1. Общая классификация источников искусственного освещения

Источник: Авторские данные и CADDET (1991), Learning from Experiences with Energy Efficient Lighting in Commercial Buildings, CADDET Analysis Series No. 6, CADDET, Sittard, The Netherlands.

В таблице ниже приведены основные преимущества и недостатки существующих технологий источников искусственного освещения.

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: