Светодиодные источники света набирают популярность в наши дни. Многие предприятия, магазины и просто люди уже давно перешли на энергосберегающее светодиодное освещение.

В чем же преимущества этого типа освещения

Первым и основным преимуществом является их длительный срок эксплуатации по сравнению с другими лампами. В среднем светодиодные лампы предлагают срок службы около 100.000 часов по сравнению с люминесцентными лампами, которые имеют только от 100 до 10.000 часов работы. 100.000 тысяч часов жизни эквивалентны 11 годам непрерывной работы.

Еще одной интересной характеристикой, которую предлагают светодиодные лампы, является их энергоэффективность. Светодиодные лампы являются более энергоэффективным, чем другие типы ламп. Если светодиодная лампа является высокого качества, то она позволяет достичь экономии до 80%.

Отсутствие УФ-излучения достигается за счет технологий и материалов, используемых в производстве светодиодных ламп, поэтому светодиодные лампы не сама не выделяют вредного для человека и окружающей среды излучения. Помимо отсутствия УФ-излучения, уровень инфракрасного света, излучаемого светодиодами, является очень малым или низким.

Размер, дизайн и гибкость позволяет разместить практически везде, даже там, где другие источники света не могут разместиться. Это делает их идеальным выбором для использования в местах, где обычные лампы накаливания и люминесцентные лампы не подходят.

Низкий уровень тепловыделения, который светодиод излучает, делает этот процесс абсолютно не заметным до тех пор, пока вы не притронетесь к нему. И хотя энергосберегающее светодиодное освещение дороже, чем люминесцентные и другие виды ламп, реальная экономия будет заметна ос временем.

Энергосберегающее светодиодное освещение подразделяется на несколько направлений, в зависимости от сфер применения.

Области применения энергосберегающего светодиодного освещения

Сегодня трудно найти область, в которой бы не применялось светодиодное освещение. LED светильники прочно вошли в нашу жизнь. Их активно используют в следующих сферах:

• освещение улиц и площадей
• освещение многоэтажных зданий
• индивидуальное домашнее использование
• освещение офисных и рабочих помещений
• применение в строительстве
• военное и спасательное применение
• охранное освещение
• применение в области дайвинга
• другое

По сути, данный список можно продолжать бесконечно, что сделать в рамках этой статьи невозможно. Поэтому давайте посмотрим только на некоторые популярные области применения энергосберегающего светодиодного освещения, которые я приведу ниже.

Уличное светодиодное освещение

Этот тип светодиодных светильников применяется для , дорого, парков и других городских территорий. Несмотря на то, что они обладают первоначально высокой стоимостью, низкое энергопотребление и отсутствие необходимости в последующем техобслуживании позволяют выйти на точку окупаемости за 2-3 года.

В эту категорию входят и уличные светодиодные прожекторы, которые имеют широкую сферу применения при высоком уровне яркости, низком энергопотреблении, став отличной заменой своим галогенным конкурентам.

Взрывозащищенные светодиодные светильники

Некоторые отрасли и направления связаны с довольно высоким риском, как пожаро, так и взрывоопасных ситуаций, в том числе угледобывающие шахты, АЗС, нефтеперерабатывающие и химические заводы и др.

В таких светильниках, как правило, применяются все виды защиты от возможной подачи искры и взрыва. Среди них – взрывонепроницаемая оболочка, взрывозащита от воспламенения пыли, ударопрочное стекло и многое другое. Ниже представлены некоторые модели таких светильников, а также цены на них.

Цены на взрывозащищенные LED осветители

Промышленные светодиодные светильники

Энергосберегающее светодиодное освещение широко используется и на промышленных предприятиях и объектах, заменяя и вытесняя устаревшие лампы накаливания, а также ртутные и натриевые лампы. Возможность регулирования уровня яркости позволяет устанавливать их, как в складских, так и производственных помещениях, которые нуждаются в освещении различной яркости и интенсивности .

Цены на промышленные LED светильники

Светодиодные аккумуляторные фонари

Технологии энергосберегающего светодиодного освещения добрались уже и в эту сферу, предлагая новое поколение ручных фонарей в качестве мобильного и надежного источника света. Они могут являться, как основным, так и вспомогательным локальным источником света. Светодиодные ручные фонари являются отличным выбором для тех, кто увлекается охотой, рыбалкой, а также для туристов, дачников и др.

Светодиодные аккумуляторные фонари можно разделить на несколько видов:

• стационарные
• ручные
• для велосипеда
• налобные – с креплением для головы («шахтерского типа»)
• другие

В последнее время рынок переполнен такими устройствами, цена которых редко когда превышает 300 рублей за штуку. Львиная доля этих изделий производится в Китае под малоизвестными торговыми наименованиями, так что здесь мы перечислять их не будем.

Профессиональные светодиодные аккумуляторные фонари

Этот тип фонарей является более источниками света, по сравнению с предыдущей категорией, и применяются в ходе поисково-спасательных работ, на железнодорожном транспорте, для локального освещения промышленной сфере, а также и быту, где отсутствует освещение, подачи специальных световых сигналов и др.

Цены на профессиональные светодиодные аккумуляторные фонари

Светодиодное освещение в сфере ЖКХ

Этот тип светодиодных источников на российском рынке учитывает особенности нашего региона, которые включают защиту от вандализма, перепады и нестабильность электросетей, а также при низких температурах. Этот вид светильников устанавливается в подъездах, подземных пешеходных переходах, лестничных клетках и подвалах.

Цены на LED осветители ЖКХ

Вышеназванные светильники потребляют очень мало энергии, поэтому использовать их для освещения подъездов, парковок или дворов в ночное время суток очень выгодно.

В завершении хочу предложить вашему вниманию интересную передачу об энергосберегающем светодиодном освещении.

Телепередача о светодиодном освещении

В области промышленного освещения компания работает с крупнейшими промышленными предприятиями Уральского региона, подписаны энергосервисные контракты, выполнены следующие работы:

Первоуральский Новотрубный завод – реконструкция освещения в 2 производственных цехах общей площадью 40 тыс. кв. м. с полной заменой осветительного оборудования, реконструкция системы наружного мачтового освещения (всего 37 осветительных вышек);

ОАО «Уралмашзавод» в г. Екатеринбург – реконструкция освещения сборочного производства (цех общей площадью 10,5 тыс. кв. м);

ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» – 90% всех производственных помещений, высокие требования к качеству освещения в связи с особенностями производственного процесса и др,

ОАО «Уральский завод железнодорожных машин» - комплекс цехов площадью более 80тыс.кв.м.;

ОАО «КУМЗ» г. К-Уральский – реконструкция освещения цехов кузнечнопрессового и литейного производства;

Горно-обогатительные предприятия УГМК холдинг – освещение промышленных территорий и карьеров. В том числе ОАО «Гайский ГОК», ОАО «Учалинский ГОК», ООО «Башкирская медь»

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» - освещение ж/д. ст. «Гранитная», «Сульфидная», двух прокатных станов ЛПЦ№7, цех АГНЦ, копровый цех, поставка осветительного оборудования для литейных дворов;

ОАО «Сильвинит» - освещение промышленной территории СКРУ№1, Ж/Д станция СКРУ№4

ОАО «Уралкалий» - участие в осуществление комплексной программы по реконструкции и энергосбережению в ОУ надземного комплекса предприятия.

ОАО «Чусовской металлургический завод» - выполнение проектных работ по освещению комплекса Доменная печь №2.

ОАО «КГОК-ЕВРАЗ» - реконструкция освещения карьера Северный.

Большое количество объектов в данное время находится в стадии выполнения работ и проектирования: Освещение цеха №3 ОАО «Уралхиммаш» (27 тыс. кв.м.), освещение карьера Главный «ЕВРАЗ КГОК».

НАРУЖНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Одним из главных показателей ОУ является световая отдача источников света применяемых в них. Примером этому может быть замена светильников типа КНУ-10000(20000) с лампами ДКсТ-10000(20000) на прожектора фирмы SBP (Италия) с натриевыми лампами высокого давления мощностью 1000Вт SON-T Pro 1000(PHILIPS)

Световая отдача этих ламп в 4,3 раза больше чем у ламп ДКсТ.

Освещение карьера «Малый Куйбас» ОАО «ММК»

Примером этому может служить проект освещения карьера «Малый Куйбас» ОАО ММК. Примерный размер карьера 1600х800 метров, глубина карьера 170 метров.

Существует два варианта проекта освещения карьера:

1 вариант ОАО «ГИПРОМЕЗ» г. Магнитогорск;

2 вариант «МТ ЭЛЕКТРО».

P уст (установленная мощность) ОУ снижена с 304 до 77 кВт, то есть уменьшена в 3,9 раза.

Годовой расход электрической энергии снизится с 1 199 888 до 333 564 кВт/час в год.

При стоимости электрической энергии 1,156 руб. за кВт/час разница в стоимости расходов на электроэнергию составит 1 001 470 руб.55 коп.

Важным показателем для источника света является срок службы ламп и как следствие затраты на замену ламп в год.

Срок службы ламп ДКсТ-10000(20000) составляет всего1350 часов, а срок службы ламп SON-T Pro 1000 составляет 18000 часов вследствие этого разница между расходами на замену ламп в год составит 74528 руб. 57 коп. в пользу варианта с НЛВД.

Общая экономия годовых эксплуатационных расходов при внедрении варианта «МТ ЭЛЕКТРО» составит 1068599 руб. 11 коп. При стоимости оборудования в 1варианте 619000 руб. и 1553378 руб. 16 коп. во 2 варианте их разница составит 934278 руб.76 коп. а окупаемость проекта составит 0,87 года.

Вывод. Таким образом, предложенный нами вариант ОУ карьера является высокоэффективным и экономически выгодным, его окупаемость составит 10,5 месяцев. В первый год эксплуатации экономия от внедрения этого варианта составит 134320 руб. 35 коп., а в последующем 1068599 руб. 11 коп. в год.

Освещение шихтовального склада ОАО «Севуралбокситруда»

Предыдущий вариант относился к новому строительству, при реконструкции ОУ центрального шихтовального склада на ОАО «Севуралбокситруда» были применены прожектора фирмы SBP с НЛВД фирмы PHILIPS мощностью 1 кВт., получены следующие результаты.

Шихтовальный склад имеет следующие размеры 800*300 метров и высота шести осветительных вышек 16 метров.

P уст снижена с 80 кВт до 21 кВт то есть в 3,7 раза.

Годовые затраты на электроэнергию, при стоимости 1 кВт/часа 0,91 руб. снизятся на 195642 руб. 72 коп.

Годовые затраты на замену ламп снизятся с 26666 руб. до 7350 руб. 34 коп. и экономия составит 19315 руб. 06 коп.

Экономия годовых эксплуатационных затрат при внедрении нашего варианта составила 222063 руб., а окупаемость ОУ при стоимости оборудования 452084 руб. составит 2 года.

Освещение территории ОАО «ПНТЗ»

Еще один пример замен прожекторов КНУ-10000 с лампами ДКсТ-10000 на 37 вышках ОУ промышленной территории ОАО «ПНТЗ» привела к снижению P уст с 660 кВт до 102 кВт, за полтора года эксплуатации этой ОУ не перегорело ни одной лампы, не было зафиксировано ни одного выхода из строя оборудования. В результате этого была проведена реорганизация службы обслуживающей эту ОУ.

Предлагаемое нами оборудование имеет не только высокие светотехнические характеристики, высокое качество исполнения и соответствие тем степеням защиты, что указаны в паспорте прибора. Все эти показатели важны при применении этого оборудования в наружных ОУ на металлургических и горнодобывающих предприятиях.

Степень защиты его составляет IP 65, 66.

Освещение карьера Северный ОАО «ЕВРАЗ КГОК»

1 вариант ПО ОАО «ЕВРАЗ КГОК» г. Качканар;

2 вариант «СТК МТ ЭЛЕКТРО».

Реализовано в 2011г.

Рассмотрим сравнительную таблицу основных технико-экономических показателей.

P уст (установленная мощность) ОУ снижена с 328 до 53,6 кВт то есть уменьшена в 6,1 раза.

Годовой расход электрической энергии снизится с 1 315 296 до 225 264 кВт/час в год.

При стоимости электрической энергии 1,026 руб. за кВт/час разница в стоимости расходов на электроэнергию составит 1 126 822

Важным показателем для источника света является срок службы ламп и как следствие затраты на замену ламп в год. Срок службы ламп ДКсТ-50000(20000) составляет всего1350 часов, а срок службы ламп SON-T Pro 1000W составляет 18000 часов. Вследствие этого разница между расходами на замену ламп в год составит 117 680 руб. в пользу варианта с НЛВД.

Общая экономия годовых эксплуатационных расходов при внедрении варианта «МТ ЭЛЕКТРО» составит 1 237 863 руб. 21 коп.

Вывод. Таким образом, предложенный нами вариант ОУ карьера является высокоэффективным и экономически выгодным.

ВНУТРИЦЕХОВОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Применение современных источников света во внутренних ОУ – то есть в цехах, складах и т. д. обусловлено заменой традиционно применяемых на предприятиях ламп типа ДРЛ на МГЛ. Соотношение световой отдачи этих ламп – 54 лм/Вт и 90-100 лм/Вт обуславливает снижение энергозатрат в 1,67-1,85 раза. Однако компьютерный подбор оборудования и высокие светотехнические характеристики предложенного нами оборудования позволяет увеличить снижение энергозатраты во внутрицеховых ОУ в 2,5 – 2,8 раза.

Это видно на примере технико-коммерческих предложений по реконструкции ОУ цеха №14 ОАО «ПНТЗ» и ЛПЦ №8 ОАО «ММК». Рассмотрим эти предложения.

Освещение ОУ ЛПЦ №8 ОАО «ММК»

Основные технико-экономические показатели ОУ ЛПЦ №8.

Количество приборов:

Существующая ОУ - 1436 шт.

Предполагаемая ОУ - 1292 шт.

Источники света:

Существующая ОУ - лампы ДРЛ 700 и 1000 Вт авар. ЛОН – 1000 Вт

Предполагаемая ОУ - лампы МГЛ 400 Вт (Philips)

P уст снижена с 1412,8 до 516,8 в 2,73 раза. Стоимость электроэнергии расходуемой за год работы при стоимости 1 кВт/час 1,156 руб. снизится с 8856433,7 руб. до 3299839,73 руб. Экономия при этом составит 5556593,97 руб.

Расходы на замену ламп за год в варианте с МГЛ могут быть выше, чем у ламп ДРЛ так как стоимость МЛГ примерно в 4,5 раза выше чем у ламп ДРЛ, а срок службы ламп ДРЛ примерно в 1,8-2 раза меньше чем у МГЛ (Philips).

Отечественные МГЛ имеют срок службы всего лишь 2000 часов. Тогда как цена их примерно в 1,5-1,8 раза меньше, чем у ламп Philips. Поэтому применение отечественных МГЛ не целесообразно. Велики затраты на их замену при небольшом сроке службы и достаточно высокой стоимости.

Годовые эксплуатационные расходы, в предлагаемом варианте, снижены с 9181824,17 руб. до 3784685,92 руб. Годовая экономия от внедрения новой ОУ составит 5397178,25 руб. При стоимости оборудования 8 499 968,84 руб., окупаемость новой ОУ составит 1 год 7 месяцев. На ОАО «ММК» принято решение о поэтапном внедрении данного предложения.

Освещение цеха №14 ОАО «ПНТЗ»

На ОАО «ПНТЗ» 1,5 года тому назад было внедрено аналогичное предложение в цехе №14. Его показатели следующие.

P уст снижена с 137,2 кВт до 91,6 кВт.

Годовые затраты на электроэнергию снижены с 1 245 671,20 руб. до 501 382,98 руб. – в 2,5 раза. Экономия составила 744 288,22 руб. При стоимости оборудования 1 420 582,80 руб. его окупаемость составит 2 года. Одновременно с предложенным нами оборудованием SBP.

На другом участке цеха было установлено оборудование фирмы «Ватра» тип ГСП-7В-700 с лампами ДРИ-700 и ЖСП-04В-400 с лампами ДНаТ-400. Сравнительные анализы работы оборудования показали следующее. Оборудование фирмы SBP надежно работает в условиях частых посадок и бросков напряжения. Его преимущество в том, что ПРА, а конкретно ИЗУ имеет защиту от повторной подачи зажигающих лампы высоковольтных импульсов на лампу.

Тем самым ИЗУ и лампа работают в более щадящем режиме, а так как режим зажигания для газоразрядных ламп высокого давления является наиболее тяжелым, то увеличивается срок службы лампы и оборудования.

За 1,5 года эксплуатации на участке не было ни одного случая выхода оборудования из строя и ни одна лампа не перегорела. Тогда как в оборудовании фирмы «Ватра» ИЗУ постоянно выходили из строя и происходила частая замена ламп.

В результате ОАО «ПНТЗ» отказался от дальнейшего применения оборудования фирмы «Ватра». То есть оборудование SBP показало себя надежным и экономически выгодным в применении.

Освещение компрессорной станции №14 ОАО «СУБР»

Также хотелось бы привести небольшой пример замены оборудования с люминесцентными лампами и электронным ПРА. Применение электронного ПРА в оборудовании с люминесцентными лампами кроме экономии электроэнергии дает следующие преимущества. Устраняется пульсация ламп. Зажигание ламп происходит практически мгновенно. Увеличивается срок службы лампы на 50% , на 25% снижаются потери в ПРА. Потери при применении люминесцентных светильников с ЭПРА такие же, что и у ламп накаливания – то есть 3%. Пример замены ЛОН на люминесцентные светильники с ЭПРА на компрессорной станции №14 ОАО «СУБР» показывают что P уст снизится с 13,5 кВт до 7,42 кВт. При этом освещенность на рабочем месте повысится в 3-4 раза и будет соответствовать нормативной. Для экономии электроэнергии предложена схема с двумя режимами работы ламп:

Рабочий режим - освещенность 300 лк

Дежурный режим - освещенность 75 лк

Это позволяет значительно экономить электроэнергию и снизить стоимость электроэнергии за год работы с 120 132,45 руб. до 38 444,67 руб., а годовые эксплуатационные расходы снизятся с 136 756,35 руб. до 43 267,95.

Экономия годовых эксплуатационных затрат составит 93 488,40 руб. При стоимости оборудования 92 249,60 руб. окупаемость данного предложения составит 1 год.

В российском обществе сложилось устойчивое мнение, что экономия электроэнергии происходит только тогда, когда электроприборы, не используемые на данный момент, находятся в выключенном состоянии. Отчасти это так. Однако современные технологии знают множество способов, которые помогают уменьшить расход электроэнергии в десятки — сотни раз помимо банального отключения приборов от сети.

Значительная часть электроэнергии расходуется непосредственно на искусственное освещение, иллюминацию.

Чтобы на порядок сократить расход электричества именно на освещение, нужно следовать ряду общепринятых правил:

1. Чтобы максимально эффективно использовать естественное солнечное освещение в помещении, не прибегая к применению искусственной иллюминации в светлое время суток, нужно окрашивать поверхности стен, потолка в светлые цветовые оттенки, увеличивая при этом отражательную способность поверхностей.
2. По возможности устанавливать достаточное количество окон в помещении и следить за их чистотой, чтобы они могли максимально пропускать световой поток.
3. . К видам энергосберегающих осветительных приборов относятся многочисленные галогенные, люминесцентные и светодиодные лампы и приборы, имеющие так же регулирующие системы, что позволяет использовать их как при пониженном уровне энергопотребления. Так и по-максимуму в нужное время.
4. Применение разнообразных типов датчиков, . С помощью таких датчиков происходит автоматическое управление включением-выключением светильников при появлении поблизости человека.

Виды светильников, которые позволяют экономить

Люминесцентные

Главным преимуществом данного вида иллюминации является то, что такие приборы имеют высокий уровень светоотдачи по отношению к потреблению энергии.

Если сравнивать с уходящей уже в прошлое обычной лампой накаливания (ЛН), то преимущества неоспоримы:

• Потребление энергии сокращается в пять раз.
• Мощность светового потока значительно больше.
• Экономичность составляет около 80 процентов.
• Расходы на электроэнергию сокращаются минимум в три раза.
• Не происходит внешнего перегрева ламп.
• Можно выбрать различный цветовой спектр иллюминации.

Современные люминесцентные лампы

Однако при использовании люминесцентных ламп необходимо помнить, что срок их службы можно продлить, если реже выключать. Минимальное время использование должно рассчитываться от трех часов. Если лампа выключается, то на время не меньшее, чем 5 минут.

Единственным существенным недостатком этого вида освещения является содержание в люминесцентных лампах определенного количества ртути. Поэтому при монтаже, замене ламп нужно быть предельно осторожными, так же не выбрасывать их после использования как обычный мусор.

С этой проблемой инженеры уже активно ведут борьбу, так как все большее распространение получают люминесцентные приборы, содержащие не ртуть в чистом виде, а ее сплавы, что не позволяет при повреждении прибора испаряться вредному веществу.

Сферой применения такого вида освещения уже традиционно являются всевозможные общественные организации, офисные помещения, уличное освещение, подъезды жилых домов, склады и производственные помещения. Территории этих помещений, как правило, обладают большими площадями, либо свет в них практически не отключается круглосуточно, поэтому вопрос энергосбережения для них как никогда актуален.

Светодиодные осветительные приборы

Светодиодные лампы представляют собой совмещение нескольких диодов в одном приборе. Показатели этого вида энергосберегающего освещения по своей экономичности превосходят даже люминесцентные. Так, экономия электричества может достигать 90 процентов (что в 12 раз больше, чем у ЛН), а срок службы по сравнению с лампами накаливания превышает показатели в 8 раз.

Такая экономичность и высокая светоотдача может в скором времени полностью решить вопрос об энергосбережении на уличном (фонарном) освещении.

Кроме значительных преимуществ в области потребления электричества, светодиодные приборы по итогам изучения их влияния на здоровье человека, не только не наносят вред, но и превосходят по этому показателю галогенное и люминесцентное освещение.

Светодиодные лампы (клик-для увеличения)

Доказано, что прочие виды иллюминации производят световые потоковые колебания, которые наносят вред здоровью людей (а именно, зрению), глаза быстро утомляются и раздражаются. Светодиодные приборы же не производят таких потоковых импульсов, что сказывается вполне благоприятно на самочувствии и ощущениях людей. Помимо этого, светодиоды не излучают ультрафиолет абсолютно, что так же не вредит здоровью людей.

Перечисляя преимущества данного типа освещения, так же нужно сказать о том, что по сравнению с люминесцентными лампами в составе диодов нет ртути или других вредных веществ, что не создает проблем при утилизации или случайном повреждении прибора. При разбивании диодов повреждения от стекла так же невозможно получить, так как стекло в производстве диодов не применяется. Оно заменено на пластик высокой прозрачности, так что осколков так же можно не опасаться.

Какой бы вид энергосберегающего освещения вы не выбрали, подавляющие преимущества по сравнению с традиционными лампами накаливания здесь неоспоримы. За экономичностью и экологичностью строится наше будущее!

Номер в формате pdf (5134 kБ)

Ю.Б. Айзенберг, профессор, д.т.н., главный
научный сотрудник ООО «ВНИСИ», генеральный директор ЗАО «Московский дом света», г. Москва
О.В. Малахова, выпускающий редактор журнала «ЭНЕРГОСОВЕТ», г. Москва

Существующее положение светотехники в России

Современные проблемы энергоэффективного освещения многогранны и имеют широкий спектр. Их решением сейчас занимается большое количество фирм и организаций, работающих в области светотехники. И это действительно актуально, поскольку дефицит энергии становится проблемой все большего числа российских городов. В условиях энергетического и мирового экономического кризиса актуально звучат слова известного писателя-фантаста Артура Кларка: «В качестве единой мировой валюты будет киловатт-час». Россия к этому приближается весьма быстрыми темпами.

В стране в 2006 г. потребность в электроэнергии увеличилась в 2,5 раза. Планы по введению новых генерирующих мощностей были пересмотрены, и вместо 23 ГВт за пятилетку было решено ввести 41 ГВт новых энергетических мощностей. Для сравнения, в Китае в 2007 г. было введено 104 ГВт электроэнергии. И здесь возникает весьма сущетвенный вопрос: по какому пути идти - наращиванию генерирующих мощностей или снижению потребления электроэнергии без ухудшения качества освещения. Как и при решении многих других вопросов, наиболее правильным является золотая середина.

Отметим, что стоимость создания киловатта генерирующих мощностей на электростанциях разного типа стоит примерно 1-3 тыс. долл. США. А снижение установленной мощности на киловатт освещения стоит 150-200 долл. США. Это огромная разница и, кроме того, это связано с решением важнейшей проблемы снижения вредных выбросов в атмосферу.

В табл. 1 представлены некоторые характеристики основных групп источников света, главной из которых является показатель удельной световой энергии, вырабатываемой за срок службы. Если величину световой энергии от лампы накаливания принять за единицу, то можно видеть, что все остальные типы ламп многократно (в разы или даже на порядок) вырабатывают больше световой энергии.

Необходимо отметить, что лампы накаливания, которые сыграли огромную роль в развитии человечества и которым в следующем, 2011 г. исполнится 130 лет со дня их изобретения, сегодня являются недопустимо устаревшим источником света. Их можно сравнить с такой устаревшей техникой, как паровозная или конная тяга, и со многим другим, от чего человечество уже отказалось.

Во многих странах мира это очень отчетливо осознается и в последнее время там принимаются исключительно эффективные меры по вытеснению ламп накаливания. Например, в ноябре 2008 г. вышло Постановление Правительства Украины о том, что, начиная с 2009 г., во всех правительственных зданиях лампы накаливания должны быть заменены на другие более энергоэффективные источники света.

С начала 2009 г. в Великобритании из продажи исчезли лампы накаливания мощностью 75 Вт, 100 Вт и 150 Вт. Решено, что специальные уполномоченные будут инспектировать магазины и даже отдельные квартиры, проверяя, какие лампочки продаются и какими пользуется население. Уполномоченные наделены правом изъятия «нелегальных» ламп накаливания. По оценкам британских аналитиков, экономия от таких мер может составить до 8 млрд долл. США. Евросоюз принял решение полностью перейти на энергосберегающие к 2012 г.

В США вышло постановление, подписанное президентом, о том, что с 2011 г. исключаются из производства и применения лампы накаливания мощностью 100 Вт, в 2012 г. - 75 Вт и так далее до 2014 г., когда лампы накаливания должны быть полностью ликвидированы. В Австралии издано постановление правительства о полном переходе на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) к 2012 г. Это понятно и очевидно, потому что если бы все страны мира перешли на использование КЛЛ, то можно было бы высвободить столько же электроэнергии, сколько за 4 года потребляет вся Австралия.

В России новый закон об энергосбережении (№ 261-ФЗ от 23 ноября 2009 г., ст. 10, п. 8) с 1 января 2011 г. вводит запрет на использование ЛН мощностью 100 Вт и более. А с 1 января 2013 г. может быть введен запрет на ЛН мощностью 75 Вт и более, с 1 января 2014 г. - на ЛН мощностью 25 Вт и более.

Потенциал энергосбережения в освещении

На рис. 1 наглядно показан потенциал энергосбережения в Германии за счет осветительных приборов. За исходную базу (0%) приняты обычные линейные (прямые) трубчатые люминесцентные лампы Т12 диаметром трубки 38 мм. Затем идут лампы Т8 (диаметр трубки 26 мм) - энергоэффективные лампы, прямые, позволяющие сэкономить 7% электроэнергии. Дальше появляются тонкие лампы Т5, и можно видеть, что данные лампы диаметром 16 мм по сравнению с лампами Т12 дают экономию электроэнергии 42%.

Если внедрить современную технику с регулированием светового потока ламп и использовать датчики естественной освещенности, то можно сэкономить в первом случае 58%, в другом - 71%. Если применить полный арсенал энергосберегающих мероприятий, включая датчики движения, то при использовании ламп Т5 (16 мм) можно получить экономию электроэнергии 82%.

Необходимо отметить, что это только одна линейка светильников и здесь не рассмотрены компактные лампы. Также нужно напомнить, что с появлением ламп Т5 все пускорегулирующие аппараты стали электронными. Из рис. 1 становится понятно, какой огромный потенциал заложен в экономии электроэнергии в осветительных установках только при использовании лишь одной линии люминесцентных ламп.

Перспективное направление светотехники - освещение светодиодами

Сегодня самое перспективное и интересное направление, в котором работает огромное количество фирм, где достижения меняются буквально на глазах, - светодиоды. Прогноз совершенствования параметров светодиодов приведен на рис. 2.

Правая кривая - это кривая роста световой отдачи сверхярких светодиодов за последние 8 лет. Согласно данным книги по светодиодам немецкого общества светотехников, изданной в 2003 г., светодиоды достигли колоссальных успехов, поскольку их световая отдача уже тогда превышала в 2 раза световую отдачу ламп накаливания, т.е. 20-25 лм/Вт. 15 февраля 2010 г. пресс-служба европейского отделения компании CREE сообщила о создании лабораторного образца белого светодиода со световой отдачей 208 лм/Вт. Это, конечно, колоссальное достижение. И сегодня уже есть целый ряд установок, где светодиоды применяются даже для общего освещения. Но это очень дорого. Например, здание Turning Torso в Мальме (Швеция), выполненное в виде 190-метровой винтовой башни, реальный пример использования светодиодов для освещения помещений, где даже все коридоры в карнизах освещены светодиодами. Но это тот случай, когда со стоимостью никто не считался, потому что светодиоды стоили почти по доллару за штуку.

Перечислим свойства светодиодов, которые в ближайшем будущем сделают их самыми экономичными по сравнению с другими источниками света:

• высокая световая отдача (100-150 лм/Вт);
• малое энергопотребление (единицы ватт);
• высокие значения КПД световых приборов и коэффициентов использования светового потока в осветительных установках;
• малые габариты (точечные или плоские приборы);
• высокая долговечность (более 10 лет непрерывной работы);
• отсутствие пульсации светового потока;
• возможность получения излучения различного спектрального состава;
• возможность снижения коэффициента запаса осветительных установок благодаря стабильности характеристик и высокому сроку службы;
• возможность использования для освещения выцветающих объектов (произведений искусств, продукции полиграфии, текстильного производства);
• высокая устойчивость к внешним воздействиям (температуре, вибрации, ударам, влажности);
• электробезопасность и взрывобезопасность;
• возможность резкого уменьшения размера, материалоемкости и трудоемкости производства световых приборов;
• возможность создания необслуживаемых светильников;
• высокая степень управляемости (возможность построения систем многоуровневого управления освещением);
• высокая технологичность при массовом производстве;
• низкие затраты на упаковку и транспортировку.

Согласно данным американского журнала, светодиоды в 2005 г. в Америке применялись в основном в транспортном секторе - 52%, отдельно на освещение автомобилей приходилось 14%, а на бытовое освещение - всего 6%. Там же дается прогноз, что в 2010 г. бытовое освещение займет уже 13% от общего количества выпускаемых светодиодов (их будет выпущено для этой цели на 1 млрд долл. США).

Для подготовки к массовому применению светодиодов в России необходимо:

• провести комплекс психофизиологических исследований разных по назначению осветительных установок со светодиодами и разработать нормативные материалы по их применению (пересмотреть СНиП и СанПиН);
• разработать и стандартизировать методы фотометрии светодиодов;
• осуществить подготовку кадров специалистов в этой области;
• провести большую разъяснительную работу среди специалистов и населения;
• спроектировать и оборудовать показательные установки различного назначения;
• разработать серии разнообразных осветительных приборов со светодиодами;
• резко снизить стоимость светодиодов.

Предположительно на все эти работы необходимо затратить 4-5 лет, после чего эти новые источники света смогут найти более широкое применение. До этого, особенно в жилье, перспектива массового использования светодиодов весьма призрачна.

Пути повышения энергоэффективности систем освещения

ООО «ВНИСИ» был рассчитан потенциал экономии электроэнергии в осветительных установках. Экономия электроэнергии может быть достигнута совершенствованием следующих средств освещения:

• расширением производства эффективных источников света и области их применения возможно получить экономию электроэнергии минимум 14%;
• увеличением световой отдачи источников света - 6%;
• повышением стабильности характеристик источников света - 3%;
• повышением КПД осветительных приборов - 6%;
• улучшением эксплуатационных свойств осветительных приборов - 3,5%;
• снижением энергопотребления осветительных приборов, в частности благодаря использованию электронной пускорегулирующей арматуры (ЭПРА) - 1,5-2%.

Совершенствованием способов освещения тоже можно достичь экономии электроэнергии:

• расширением области применения системы общего локализованного освещения - 6,5%;
• при применении систем регулирования общего освещения в зависимости от уровня естественной освещенности - 4,5-7,5%;
• расширением применения системы комбинированного освещения - 4%.

Эти данные базируются на реальном учете имеющейся в стране ситуации, реальных световых отдачах, объемах производства и возможности замены разных источников света. Суммарная возможная экономия составляет 45-50% от величины электроэнергии, которая сегодня расходуется в стране на освещение, и это вполне достижимо. А ведь в России порядка 108-110 млрд кВтч идет на освещение, а значит половина - это более 50 млрд кВт*ч. Поэтому перспективы экономии электроэнергии заманчивы, но нужно работать интенсивно в этом направлении и изменить отношение к данному вопросу на государственном уровне.

Мероприятия по повышению энергоэффективности систем освещения

Во всем мире, в частности, в странах, которые входят в Международное энергетическое агентство (МЭА), к основным энергосберегающим действиям в области освещения можно отнести:

• использование компактных люминесцентных ламп (КЛЛ);
• установка электронных пускорегулирующих устройств (ЭПРА);
• применение прямых тонких люминесцентных ламп типа Т5 (16 мм);
• широкое использование систем автоматического регулирования освещения в зависимости от внешних факторов;
• использование комбинированных осветительных приборов, использующих для питания солнечную энергию.

Компактные люминесцентные лампы и их использование в жилых зданиях

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) являются сегодня основным типом источников света (ИС), с которым связываются надежды и планы энергосбережения в осветительных установках (ОУ), так как эти лампы имеют в 8-10 раз больший срок службы и в 5 раз большую световую отдачу, т. е. генерируют за срок службы в 40-50 раз большую световую энергию.

Кроме того, КЛЛ во многих случаях благодаря своим малым размерам и наличию резьбового цоколя (интегральные лампы) могут заменять напрямую лампу накаливания (ЛН) в существующих светильниках. Таким образом, применение КЛЛ может быть наиболее эффективным именно в тех видах ОУ, где сегодня наиболее массовым ИС являются ЛН.

Такой областью применения является, бесспорно, жилой сектор (ОУ жилых зданий). В большинстве стран мира именно в жилье ЛН остаются основным ИС, в то время как в промышленности, коммерческих и общественных зданиях прямолинейные ЛЛ и разрядные лампы высокого давления (РЛВД) уже занимают доминирующее положение.

В Германии, Швеции, Великобритании ЛН в жилье составляют 86-87%, в Бразилии и Мексике - 92-95%, в США и Китае действующий парк бытовых светильников с ЛН составляет 2,9 и 3,2 млрд шт. соответственно.

Наряду с этим важно также отметить экологическое значение КЛЛ, так как одна КЛЛ мощностью 18 Вт за свой срок службы позволяет не только в 5 раз сократить расход электроэнергии по сравнению с ЛН мощностью 60 Вт, но и уменьшить в 2 раза выбросы в атмосферу диоксида углерода и на 7,5 кг - диоксида серы. К тому же, собственное содержание ртути в КЛЛ является мизерным (меньше 3 мг в современных качественных лампах) и практически не представляет угрозы для окружающей среды. Немаловажно также и то, что КЛЛ надо менять не каждые 8-10 мес., как ЛН, а один раз примерно в 9-10 лет.

Даже частичный перевод ОУ жилого сектора на КЛЛ - огромный резерв экономии энергетических ресурсов и сохранения окружающей среды.

Основным тормозом на пути широчайшего внедрения КЛЛ на настоящем этапе является их относительно высокая цена. Вместе с тем, как показали многовариантные расчеты, выполненные во многих странах, срок окупаемости затрат на КЛЛ составляет, в зависимости от стоимости электроэнергии, числа часов использования ламп и их цены, от 0,5 до 1 года.

Как показывает исследование, в Европе не более 42-46% парка существующих бытовых светильников допускает прямую замену ЛН на КЛЛ. Абсолютно невозможно использование КЛЛ в весьма популярных в быту светильниках с малогабаритными галогенными лампами (ГЛН). Отдельную проблему представляет собой необходимость замены парка напольных (частично настольных и настенных) светильников отраженного света с ГЛН. Замена подобных светильников отраженного света на соответствующие по светораспределению и дизайну приборы с КЛЛ представляется исключительно важной.

Для внедрения КЛЛ во всех странах мира играет большую роль разъяснение населению достоинств и экономической выгоды нового поколения ламп. Но самым главным, бесспорно, является целенаправленная организационная работа государства, электростанций, коммунальных электросетевых предприятий по внедрению КЛЛ в жилой сектор и государственные учреждения на основе создания различных экономических льгот и поощрений.

Применение ламп люминесцентных прямых типа Т5 с ЭПРА

Применение нового поколения люминесцентных ламп с диаметром трубки 16 мм (так называемых ламп Т5) с электронными пускорегулирующими аппаратами является важным и перспективным направлением современной светотехники. К сожалению, в настоящее время в России серийное производство подобных ламп не освоено, выпуск светильников с импортными лампами Т5 осуществляется в мизерных количествах.

В мире за последние годы производство и применение лампы Т5 с ЭПРА бурно прогрессировали, завоевывали все новые позиции, быстро вытесняя лампы типа Т8 в колбе с диаметром 26 мм, не говоря уже о лампах типа Т12 в колбе с диаметром 38 мм, которые давно не выпускают ведущие электроламповые фирмы мира. Масштабы экспансии новой техники столь велики, что лампы Т5 в Германии и Великобритании составляют сегодня не менее 30%, в США - 40%, а в Швеции - 70% от объема всех выпускаемых ЛЛ. При этом новая техника во всех этих странах разрабатывается только для ламп Т5.

Отечественная же промышленность, теряя темп, все более отстает от конкурентов, продолжая массовый выпуск устаревшей техники - ламп Т12 и Т8 в основном с электромагнитными ПРА со стандартными потерями. Эти аппараты запрещены к производству в Европе с мая 2002 г. из-за их энергетической неэффективности и поэтому в основном направляются на экспорт в Россию и страны СНГ.

Основные преимущества новой техники:

• повышенная световая отдача (до 105 лм/Вт);
• пониженный спад светового потока благодаря использованию между люминофором и стеклом колбы защитной пленки, исключающей отрицательное влияние на них ртути (через 10 тыс. ч наработки световой поток снижается не более чем на 5% и остается далее на этом уровне, по сравнению с 20-30% снижением светового потока для обычных ЛЛ;
• оптимальная световая отдача ламп Т5 имеет место при температуре окружающего воздуха не 22-25°, как для обычных ЛЛ, а при 35°С, т.е. практически не снижается во многих светильниках;
• при работе только со специальными электронными ПРА потери мощности комплекта лампа-ПРА снижаются на 30-35%; при этом ЭПРА имеют схему «cut off», исключающую постоянный подогрев электродов после включения ламп;
• резко сниженное содержание ртути в этих лампах (с 30 до 3 мг);
• уменьшение диаметра трубки на 40% (по сравнению с ЛЛ типа Т8), уменьшение длин ламп Т5 приблизительно на 50 мм по сравнению с близкими по мощности лампами Т8;
• увеличение среднего значения срока службы ламп до 16 тыс. ч;
• высокий индекс цветопередачи (80-90).

Сравнение характеристик ламп Т8 и Т5 с Тн = 4000 К приведено в табл. 2.

Следствием указанных преимуществ являются:

• снижение установленной мощности осветительных установок на 20-30% и расхода электроэнергии в них из-за возможности существенного уменьшения коэффициента запаса ОУ и потерь мощности в системах питания;
• снижение расхода материалов на производство ЛЛ и светильников, которые могут иметь существенно меньшие габариты;
• исключение вредного воздействия на здоровье людей пульсации светового потока ламп;
• повышение эффективности световых приборов, благодаря более высокому КПД и возможности обеспечить требуемые кривые силы света с помощью зеркальной и призматической оптики, значительно лучше работающей с лампами меньшего размера светящего тела;
• повышение комфортности освещения административных помещений благодаря исключению слепящего действия в любых направлениях с помощью специальных зеркальных экранирующих «трехмерных» решеток;
• улучшением экологии новой техники (резкое снижение возможностей ртутного отравления);
• значительное улучшение экологической обстановки (светильник с двумя лампами мощностью по 35 Вт с ЭПРА выбрасывает в атмосферу за год на 1350 кг меньше двуокиси углерода по сравнению со светильниками с электромагнитным ПРА);
• возможности производства встраиваемых светильников с длиной, не превышающей размеры стандартных строительных модулей (благодаря уменьшенной длине лампы Т5);
• улучшение эстетических характеристик светильников с новыми лампами (меньшие поперечные размеры и высота), соответствие строительному модулю подвесных потолков.

Сравнительные параметры ОУ административного помещения со светильниками с ЛЛ Т8 и Т5 приведены в табл. 3.

Можно ожидать, что важнейшим тормозом для ускоренного внедрения новой техники послужит первоначально ее высокая цена, которая может быть в 4-5 раза выше, чем у существующих светильников с ЛЛ типа Т8. Эти приборы, как например, потолочные светильники с 4-мя лампами по 18-20 Вт, электромагнитным ПРА и зеркальными экранирующими решетками, выпускаемые миллионами штук в год, упали в цене за последние 5-6 лет с 90-100 до 15-20 долл. США. Естественно, что должен пройти определенный период с начала серийного производства, за который новое дорогое изделие сможет заметно подешеветь.

Требования к энергоэффективному осветительному оборудованию

Поставки энергоэффективного светотехнического оборудования в настоящее время в России малы. Хотя все это оборудование, в принципе, в наличии имеется, наиболее эффективное оборудование российского производства практически отсутствует, а объем внешних поставок этого оборудования окажется недостаточным в случае существенного увеличения потребности в нем.

В данный момент, общий объем светотехнического рынка, включая импортные товары, составляет примерно 2 млрд долл. США в год и, скорее всего, будет продолжать расти.

Отечественная продукция удовлетворяет примерно 50% общей потребности в светотехнических изделиях (источниках света, светильниках, источниках питания, комплектующих и т.д.). Большую часть российской продукции составляют неэффективные устаревшие изделия, такие как лампы накаливания, люминесцентные лампы первого и второго поколений (Т12, Т8), электромагнитные ПРА и т.д.

Качество и эффективность многих импортных изделий также не соответствуют лучшим международным стандартам. Высококачественное оборудование для систем освещения слишком дорого для российского рынка и конкретно для конечных потребителей.

Отсутствие технического контроля и контроля качества импортных товаров привело к наплыву на российский рынок светотехнических изделий сомнительного качества, поступающих как на легальный рынок, так и на обширный черный рынок. Однако на рынке светотехнической продукции наблюдаются некоторые позитивные изменения. Например, на российском рынке, все шире представлены мировые лидеры в области разработки и производства электрических ламп (Осрам, Филипс, Дженерал электрик и некоторые другие).

Выбирая источники света важно понимать, что в энергоэффективных светильниках должны использоваться лампы с повышенной световой отдачей, как правило, более 50 лм/Вт, с небольшим спадом светового потока для обеспечения возможности резкого уменьшения нормируемого коэффициента запаса для снижения установленной мощности осветительных установок, индексом цветопередачи более 80, сроком службы более 4 тыс. ч и cos fi > 0,9.

Литература
1. Айзенберг Ю.Б., Демирчан Х.С. О повышении использования электроэнергии в осветительных установках, Светотехника. 1989. № 12. С. 1-6.
2. Айзенберг Ю.Б. Современные проблемы энергоэффективного освещения. Энергосбережение. 2009. №1. С. 42-47.
3. Айзенберг Ю.Б. Задача стимулирования производства и применения энергоэффективных светотехнических изделий. Светотехника. 2009 г. № 2.
4. Айзенберг Ю.Б. Формирование светотехнического рынка России для повышения эффективности освещения. Светотехника. 2009 г. № 6.

Реконструкция освещения: энергосберегающие решения для промышленных предприятий.

Одними из крупнейших потребителей электроэнергии в Российской Федерации являются промышленные предприятия. С развитием экономики увеличивается потребление электроэнергии, истощаются энергоресурсы планеты, увеличиваются затраты на их получение, и, как следствие, растут тарифы на оплату электроэнергии и введение новых мощностей.В связи с вышеизложенным, реконструкция освещения, а также проведение других энергосберегающих мероприятий стало не только заботой службы энергетика предприятия, но и глобальной проблемой, решаемой государственным аппаратом – во второй половине 2000-х годов были введены соответствующие постановления, в том числе указ Президента №889 и Федеральный закон №261.

В настоящее время объём электроэнергии, расходуемой в РФ на цели освещения, составляет примерно 18% от общего количества вырабатываемой электроэнергии, при этом доля промышленных предприятий в общем объёме составляет около 30% (56 млрд. кВт·ч)

По данным Всероссийского научно-исследовательского светотехнического института (ВНИСИ), в настоящее время объём электроэнергии, расходуемой в РФ на цели освещения, составляет примерно 18% от общего количества вырабатываемой электроэнергии, при этом доля промышленных предприятий в общем объёме составляет около 30% (56 млрд. кВт·ч). Ввиду применения на большинстве промышленных объектов устаревших типов источников света (ЛОН, ДРВ, ДРЛ, ДКсТ, ЛБ и др.) и неэффективных световых приборов (РСП, РКУ, РО, ЛПО и т.д.), а также изначально неточно спроектированных осветительных установок и отсутствия внимания к вопросам их регулирования и эксплуатации, существенная доля затрат на оплату электроэнергии приходится на цели освещения.

Таким образом, существует высокий потенциал снижения общего энергопотребления предприятия за счёт проведения реконструкции системы освещения.

Реконструкция освещения промышленных предприятий

Светотехнической компанией разработаны и успешно применяются энергосберегающие решения для реконструкции освещения промышленных предприятий, в результате которых также улучшаются количественные и качественные показатели осветительных установок: средний уровень освещённости, равномерность распределения освещённости, увеличение зрительного комфорта рабочего персонала и снижение .

В рамках индустриальной программы, реконструкция освещения была реализована компанией ГЕЛИСОИТИ на крупнейших предприятиях России: , металлургический комбинат «Северсталь», «Первоуральский новотрубный завод», «Тверской вагоностроительный завод», машиностроительная корпорация «Уралмаш», цеха и карьеры «Магнитогорского металлургического комбината», территория «Нижнекамского НПЗ» и др. В среднем срок окупаемости инвестиций составляет не более 2 лет.

Реконструкция освещения: необходимые исходные данные для светотехнического расчёта

Для проведения точного светотехнического расчёта и подготовки технико-экономического обоснования предлагаемого решения необходимы следующие исходные данные:

1. Наименование и назначение объекта, виды проводимых работ.
2. Планы или эскизы объектов с указанием размеров и высот затеняющего оборудования.
3. Требуемые уровни освещённости.
4. Условия окружающей среды (температура, наличие химически-агрессивных соединений, требования к пожаро- и взрывобезопасности).
5. Возможные места установки новых светильников.
6. Тип, мощность и количество установленных светильников.
7. Режим работы осветительной установки, тариф на оплату электроэнергии.

В случае необходимости на объект направляются представители компании ГЕЛИОСИТИ или непосредственно производителя осветительного оборудования.

На основании предоставленных исходных данных Заказчику будет предложено решение, включающее в себя:

1. Анализ существующей осветительной установки.
2. Предложение по реконструкции осветительной установки.
3. Техническое описание предложенного осветительного оборудования.
4. Результаты светотехнических расчётов.
5. Схема расположения и нацеливания осветительных приборов.
6. Технико-экономическое обоснование предложенного решения с указанием сроков окупаемости капитальных затрат.
7. Ценовая спецификация предложенного оборудования.

Надеемся на взаимовыгодное сотрудничество!