Энергосберегающие ЭПРА в системах освещения

Между тем, электроэнергия сегодня  дорожает. Поэтому старый призыв «Экономьте электроэнергию!» стал ещё более  актуальным. Посмотрим, как можно это сделать в электрическом освещении.

Освещение квартиры складывается из естественного и искусственного. Любое из них должно обеспечивать достаточную освещённость помещения, а также должно быть равномерным, без резких и неприятных теней.    

 

 

   В помещения, окна которых  выходят на север и частично на запад и восток, попадает лишь рассеянный свет. Для улучшения естественного  освещения комнат отделку стен и  потолка рекомендуется делать светлой. Естественная освещённость зависит  также от потерь света при попадании через оконные стёкла. Запылённые стёкла могут поглощать до 30% света. Наличие в настоящее время различных химических препаратов для чистки стёкол позволяет без особых физических усилий содержать их в надлежащей чистоте.  

Значительное количество электроэнергии напрасно расходуется  днём в квартирах первых, а некоторых  домах  - вторых и третьих этажей. Причина этому – беспорядочные посадки зелени перед окнами, затрудняющие проникновение в квартиры естественного дневного света. Согласно существующим нормам деревья высаживаются на расстоянии не ближе 5 м от стен жилого дома, кустарник – 1,5 м.    

Искусственное освещение  создаётся электрическими светильниками. В современных квартирах широко распространены три системы освещения: общее, местное и комбинированное.    

При общем освещении можно  заниматься работой, не требующей сильного напряжения зрения. Светильники общего освещения обычно являются самыми мощными  светильниками в помещении, их основная задача – осветить всё как можно  более равномерно. Для этого обычно используют потолочные или подвесные  светильники, установленные в центре потолка. Общую освещённость можно  считать достаточной, если на 1 кв.м  площади приходится 15-25 Вт мощности ламп накаливания.   

В одном или нескольких местах помещения следует обеспечить местное освещение с учётом конкретных условий. Такое освещение требует  специальных светильников, устанавливаемых  в непосредственной близости к письменному  столу, креслу, туалетному столику и  т.п. Так, например, достаточное освещение  листа ватмана при черчении обеспечит  светильник с лампой накаливания  мощностью 150 Вт на расстоянии 0,8-1 м. Штопку чёрными нитками (что требует  очень высокой освещённости) можно  выполнять при лампе мощностью 100 Вт на расстоянии 20-30 см. Для продолжительного чтения рекомендуется светильник с  лампой накаливания в 60 Вт.   

Комбинированное освещение  достигается одновременным использованием светильников общего и местного назначения, а также при помощи светильников комбинированного освещения. К ним  относятся многоламповые светильники (например, люстры), имеющие 2 группы ламп, одна из которых обеспечивает местное, а другая – общее освещение. Местное  создаётся световым потоком, направленным вниз (одна лампа накаливания в 100, 150, 200 Вт), а общее – световым потоком, рассеянным во всех направлениях (несколько  ламп в 15-40 Вт).   

Наиболее рациональным является принцип зонального освещения, основанный на использовании общего, комбинированного или местного освещения отдельных функциональных зон. Если при освещении этих зон  использовать лампы направленного света, настольные лампы, торшеры, бра, то в квартире станет уютнее, а следовательно, и комфортнее. Для такого зонального освещения подходят лампы в 1,5-2 раза менее мощные, чем в подвесных светильниках. В результате на комнату 18-20 кв. м экономится до 200 кВт*ч в год. 

 

 

   Между отдельными источниками  света существует большая разница  в световой отдаче (см.табл): 

 

 

 

	лк/Вт
Лампа накаливания	12
Галогенная лампа	22
Люминесцентная лампа	55
Ртутная лампа высокого давления	55
Галогенная лампа высокого давления	80
Натриевая лампа высокого давления	95

 

  

Лампы накаливания являются традиционными и широко применяемыми источниками света. Весьма ощутимую экономию электроэнергии при использовании  ламп накаливания могут дать следующие  мероприятия:

-         применение криптоновых ламп накаливания, имеющих световую отдачу на 10% выше, чем у ламп накаливания с аргоновым наполнением;

-         замена двух ламп меньшей мощности на одну несколько большей мощности. Например, использование 1 лампы мощностью 100 Вт вместо 2 ламп по 60 Вт каждая экономит при той же освещённости потребление энергии на 12%;

-         поддержание допустимого напряжения. Для нормальной работы электрических ламп необходимо, чтобы отклонение напряжения не выходило за пределы –2,5% и +5% от номинального. Световой поток ламп зависит от уровня напряжения. Так, при снижении напряжения на 1% у ламп накаливания световой поток уменьшается на 3-4%;

-         периодическая замена ламп к концу срока службы (около 1000 ч). Световой поток ламп накаливания к концу срока службы снижается на 15%;

-         периодическая чистка от пыли и грязи ламп, плафонов и осветительной арматуры. Не чистившиеся в течение года лампы и люстры пропускают на 30% света меньше, даже в сравнительно чистой среде. На кухне с газовой плитой лампочки загрязнятся намного быстрее;

-         снижение уровня освещённости в подсобных помещениях, коридорах, туалетах и т.п.;

-         широкое применение светорегуляторов, позволяющих в широких пределах изменять уровень освещённости;

-         применение реле времени для  отключения светильника через определённое время.    

Ну и, наверное, ещё раз  следует напомнить прописную  истину: необходимо периодически проверять, не горят ли лишние лампы, не включены ли ненужные на данный момент электроприборы; уходя из дома, выключать все электроприборы и осветительные установки, за исключением  холодильника.   

Более совершенными источниками  света являются люминесцентные лампы. Это разновидность газоразрядного источника света, в котором используется способность некоторых веществ (люминофоров) светиться под действием ультрафиолетового  излучения электрического разряда. Люминесцентные лампы изготовляются  в виде стеклянных трубок с двумя  металлическими цоколями, наполненных  парами ртути под низким давлением.  Такая лампа имеет по сравнению с лампой накаливания в 4-5 раз более высокую световую отдачу и в 5-8 раз больший срок службы. Например, светоотдача люминесцентной лампы 20 Вт равна светоотдаче лампы накаливания 150 Вт.   

Бытует мнение о вредности  люминесцентного освещения. Оно  безосновательно. Наоборот, это освещение  позволяет получить мягкий рассеянный свет, меньше слепящий глаза и вызывающий меньшее их утомление.   

Как показывают исследования, средняя освещённость наших квартир  ещё недостаточна. Это отражается на зрении, повышает утомляемость, снижает  работоспособность, ухудшает настроение человека. Реальный путь к созданию необходимого уровня освещённости при  значительной экономии электроэнергии – использование люминесцентного  освещения.

Тип лампы по форме колбы	Мощность, Вт	Рекомендуемая область применения
Прямые	65 40 30	Общее освещение кухонь, кухонь-столовых, карнизное освещение  вертикальных поверхностей, установка  под полками и навесным оборудованием  кухонь и др.
Малогабаритные прямые	20 16 13 8	Настенные светильники местного и комбинированного освещения, настольные и напольные светильники для  освещения рабочих поверхностей, светильники для встраивания  в мебель
V-образные	30 22	Потолочные светильники  общего освещения, настенные светильники  для освещения рабочих поверхностей
W-образные	30	Потолочные и подвесные  светильники общего освещения жилых  и вспомогательных помещений
Кольцевые	40 32 22	Потолочные и подвесные  светильники общего освещения, напольные  и настенные светильники для  освещения рабочих поверхностей

 

 

Технология освещения на базе светодиодных ламп в данном разделе не рассматривается, в силу малой распространенности и непригодности для освещения  жилых помещений. 

 

 

  

 

 

 

2. Освещение на  промышленных предприятиях

По статистическим данным, энергопотребление на освещение  пром.предприятий занимает 15% и стремительно падает.

В первую очередь это связано  с упадком производства в России.

Вторая причина, не смотря на кризис, это переход на полностью  автоматизированные линии технологического процесса. Такие производства могу работать сутками без вмешательства  человека, следовательно освещение  можно отключать за ненадобностью.  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

  

 

 

 

3. Уличное освещение

3.1 Выгода перехода  от ламп ДРЛ к «натриевым»

Появление новых технологий в системах уличного освещения позволяет  получить большой экономический  эффект. Практика показывает, что при  их внедрении потенциал экономии электроэнергии в большинстве муниципальных  систем уличного освещения может  составлять более 50 %.

 

В рамках разработанной Федеральной  целевой программы "Энергосбережение России" многие регионы разработали  свою концепцию энергосбережения, отличающуюся отдельными разделами, отражающими  специфику региона, муниципального образования. Но во всех программах присутствуют мероприятия по совершенствованию  светильников и светотехнического  оборудования, эксплуатации и модернизации городского электроосветительного  хозяйства.

В большинстве муниципальных  образований РФ имеет место сильный  физический износ осветительного оборудования, освещенность дорог ниже нормы в 2-3 раза, светильники имеют устаревшую конструкцию (эксплуатация отражателя без защиты от попадания влаги  и пыли приводит к потере светотехнических характеристик и снижению КПД), в  светильниках используются низкоэффективные лампы накаливания (светоотдача 12 лм/Вт) и ртутные лампы типа ДРЛ (светоотдача 55 лм/Вт).

Большую экономию электрической  энергии дает модернизация уличного освещения, основанная на замене светильников с ртутными лампами и лампами  накаливания на более эффективные  натриевые (ДНаТ).

Помимо энергосбережения (в части электроэнергии) модернизация систем уличного освещения позволяет  сократить потребляемую мощность. Это особенно важно для регионов, в которых ощущается дефицит мощностей.

Реконструкция системы уличного освещения приводит  к целому ряду важных социальных аспектов. Известно, что социальная и экономическая сферы неразрывно связаны между собой и изменения социального характера обычно влекут за собой изменения в финансовой сфере.

При недостаточном освещении  водители планируют основную часть  поездок в дневное время. Из-за увеличения интенсивности движения транспорта происходит более быстрое  разрушение дорожного покрытия. Следовательно  повышение эффективности уличного освещения экономически связанно со снижением затрат на эксплуатацию дорог.

Качественное уличное  освещение обеспечивает жителям  городов чувство безопасности и  комфорта, что позволяет людям  избавиться от "страха перед ночными  улицами". Ярко освещенные улицы  города в вечерние часы позволяют  родителям не беспокоится за безопасность детей, что дает возможность организовать их досуг оптимальным образом (посещение  спортивных секций, музыкальных школ и т.д.).

Согласно статистическим данным повышение уровня освещенности напрямую влияет на криминальную обстановку в городе, снижая, число уличных  преступлений. Снижение преступлений на улицах города в темное время  суток является не только положительным  социальным фактором, но и позволяет  экономить бюджетные средства.

3.2    Совершенствование автоматизированного управления с целью экономии энергии

Системы освещения улиц и  автомагистралей играют важную роль в обеспечении комфорта и безопасности граждан. Перед разработчиками современных  систем автоматизированного управления уличным освещением стоят следующие  основные задачи:

o                    обеспечить бесперебойным освещением жилые, общественные и промышленные территории, автотрассы и прочие объекты наземной транспортной инфраструктуры. Под бесперебойным освещением понимают минимальное время от момента выхода ламп из строя до восстановления работоспособности;

o                    обеспечить экономию электроэнергии, затрачиваемой на освещение. В рамках описания систем управления уличным освещением, мы не рассматриваем энергетическую эффективность самих ламп, но анализируем системные способы сокращения энергозатрат при обеспечении качества освещения;

o                    обеспечить минимизацию затрат на техническое обслуживание (главным образом, замену ламп).

Сегодня бесперебойное освещения  часто обеспечивается с помощью  экономических рычагов: организации, ответственные за уличное освещение, платят штрафы за превышение нормативного количества неисправных ламп на своей  территории. Таким образом, противоречивые задачи минимизации расходов и оптимизации  качества услуг приходят в равновесие.

Основу существующих сетей  уличного освещения УО составляют автономно  функционирующие фрагменты, управление которыми осуществляется с применением  фотореле или таймеров. В качестве коммутационной аппаратуры для всей линии УО обычно используются контакторы или магнитные пускатели. Приборы  учета электроэнергии - практически  повсеместно однотарифные. Кроме того, достаточно часто, особенно в сельских районах, встречаются варианты сетей УО, совмещенные с сетями электроснабжения коммунально-бытового сектора (воздушные линии напряжением 0,38 кВ). В таких сетях УО управление осветительными приборами осуществляется индивидуально ручным выключателем, установленным на опоре воздушной линии, а оплата за потребленную электроэнергию взимается по усредненному количеству часов горения светильников, как правило, не соответствующему реальному режиму их работы. Контроль текущего расхода электроэнергии, режимов работы электрооборудования в таких сетях УО не ведется. Как следствие, значительные нерациональные затраты бюджетных средств на оплату электроэнергии и дополнительные эксплуатационные расходы.