Реферат способы снижения расхода электроэнергии

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования "Нижнетагильский горно-металлургический колледж

им. Е.А. и М.Е Черепановых"

Реферат

СПОСОБЫ СНИЖЕНИЯ РАСХОДА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

НА ПРИМЕРЕ ОСВЕЩЕНИЯ УЧЕБНЫХ КОРПУСОВ НТГМК

Авторы: Шестериков В.А.

Никонов В.А.

Руководитель: Брусницына С.В.

преподаватель ГОУ СПО "НТГМК"ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. 
   ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО СБЕРЕЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
   
2. 
   ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ВИДОВ ЛАМП ОСВЕЩЕНИЯ
   

1. 
   Традиционные лампы накаливания
   
2. 
   Галогенные лампы
   
3. 
   Люминесцентные лампы
   
4. 
   Светодиоды
   

3. 
   ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ
   
4. 
   ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗАМЕНЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРИБОРОВ ОСВЕЩЕНИЯ
   

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография

Приложения

ВВЕДЕНИЕ

В последние годы тема энергосберегающих технологий выходит на уровень государственной и международной политики во всем мире. Истощение природных ресурсов, изменение климата на планете, удорожание энергоресурсов для потребителя, переход на альтернативные источники энергии - каждый день можно услышать самые разнообразные мнения по этим вопросам. Но всегда присутствует мысль о необходимости экономить энергию.

В связи с этим стоит задуматься об эффективном применении энергосберегающих технологий.

На расширенном заседании президиума Государственного совета по вопросу повышения энергоэффективности российской экономики Президент РФ Д.А. Медведев особенно подчеркнул, что мы уже очень сильно отстали от большинства развитых стран, и, если сейчас не использовать шанс наверстать упущенное, последствия могут стать не обратимыми, а отставание станет невосполнимым.

При рассмотрении способов реализации мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности в учебном заведении НТГМК мы обратили внимание на недостаточно эффективное использование осветительных приборов.

Для достижения цели нами предлагается к рассмотрению модернизация существующей системы освещения посредством применения энергосберегающих светильников с применением различных датчиков управления.

В данной работе представлены принцип действия и основные характеристики наиболее распространенных источников света, выявлены их преимущества и недостатки, а также указаны эффективные технические решения, предназначенные для энергосбережения в этой области.

1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО СБЕРЕЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ.

В последние годы весь цивилизованный мир взял курс на энергосбережение — в развитых странах активно внедряются инновации, призванные снизить объём потребляемой энергии. Об этом же говорят и в России, причем на самом высоком уровне.

Направление на эффективное и рациональное использования энергетических ресурсов, требующее планирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности, стало особенно актуальным с введением в действие Федерального закона от 23 ноября 2009 года N 261-ФЗ «ОБ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИИ И О ПОВЫШЕНИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И О ВНЕСЕНИИ ИЗМЕНЕНИЙ В ОТДЕЛЬНЫЕ ЗАКОНОДАТЕЛЬНЫЕ АКТЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ».

Ситуация ясно показывает, что экономить так или иначе придётся, так как рост энергопотребления значительно обгоняет ввод новых мощностей. При этом значительная составная часть всех мощностей используется для освещения административных, торговых и офисных зданий, школ, больниц и т.п.

Как только в эфире прозвучали слова Президента РФ о необходимости замены ламп накаливания на энергоэффективные, в средствах массовой информации начали в огромном количестве появляться статьи, репортажи, круглые столы, ток-шоу, посвященные замене «лампочек Ильича» на экономичные, энергосберегающие. Встал выбор за источниками света: что выбрать - энергосберегающие люминесцентные лампы или светильники с использованием мощных светодиодов? В качестве критериев для выбора в данной работе ниже рассмотрены принцип действия и сравнительный анализ характеристик ламп накаливания, галогенных ламп, ламп люминесцентного и светодиодного освещения.
2. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ ВИДОВ ЛАМП ОСВЕЩЕНИЯ

2.1. Лампа накаливания

  В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника  при протекании через него электрического тока (закон Джоуля - Ленца). После включения тока температура тела накала резко возрастает. Тело накала начинает излучать электромагнитное тепловое излучение.  Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура была порядка нескольких тысяч градусов, в идеале 5500 °C (температура поверхности Солнца). Чем меньше температура, тем меньше доля видимого света и тем более «красным» кажется излучение.

2.1. Лампа накаливания на 36 В во включенном состоянии

Идеальная температура в 5500 °C недостижима, т. к. при такой температуре любой известный материал плавится, разрушается и перестаёт проводить электрический ток. В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — вольфрам (3410 °C) и, очень редко, осмий (3045 °C).

При практически достижимых температурах 2300—2900 °C излучается далеко не белый и не дневной свет. По этой причине лампы накаливания испускают свет, который кажется более «жёлто-красным», чем дневной свет. Для характеристики качества света используется так называемая цветовая температура.

В обычном воздухе при таких температурах вольфрам мгновенно превратился бы в оксид. По этой причине тело накала помещено в колбу, из которой в процессе изготовления лампы откачивают воздух и наполняют инертным газом (азотом, аргоном или криптоном). В настоящее время только лампы малой мощности (для ламп общего назначения — до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе. Повышенное давление в колбе газонаполненных ламп резко уменьшает скорость испарения вольфрама, благодаря чему не только увеличивается срок службы лампы, но и есть возможность повысить температуру тела накаливания, что позволяет повысить КПД и приблизить спектр излучения к белому. Колба газонаполненной лампы не так быстро темнеет за счёт осаждения материала тела накала, как у вакуумной лампы.

Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы. Для человеческого глаза, однако, доступен только малый диапазон длин волн этого излучения. Основная часть излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. Коэффициент полезного действия ламп накаливания достигает при температуре около 3100 °C своего максимального значения 15 %. При практически достижимых температурах в 2500 °C (обычная лампа на 60 Вт) КПД составляет 5 %.

Так, обычная лампа на 60 Вт в момент включения потребляет свыше 700 Вт, а 100-ваттная — более киловатта. По мере прогрева спирали её сопротивление возрастает, а мощность падает до номинальной.

2.2. Галогенная лампа

Галогенная лампа — лампа накаливания, в баллон которой добавлен буферный газ: пары галогенов (брома или йода). Это повышает время жизни лампы до 2000—4000 часов, и позволяет повысить температуру спирали. При этом рабочая температура спирали составляет примерно 3000 К. Эффективность галогенных ламп достигает 28 лм/Вт.

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250 °C. По причине отсутствия почернения колбы, галогенные лампы можно изготавливать очень компактными. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это удлиняет время жизни галогенных ламп и повышает их эффективность.

Галогенные лампы обладают очень хорошей цветопередачей , поскольку их непрерывный спектр близок к спектру абсолютно чёрного тела с температурой 2800–3000K. Их свет подчёркивает тёплые тона, но в меньшей степени, чем свет обычных ламп накаливания.

2.3 Люминесцентные ртутные лампы

Люминесцентные лампы вошли в нашу жизнь уже давно и прочно. Первым предком лампы дневного света была газоразрядная лампа. Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар¹.

Первые образцы отечественных люминесцентных ламп были созданы в 1936–1940 гг. группой московских ученых под руководством С.И. Вавилова⁶. Сразу после их появления люминесцентные лампы стали стремительно распространяться в сфере общественного, промышленного и бытового освещения благодаря своей экономичности и многочисленным потребительским преимуществам.

Принцип действия люминесцентной лампы основан на протекании тлеющего газового разряда.

Электроды лампы представляют собой тройную спираль, покрытую оксидным слоем с небольшой работой выхода. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути. При подаче напряжения на электроды через них начинает течь ток прогрева. Этот ток разогревает электроды до начала термоэлектродной эмиссии. При достижении определенной температуры поверхности электрод (катод) начинает испускать поток электронов. Процесс столкновения потока электронов с атомами ртути приводит к ударной ионизации. Электроны, сталкиваясь с атомами ртути, выбивают с их орбиты крайний электрон, превращая молекулу ртути в тяжелый ион. При этом возникает ультрафиолетовое излучение (УФ - излучение). Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом - люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора, можно менять оттенок свечения лампы.

Каждому инертному газу или парам металла соответствует своя длина волны излучения. Так, трубки с гелием светятся светло — жёлтым или бледно- розовым светом, с неоном — красным светом, с аргоном — голубым и т.д. Смешивая инертные газы или нанося люминофоры на поверхность разрядной трубки, получают различные оттенки свечения⁶.

Для включения люминесцентной лампы в сеть применяется остроумная, но довольно сложная схема, что, конечно, является недостатком этой лампы.

Д

Рис.2.3. Схема включения люминесцентной лампы:

параллельно лампе Л включен стартер С, последовательно - дроссель Д.
Стартер представляет собой миниатюрную лампу тлеющего разряда, наполненную неоном, с электродами из биметаллических пластинок. Когда подается напряжение, в стартере возникает разряд. Электроды стартера нагреваются, изгибаются навстречу друг другу и замыкают разрядный промежуток. В цепи возникает большой ток, достаточный для нагрева спиралей люминесцентной лампы. Пока спирали ламп нагреваются, электроды стартера, наоборот, охлаждаются (ведь разряда в стартере нет). Охлаждаясь, электроды стартера выпрямляются, контакт между ними нарушается, и цепь разрывается. Теперь опять имеются два конкурирующих между собой разрядных промежутка — в лампе и в стартере, но электроды лампы накалены и дают большую эмиссию электронов, поэтому разряд возникает не в стартере, а в лампе.

Отличительной особенностью электрического разряда в газе при низком давлении является его вольтамперная характеристика — с ростом тока напряжение на лампе уменьшается. Чтобы ограничить рост тока, последовательно с лампой надо включить сопротивление. Применение с этой целью дросселя энергетически более выгодно, чем включение омического сопротивления (гораздо меньше тепловые потери). Наличие дросселя снижает коэффициент мощности электрической цепи, но при установке большого числа люминесцентных ламп для компенсации этого недостатка в сеть питания дополнительно включают специальные конденсаторы. Важно отметить также, что благодаря индуктивности дросселя при размыкании цепи стартером на электродах лампы возникает напряжение, превышающее напряжение от источника, что способствует зажиганию разряда в лампе.

Компактная люминесцентная лампа — люминесцентная лампа, имеющая меньшие размеры и меньшую чувствительность к механическим повреждениям, предназначенная для установки в стандартный патрон для ламп накаливания. Эти лампы уже имеют встроенный балласт и стартер. Люминесцентные энергосберегающие лампы оборудованы системой плавного запуска (ЭПРА), позволяющего лампе загораться постепенно в течение 1–2 секунд. Благодаря применению электронного балласта имеют улучшенные характеристики по сравнению с традиционными люминесцентными лампами с электромагнитным балластом.

• 
  Большее потребление энергии - при напряжении 220 В светильник 2*58 Вт = 116 Вт потребляет 130 Вт, а при напряжении 230 В - 143 Вт;
  
• 
  долгий запуск (1-3 с в зависимости от степени износа лампы); лампа светит на полную яркость только через 10-15 минут работы.
  
• 
  низкочастотный гул (100Гц), исходящий от дросселя;
  
• 
  мерцание лампы с удвоенной частотой сети, которое может повредить зрение, а иногда бывает опасным (из-за стробоскопического эффекта вращающиеся синхронно с частотой сети предметы могут казаться неподвижными, поэтому люминесцентные лампы с электромагнитным балластом не применяют для освещения подвижных частей станков и механизмов);
  
• 
  большие габариты и масса;
  
• 
  при температуре ниже 10 градусов яркость лампы значительно снижается;
  
• 
  невозможность использования с регуляторами освещённости – диммерами.
  

Недостатком энергосберегающих ламп является и то, что человек может находиться от них на расстоянии не ближе, чем 30 сантиметров. Из-за большого уровня ультрафиолетового излучения энергосберегающих ламп при близком расположении к ним может быть нанесен вред людям с чрезмерной чувствительностью кожи и тем, кто подвержен дерматологическим заболеваниям. Также не рекомендуется использовать в жилых помещениях энергосберегающие лампы мощностью более 22 ватт, т.к. это может так же негативно отразиться на людях, чья кожа очень чувствительна.

Еще одним недостатком является то, что энергосберегающие лампы не приспособлены к функционированию в низком диапазоне температур (-15°C -20 °C), а при повышенной температуре снижается интенсивность их светового излучения.

Но все эти недостатки не так значительны, по сравнению с тем, что внутри каждой энергосберегающей лампы содержится от 3 до 5 мг ртути. Наиболее опасными считаются органические соединения ртути, которые образуются после попадания ртути в окружающую среду вместе с осадками.

"…В настоящее время, из-за отсутствия централизованной сети сбора и переработки, плохой информированности и безответственности граждан, отработанные лампы выбрасываются вместе с обычным мусором с последующим размещением на полигонах твердых бытовых отходов, что недопустимо…" (из сообщения Роспотребнадзора). По данным ведомства, общее количество ртути, загрязняющее объекты окружающей среды в пределах территорий, предназначенных для строительства жилых зданий и общественных мест, составляет более 1,5 тонн в год. Опасность представляет не только процесс утилизации отработанных ламп, но и неаккуратное обращение с ними. Разрушенная или поврежденная колба лампы высвобождает пары ртути, которые могут вызвать тяжелое отравление. Проникновение ртути в организм чаще происходит именно при вдыхании ее паров, не имеющих запаха, с дальнейшим поражением нервной системы, печени, почек, желудочно-кишечного тракта.

В стандартном помещении без проветривания, например, зимой, из-за повреждения одной энергосберегающей лампы возможно кратковременное превышение предельно допустимой концентрации ртути более чем в 160 раз.

"Переход страны на энергосберегающие лампочки мы категорически приветствуем при соблюдении трех условий: создании системы их утилизации, улучшении их качества (многие лампочки не выдерживают заявленные 10 тысяч часов горения) и разработке программы перехода на следующее поколение осветительных приборов - светодиодов", - сказал руководитель энергетических программ Гринпис России Владимир Чупров.

2.4. Светодиодные лампы

Развитие светодиодного освещения непосредственно связано с технологической эволюцией светодиода.  Светодиод - это полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток непосредственно в световое излучение. По-английски светодиод называется light emitting diode, или LED ⁵.

Светодиод состоит из полупроводникового кристалла на подложке, корпуса с контактными выводами и оптической системы. Современные светодиоды мало похожи на первые корпусные светодиоды, применявшиеся для индикации.
Рис. 2.4.1. Движение носителей зарядов в области р-п-перехода
Свечение возникает при рекомбинации электронов и дырок в области p-n-перехода. Значит, прежде всего нужен p-n-переход, то есть контакт двух полупроводников с разными типами проводимости. Для этого приконтактные слои полупроводникового кристалла легируют разными примесями: по одну сторону акцепторными, по другую - донорными.

При приложении к диоду электрического поля электроны и дырки в материалах p- и n-типа устремляются к p-n-переходу. Когда носители заряда подходят к p-n-переходу, электроны инжектируются (впрыскиваются) в материал р-типа. При подаче отрицательного напряжения со стороны материала n-типа через диод протекает электрический ток в направлении от материала n-типа в материал р-типа. Это называется прямым смещением.Когда избыточные электроны переходят из материала n-типа в материал р-типа и рекомбинируют с дырками, происходит выделение энергии в виде фотонов - элементарных частиц (квантов) электромагнитного излучения.

Рис. 2.4.2.Излучение р-п-перехода

Все диоды испускают фотоны, но не все диоды испускают видимый свет. Материал, из которого изготавливается светодиод, выбирается таким образом, чтобы длина волны испускаемых фотонов находилась в пределах видимой области спектра излучения. Разные материалы испускают фотоны с разными длинами волн, что соответствует разным цветам испускаемого света.

Вероятность излучения при рекомбинации электронно-дырочных пар должна быть высокой, для этого полупроводниковый кристалл должен содержать мало дефектов, из-за которых рекомбинация происходит без излучения. Поэтому одного р-п-перехода в кристалле оказывается недостаточно, и приходится изготавливать многослойные полупроводниковые структуры (так называемые гетероструктуры, за изучение которых российский физик академик Жорес Иванович Алферов получил Нобелевскую премию 2000 года.).

В светодиоде, в отличие от лампы накаливания или люминесцентной лампы, электрический ток преобразуется непосредственно в световое излучение, и теоретически это можно сделать почти без потерь. Светодиод (при должном теплоотводе) мало нагревается, что делает его незаменимым в некоторых случаях. LED излучает свет в узкой части спектра, его цвет чист. Цвет светодиода зависит исключительно от ширины запрещенной зоны, в которой рекомбинируют электроны и дырки, то есть от материала полупроводника, и от внесенных примесей.

Среди производителей именно светодиодные источники света считаются наиболее перспективным направлением как с точки зрения энергоэффективности, так и затратности применения. Причинами этого являются:

• 
  малая потребляемая мощность;
  
• 
  LED экономично используют энергию по сравнению с предшествующими поколениями электрических источников света. — дуговых, накальных и газоразрядных. Так, световая отдача светодиодных систем уличного освещения с достигает 132 лм/Вт, люминесцентные лампы имеют световую отдачу 60-100 лм/Вт, а лампы накаливания — 10-30 лм/Вт (включая галогенные)⁷;
  
• 
  высокое качество освещения при мгновенном запуске, безынерционность
  
• 
  высокая прочность, устойчивость к механическим воздействиям и вибрации;
  
• 
  простота обеспечения высокой пыле- и влагозащищенности;
  
• 
  экологическая безопасность: отсутствие ртутных паров и тяжелых металлов (ртути, свинца и т.п.);
  

• 
  пожаробезопасность ;
  
• 
  отсутствие мерцания (стробоскопического эффекта);
  
• 
  крайне малое ультрафиолетовое и инфракрасное излучение;
  
• 
  при оптимальной схемотехнике источников питания и применении качественных компонентов, средний срок службы светодиодных систем освещения может быть доведен до 50 тысяч часов, что в 30-60 раз больше по сравнению с массовыми лампами накаливания и в 4-6 раз больше, чем у большинства люминесцентных ламп⁵;
  
• 
  в отличие от люминесцентных ламп, у которых прогревом потребляемая мощность увеличивается, у светодиодных ламп с прогревом потребляемая мощность падает до 30 % при сохранении яркости, это обусловлено уменьшением падения напряжения светодиодов с прогревом;
  
• 
  отсутствие затрат на обслуживание (большой срок службы и отсутствие заменяемых деталей).
  

Однако и у светодиодов есть недостатки.

• 
  Основной из них — высокая цена. Отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50 — 100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания.
  

• 
  Низкая предельная температура: мощные осветительные  светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения; осветительный светодиод мощностью 10 Вт требует пассивный радиатор размером как у микропроцессора Pentium IV без вентилятора. Такой большой радиатор с трудом вписывается в формат бытовых осветительных приборов.
  
• 
  Спектр отличается от солнечного.
  

В настоящее время разработаны модели для использования светодиодных ламп в стандартных патронах, что позволит заменять ими привычные лампы накаливания и люминесцентные лампы без полной замены осветительного оборудования.
Рис. 2.4.3. Светодиодная лампа мощностью 10 Вт для патрона Е 27.

По яркости эквивалентна лампе накаливания мощностью 75 Вт.

Так какие лампочки лучше - светодиодные, газоразрядные или накаливания? «Лампочки Ильича» давно устарели, они очень энергоёмкие – их световая эффективность у 100 ваттной лампочки, равна 13,6 лм/Вт. Галогенные лампы в этом плане лучше, их световая эффективность равна 28 лм/Вт. Световая отдача люминесцентных ламп составляет в среднем 42 - 62 лм/Вт. До недавнего времени это был самый большой показатель эффективности светильника, Но световая отдача светодиодных ламп, равная 300 лм/Вт, показывает нам, какой светильник самый эффективный. В общем, светодиод – явный лидер на рынке ламп в ближайшем будущем.

3. ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ СИСТЕМ ОСВЕЩЕНИЯ

В учебных зданиях возникает необходимость постоянного контроля за выключением освещения в местах общего пользования во время учебных занятий. В то же время нельзя оставлять коридоры и лестницы в полной темноте. Решение этой проблемы – включение света при помощи различных датчиков: освещенности, движения, присутствия, таймеров реального времени.

Приведем общую характеристику устройств автоматики, применяемых для управления освещением.

1. В системах освещения мест общего пользования (туалеты, лестничные клетки и др.) применяется разбиение групп светильников на группы, установленные непосредственно возле окон, и группы, установленные вдали от окон (естественный свет почти не проникает). Такое решение позволяет  включать светильники возле оконных проемов лишь в темное время суток по сигналу от центрального датчика освещенности, установленного в удобном месте (например, на крыше).

2. Другим примером может служить применение датчика движения для лестничных пролетов. Датчики движения используют в своей работе принцип постоянного контроля за инфракрасным излучением (ИК) в зоне слежения.
Рис. 4.1. Изображение теплового поля человека

Зона слежения разбивается на отдельные участки. При появлении объекта достаточной массы и с температурой, превышающей окружающую на пять градусов по Цельсию, изменяется общая картина теплового поля в контролируемой зоне. С помощью специальной линзы (линза Френеля), подаётся сигнал на фотоэлемент, который и приводит в действие механизм замыкания электрической цепи.

В этом случае включение света происходит лишь при наличии движения на контролируемой территории, а выключение – по истечении определенного времени. Причем  современные датчики движения могут отличать человека от мелких домашних животных  и не реагировать на их движение.

Как показывают исследования, использование датчиков значительно сокращает расходы электроэнергии на 40-50%, а в отдельных случаях на 80%,что значительно уменьшит расходы на электроэнергию.

3. В проходных помещениях, совершенно не имеющих доступ света от наружных источников, для комфортности входящих целесообразно обеспечивать слабое «дежурное» освещение. И только при появлении человека датчики движения добавят освещенность. Это обеспечивается устройствами – диммерами.
Рис.3.2. Включение светодиодного светильника при срабатывании комбинированного датчика освещенности-движения с функцией таймера. (Фотография сделана на факультативном занятии)4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЗАМЕНЫ СУЩЕСТВУЮЩИХ ПРИБОРОВ ОСВЕЩЕНИЯ

Об эффективности светодиодных ламп и различных реле можно судить из первых глав нашего доклада. Как все эти устройства влияют на расход электроэнергии? Ниже приведен примерный расчет для второго учебного корпуса НТГМК, расположенного по адресу: г. Нижний Тагил, ул. Пархоменко, 15. Это пятиэтажное здание, имеется 3 лестничных марша. В холлы в светлое время суток проникает свет с улицы, часть коридоров освещается только искусственными источниками. Вне аудиторий установлено 52 лампы.

На момент начала нашей работы над темой часть светильников еще содержала лампы накаливания, поэтому начальный расчет был сделан для этой категории.

1. 
   Расчет суммарной потребляемой мощности существующими светильниками с лампами накаливания.
   

где: - мощность, потребляемая одним светильником, Вт (75 Вт);

- общее количество ламп в местах общего пользования (без учета аудиторий) , шт. (52 шт)

2. 
   Расчет суммарной потребляемой мощности светодиодными светильниками.
   

где: - мощность, потребляемая одним светильником, Вт (7 Вт)

- общее количество установленных в доме светильников, шт.

3. 
   Расчет мощности, высвобожденной за счет применения светодиодных светильников.
   

4. 
   Расчет стоимости сэкономленной электроэнергии за расчетный период времени (месяц, год).
   

где: - количество часов работы светильников в сутки, час (12 час)

- расчетный период, дней;

- стоимость 1 кВт*ч электроэнергии, руб. (3,63 руб)

Стоимость сэкономленной электроэнергии по зданию за месяц составит:



Стоимость сэкономленной электроэнергии по дому за год составит:



Можно сделать вывод, что расход средств на электроэнергию значительно уменьшится при замене люминесцентных ламп светодиодными. Если оснастить помещения датчиками движения и освещенности, то расход электричества, по мнению специалистов, снизится еще в два – три раза. В течение нескольких лет дорогостоящее оборудование окупится.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Острая необходимость экономии электроэнергии вызвана многими причинами. Человек расточительно использует природные ресурсы, не задумываясь о поколениях потомков. Внедрение энергоемких технологий требует увеличения мощностей. Существующие электрические сети не выдерживают увеличения потребляемой мощности. Да и стоимость энергоносителей с каждым годом возрастает.

При выборе средств экономии электрической энергии нельзя руководствоваться только экономическими факторами. Нужно учитывать характеристики излучения ламп, влияние их работы на здоровье человека, экологические проблемы производства и утилизации.

Работа над рефератом включала изучение устройства и принципа работы наиболее распространенных групп ламп. Мы пришли к выводу, что внедрение компактных люминесцентных ламп (чаще называемых энергосберегающими) нецелесообразно из-за вредного воздействия на человека и проблем с обслуживанием и утилизацией. Приведенные в реферате аргументы позволяют сделать вывод об оптимальности выбора светодиодных ламп. Зачем сейчас тратить средства для установки оборудования, которое уже устарело до своего внедрения? Разумнее выделить средства на замену ламп накаливания светодиодными лампами, ведь они лишены многих недостатков прочих источников освещения.

Но внедрение светодиодных ламп не является единственным решением проблем энергосбережения. Большие возможности для эффективного энергосбережения может дать минимизация расхода энергии с помощью современных устройств управления.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. 
   Блудов М.И. Беседы по физике. Ч II. Изд.2-е, перераб. – М.: Просвещение, 1973. – 192 с.
   
2. 
   Дмитриева В.Ф., Прокофьев В.Л. Основы физики: Учеб. пособие. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Высш. шк., 2001. – 527 с.
   
3. 
   Жеребцов Н.П. Основы электроники. – 5-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат:, 199о. – 352 с.
   
4. 
   Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: учеб. для вузов. – 4-е изд.. перераб. и доп. М М.: Высш. Шк., 1987. – 479 с.
   
5. 
   Светодиодное освещение. / пер. с англ. – Philips, 2010, 65 с.
   
6. 
   Фабрикант В. Физика люминесцентных ламп // Квант. 1980. № 3. С. 9–17.
   
7. 
   24-вольтная революция для ЖКХ. Высокоэффективная разработка НТЗЭМИ в области светодиодных ламп. // Техсовет. 2010. № 6. С. 22-24.