ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Область знаний: «Физика, Экономика»

Тематика Энергопрорыв 2016: «Новая выгода и услуги для потребителей»

Социальная активность: 53

Команда + Вступить в команду

Описание

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ОСВЕЩЕНИЯ

Дорожающие и сокращающиеся энергоресурсы вынуждают искать пути к энергосбережению во всех сферах энергопотребления. Разработка эффективной системы энергосбережения является актуальной проблемой для всего мирового сообщества. Во многих государствах это направление стало стратегически важным. Ведущие компании создают технологии энергосбережения, которые помогают более эффективно и рационально расходовать.

На сегодня расходы на освещение составляют в среднем 30% всех затрат на электроэнергию. Во многих случаях свет должен гореть постоянно как дежурное освещение или включаться довольно часто, следствием чего является увеличение расходов на электричество, а также быстрый износ ламп и затраты на их замену. Решение данных проблем требует комплексного подхода.

Альтернативы лампам накаливания

Наиболее популярным на данный момент способом сокращения энергетических затрат на освещение является замена ламп накаливания энергосберегающими аналогами.

Люминесцентные лампы: на 80% экономичнее
Зачастую выбор падает на люминесцентные газоразрядные лампы. Люминесцентная лампа состоит из пускорегулирующего аппарата, цоколя и освещающего элемента. Сама лампа наполнена парами ртути и инертным газом (аргоном), а ее внутренние стенки имеют люминофорное покрытие.

Световая отдача люминесцентной лампы в среднем в пять раз больше, чем у лампы накаливания. Для примера: световой поток люминесцентной лампы мощностью 20 Вт приблизительно равняется световому потоку лампы накаливания мощностью 100 Вт. Соответственно люминесцентная лампа позволяет снизить потребление электроэнергии приблизительно на 80% без потери уровня светоотдачи. Строение и принцип работы люминесцентной лампы влияет на срок ее работы, который в среднем в 6–15 раз больше, чем у лампы накаливания, и составляет от 6 до 12 тыс. ч.

Не стоит забывать, что люминесцентная лампа заполнена парами ртути, поэтому нужно избегать ее разбивания в помещении. Выбрасывать люминесцентные лампы, как обычные лампы накаливания, нельзя. Их нужно утилизировать с помощью компаний, которые на этом специализируются. Утилизация не бесплатная, что дополнительно удорожает процесс эксплуатации люминесцентной лампы.

Светодиодные осветители: 10 лет эксплуатации .

Обладают высокой экономичностью энергопотребления и являются экологически чистыми, не требуя специальных условий по обслуживанию и утилизации. Время их выхода на рабочий режим менее 1 с. Срок службы светодиодов значительно превышает существующие аналоги (срок непрерывной работы осветителя не менее 50 тыс. ч, что эквивалентно 10 годам эксплуатации при 12-часовой работе в день). Причем это не срок выхода светодиода из строя, а период, по окончании которого его световой поток снижается до 70%.

Ограничения энергосберегающих систем

Надо учитывать, что замена на любой из описанных выше источников света требует больших денежных затрат и окупается примерно за 5–8 лет. А неправильно выбранные и установленные энергосберегающие осветители могут, наоборот, привести к росту затрат на освещение.

Так, люминесцентные газоразрядные лампы, которые по светоотдаче сравнимы со светодиодами, во время включения потребляют на порядки больше энергии, чем в рабочем режиме, и их не следует размещать в местах, где включение света происходит на короткие периоды. Энергосберегающие системы освещения экономически рационально планировать на стадии проектирования. На крупных объектах это позволит сократить расходы на кабельную продукцию и тем самым значительно снизить общую стоимость системы.

Пример расчета системы освещения

Во время выбора типа осветителей необходимо учитывать затраты на их обслуживание. Так, затраты на обслуживание одного осветителя с натриевыми лампами высокого давления в год может достигать 3500 руб., тогда как светодиодные осветители в таком обслуживании практически не нуждаются.

Для примера приведем расчет системы дежурного освещения полупериметра объекта длиной 2,5 км. Сравнивались две энергосберегающие системы электроосвещения (СЭО) с прожекторами и светильниками (рис. 1): одна с лампами ДНаТ 250 и другая с эквивалентными светодиодными осветителями.

Схема освещения периметра приведена на рис. 2, где длина каждого полупериметра составляет 2,5 км, расстояние между опорами – 62,5 м (40 опор на полупериметр), на каждой опоре установлен один прожектор и один светильник.

При прочих равных условиях стоимость установки обеих систем будет различаться ценой на светильники и прожекторы, а также ценой на силовые кабели.

Для обеих систем был проведен расчет сечения кабеля на потери напряжения и ток короткого замыкания и по его результатам выбраны оптимальные комбинации длин и сечений кабелей. В табл. 1 и 2 приведены затраты на осветители и силовые кабели в ценах 2016 г.

Таким образом, установка системы освещения со светодиодными осветителями на полупериметр длиной 2,5 км будет стоить на 522 тыс. руб. дороже, чем такая же система с прожекторами и светильниками с лампами ДНаТ 250.

Динамика изменения стоимости эксплуатации

Эксплуатация системы подразумевает затраты на электроэнергию и на ее обслуживание. Энергопотребление одной лампы ДНаТ 250 составляет 250 Вт, а одного светодиодного осветителя, эквивалентного прожектору или светильнику с лампой ДНаТ 250, – 150 Вт. На рис. 3 показана динамика изменения стоимости эксплуатации по годам за период 10 лет. Из нее следует, что, даже при большей начальной стоимости энергосберегающей системы электроосвещения со светодиодными осветителями, затраты на нее сравняются с системой электроосвещения с лампами ДНаТ 250 уже через 3–3,5 года, а через 10 лет экономия составит до 1,97 млн руб.

Дополнительно сэкономить электроэнергию можно за счет применения автоматизированных систем управления освещением. Подобные системы используют датчики освещенности (рис. 4), которые обеспечивают пропорциональное снижение потребляемой светильниками мощности при наличии дневного света в помещениях или в зонах наблюдения телекамер.

Для освещения помещений с периодическим присутствием людей (коридоры, холлы, хранилища, административно-хозяйственные блоки и пр.), не требующих постоянного уровня освещенности, в автоматизированных системах управления освещением применяют датчики движения (рис. 5).

Современные энергоэффективные системы освещения

Это комплекс инженерных и световых решений, включающий в себя предварительный анализ объекта для наиболее рационального размещения светильников, подбор энергосберегающих ламп и светильников, современную оптику, системы контроля дневного света, датчики присутствия, "умную" систему управления светом. Современная система электроосвещения должна иметь возможность не только обеспечивать необходимый уровень освещенности, но и контролировать линии электропитания и управления, а также исправность осветителей для быстрого поиска и устранения неисправности той или иной части системы электроосвещения.

Подобная комплексная система в автоматическом режиме и по команде оператора может выполнять следующие функции:

  • включение и отключение участков освещения и отдельных осветителей;
  • контроль исправности осветителей и напряжения питания осветителей;
  • управление включением и выключением участков освещения – в автоматическом режиме, по управляющему сигналу фотодатчика и/или по команде оператора, а также по сигналу датчиков движения с соответствующего участка;
  • задание времени включения и выключения осветителей в автоматическом режиме;
  • задание пороговых значений уровня освещенности для формирования управляющих сигналов фотодатчика на включение и выключение осветителей;
  • задание значений чувствительности для формирования управляющих сигналов датчиков движения на включение и выключение осветителей;
  • формирование участков освещения из набора осветителей и сопряжение этих участков с зонами визуального контроля.

Разумеется, современные технологии энергосбережения не стоят на месте. Их развитие обусловлено высокой потребностью людей в энергосберегающих мерах в условиях дефицита и истощения энергоресурсов. Очевидно, что вскоре производители предложат еще более эффективные решения для сбережения энергии.

Внедрение энергосберегающих систем позволяет сократить потери энергии и обеспечить эффективное использование энергоресурсов за счет применения инновационных технологий.

В чем нуждается проект

В инвестиции, кадров специалистов в этой области, резко снизить стоимость светодиодов.

Что может предложить проект

Малое энергопотребление, высокую световую отдачу, электробезопасность.

Комментарии

Комментариев пока нет.

Добавление комментария