К ВОПРОСУ О ШИРОКОМ ПРИМЕНЕНИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

К ВОПРОСУ О ШИРОКОМ ПРИМЕНЕНИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

Московский энергетический институт (технический университет)

Елисеев Н.П. доц. (каф. светотехники),

Пономаренко И.С., к.т.н., доц., зав. НИЛ, Сумин А.Г., ст.н.с.

( каф. электроэнергетических систем).

К ВОПРОСУ О ШИРОКОМ ПРИМЕНЕНИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

Несмотря на то, что доля электрической энергии, потребляемой осветительными установками жилых зданий относительно невелика, потенциал для снижения энергопотребления здесь особенно велик. Это обусловлено тем, что в России в освещении жилищ, в основном, используются традиционные, имеющие низкую световую отдачу лампы накаливания (ЛН). Их доля близка к 100 % [1]. Поэтому правильно и своевременно поставлен вопрос о переходе от использования традиционных ЛН к более эффективным источникам света, прежде всего к компактным люминесцентным лампам (КЛЛ) с интегрированным пускорегулирующим аппаратом с цоколем Е27, допускающими прямую замену ЛН.

Эффективность перехода на широкое применение КЛЛ на первый взгляд является совершенно очевидной. На самом деле, они имеют примерно в 5-6 раз большую световую отдачу и в 5-10 раз больший срок службы, чем ЛН. Но при ближайшем рассмотрении все оказывается не так просто. Эти лампы имеют целый ряд весьма серьезных недостатков.

Во-первых, они являются мощным источником возникновения несинусоидальности в сети [2,3]. В силу нелинейности их характеристик и особенностей функционирования, они генерируют (выдают) в сеть 3-ю и целый ряд других нечетных гармоник тока, а соответственно, и напряжения (рис. 1 – 4). Даже с формальной точки зрения их выпускать и использовать в РФ нельзя, т.к. они в несколько раз превышают допустимые значения эмиссии гармонических составляющих тока, определенных в ГОСТ Р 51317.3.2-2006 [4]. Зачем вообще выпускать ГОСТы, если их никто не собирается соблюдать ?

Это приводит к ряду весьма серьезных негативных последствий, особенно в случае, если доля таких ламп в общем электропотреблении сети становится существенной.

  1. Гармонические составляющие тока 3-й и других нечетных гармоник взаимно не компенсируются, что имеет место для основной гармоники, и вызывают значительную токовую перегрузку нулевой жилы питающих кабелей. Это приводит к их повреждению и выгоранию. Дополнительно возникают проблемы с силовыми трансформаторами на подстанциях.
  2. Возникает значительная перегрузка нулевого провода во внутридомовых сетях. Результатом этого является «отгорание нуля», т.е. повреждение контактного соединения в нулевом проводе. Это приводит к повышению напряжения у электроприемников с 220 В до 380 В, и как результат, повреждение электробытовых и электронных приборов, возникновение возгораний и пожаров и т.д.
  3. Заметные электромагнитные помехи, создающие проблемы для нормальной работы электробытовых и электронных приборов.
  4. Вредное влияние на человеческий организм возникших дополнительных электромагнитных излучений.

Во-вторых, у основных типов КЛЛ с дешёвыми, бюджетными ЭПРА, присутствуют пульсации светового потока с частотой 100 Гц. Это вызывает усталость глаз, общую утомляемость организма.

В-третьих, параметры и характеристики большинства КЛЛ зависят от частоты включений. Частные включения негативно сказываются на сроке службы лампы и спаде светового потока во времени.

В-четвертых, большая часть светильников для жилого интерьера была сконструирована для работы с ЛН, обладающими, как правило, распределением светового потока в пространстве, существенно отличающемся от светораспределения КЛЛ. Поэтому прямая замена ЛН на КЛЛ может привести часто к непредвиденным потерям светового потока, заметному изменению распределения яркости в помещении и зрительному дискомфорту [5,6]. Кроме того, комфортность освещения во многом зависит от спектра излучения источников, а ЛН и КЛЛ имеют совершенно разные спектры излучения. Поэтому отличие в цветовых характеристиках и распределении света КЛЛ делают перспективу замены ими ламп накаливания неоднозначной.

Следует отметить, ещё одну особенность большинства КЛЛ — световой поток может зависеть от рабочего положения лампы и температуры окружающей лампу среды.

Наличие ртути в КЛЛ требует их обязательной утилизации, что при крайне низком уровне нашей бытовой культуры просто невыполнимо. И пока не придет осознание всей серьезности проблемы, опасность будет оставаться.

Конечно, многие из указанных проблем технически могут быть решены изменением конструктивных параметров как самой лампы, так и ЭПРА к ней. Так использование более сложных схемотехнических решений ЭПРА, в частности, активного корректора коэффициента мощности, позволяет заметно снизить содержание высших гармоник [3,5,6], исключить пульсации светового потока, а также практически исключить влияние частоты включений на световой поток и срок службы лампы. Но при этом стоимость такой лампы увеличится примерно вдвое, ее конструкция усложнится, а надежность уменьшится. При современных технологических возможностях средняя стоимость такой модернизированной лампы для конечного потребителя будет составлять величину 500 – 1000 рублей. Хотя, как показано в [7], применение таких ламп является экономически эффективным при их единичной стоимости не более 250 рублей.

В силу указанных технических недостатков от широкого использования КЛЛ без корректора мощности на Западе по существу отказались и массово перешли на модернезированные КЛЛ с корректором. Конечно, в некоторых случаях применяются и КЛЛ без корректора, но только тогда, когда это технологически допустимо (например, в нежилых помещениях), и если их доля в общей нагрузке невелика и они не могут оказать существенного влияния на питающую сеть.

В выпускаемых и продаваемых у нас КЛЛ такой корректор не предусмотрен. В настоящее время прорабатываются планы по закупке заводов по массовому производству таких ламп. Но, судя по всему и на них будут выпускаться наиболее дешевые КЛЛ, без корректора мощности. В результате, через некоторое время после начала их массового внедрения, мы будем иметь весь спектр указанных выше проблем – массовый выход из строя силовых кабелей и другого силового оборудования, массовые отказы электронного оборудования из-за наведенных помех, ухудшения здоровья населения и т.д. Т.е., будут затрачены огромные средства, много времени, и в результате мы окажемся обладателями устаревшей технологии, которая принесет нам массу проблем, от которой весь цивилизованный мир уже отказался. Такой выбор говорит либо о серьезной технической некомпетентности лиц, реализующих очень важную и нужную программу, либо о чем-то другом.

Вместе с тем, имеются все возможности оптимального решения данной задачи энергосбережения. Например, широкое использование ламп накаливания с теплоотражающим покрытием, с полупроводниковым телом накала, а также светодиодных ламп. Принятие окончательного решения о массовом внедрении КЛЛ, не рассмотрев возможности использования альтернативных вариантов для каждой возможной области их применения, представляется поспешным, технически и экономически необоснованным.

Литература

1. Атаев А.Е., Елисеев Н.П., Кистенёва А.В., Прикупец Л.Б., Снетков В.Ю. Первый опыт энергоаудита в освещении жилых помещений в Москве. Светотехника, 2000, № 6. С. 34-36.

2. Петухов В. Энергосберегающие лампы как источник гармоник тока. «Новости ЭлектроТехники», № 5, 2009 г. С. 64 – 66.

3. Гуревич В. Применение энергосберегающих ламп. «Новости ЭлектроТехники», № 6, 2009 г. С. 46 – 48.

4. ГОСТ Р 51317.3.2-2006. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16 А (в одной фазе). Нормы и методы испытаний.

5. Елисеев Н.П., Поливин С.Н., Решенов С.П., Шевцов А.И. Серия энергоэкономичных КЛЛ с колбой спиральной формы. Светотехника, 1997, № 6. С. 29-30.

6. Миллс Э., Симинович М., Пейдж Э. Новое поколение светильников для освещения жилья. Светотехника, 1996, № ½. С. 29 – 33.

7. Фишман В. Энергосберегающие лампы. «Новости ЭлектроТехники», № 6, 2009 г. С. 48 – 49.

К ВОПРОСУ О ШИРОКОМ ПРИМЕНЕНИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

Рис. 1. График напряжения питания, В

К ВОПРОСУ О ШИРОКОМ ПРИМЕНЕНИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

Рис. 2. График тока лампы, А

К ВОПРОСУ О ШИРОКОМ ПРИМЕНЕНИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

Рис. 3. Гармонический спектр напряжения питания, %

К ВОПРОСУ О ШИРОКОМ ПРИМЕНЕНИИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП

Рис. 4. Гармонический спектр тока лампы, %

Pin It

Добавить комментарий