Энергосбережение в освещении Овчаров Александр Тимофеевич Овчаров Александр Тимофеевич Генеральный директор специализированного светотехнического предприятия Генеральный директор специализированного светотехнического предприятия ЗАО « Электрум », ЗАО « Электрум », профессор ТГАСУ профессор ТГАСУ

Что собой представляет освещение в настоящее время? Что собой представляет освещение в настоящее время? Какова его роль в обществе? Какова его роль в обществе?

Освещение является важнейшей частью физико-биологической среды существования человека. В этой связи главная задача освещения - создание благоприятной, комфортной световой среды обитания и деятельности человека, затрагивающей проблемы профилактики и охраны здоровья населения.

Однако, световой комфорт станет доступным благодаря развитию новейшей энергосберегающей светотехники и внедрения энергосберегающих технологий в освещении. Мотивацией к энергосбережению несомненно являются угрозы мировой экологической катастрофы.

Анализ тенденций в развитии мирового сообщества говорит о том, что потребление света на планете будет расти. Анализ тенденций в развитии мирового сообщества говорит о том, что потребление света на планете будет расти. В настоящее время мировое сообщество не достигло границ насыщения и способно на гораздо большее энергопотребление. В настоящее время мировое сообщество не достигло границ насыщения и способно на гораздо большее энергопотребление. В связи с этим в мире наблюдается безальтернативный постепенный переход на энергосберегающие технологии. В связи с этим в мире наблюдается безальтернативный постепенный переход на энергосберегающие технологии.

ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ЗАКОН РФ 261-ФЗ 23 ноября 2009г. «Об энергосбережении и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»

широкое вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии; широкое вовлечение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии; эффективное использование энергоресурсов, повышение энергетической и экологической эффективности отраслей экономики; эффективное использование энергоресурсов, повышение энергетической и экологической эффективности отраслей экономики; переход к единым нормативам допустимого воздействия на окружающую среду; переход к единым нормативам допустимого воздействия на окружающую среду; включение в федеральные государственные образовательные стандарты основ экологических знаний. включение в федеральные государственные образовательные стандарты основ экологических знаний.

Страны ЕСРОССИЯ в 2009г.ЛОН 100Вт- с г.ЛОН 75Вт- с 2011г.ЛОН 60ВтЛОН 100Вт с г.ЛОН 40 и 25Вт- с 2013г.ЛОН 75Вт с 2014г.ЛОН 25Вт и более с 2015г.ДРЛ-

В структуре энергопотребления обществом электрическое освещение одно из наиболее энергоемких. В мире на освещение расходуется от 12 до 25% от вырабатываемой ЭЭ. В России потребление ЭЭ на освещение составляет 14% или порядка 100 млрд. кВтч. Это обходится населению России в 60 млн.т. вредных выбросов в год.

Производство ЭЭ в России ( уровень 2009 г.),% ! АЭСГЭСТЭС %17,919,662,5 млрд. кВт ч ,6548,2 млн. тонн выбросов (0,6 кг выбросов на 1 кВт ч) Производство ЭЭ в России (уровень 2009г.),%Производство ЭЭ в России (уровень 2009г.),%Производство ЭЭ в России (уровень 2009г.),%Производство ЭЭ в России (уровень 2009г.),%

1- сброс загрязненных стоков в водоемы; 2- твердые отходы; 3- выброс вредных веществ в атмосферу; 4- выброс парниковых газов; 5- выделение оксида азота.

Количество ЭЭ Q, потребляемое ОУ : Q ОУ = 0,001 W t А, где : Q ОУ - потребляемая ЭЭ, кВт ч / год ; W - УУМ ОУ, Вт / м 2 ; t - время работы, ч / год ; А - площадь помещения, м 2. Параметр t - показатель рациональной эксплуатации ОУ ( система управления и регулирования ( САУ ) и эффективное использование естественного освещения ). Параметр W - показатель экономичности ОУ.

В конечном счете эффективность ОУ определяется стоимостью световой энергии, производимой за срок службы ОУ, и в значительной степени затратами на оплату ЭЭ.

Структура стоимостных показателей ОУ Структура стоимостных показателей ОУ

Энергетические затраты на освещения для помещений различного назначения. Офисное помещение – 40%; Офисное помещение – 40%; Учебные заведения - 49%; Учебные заведения - 49%; Магазин розничной торговли – 55%; Магазин розничной торговли – 55%; Типичный склад – 90%. Типичный склад – 90%.

Два обстоятельства привлекают внимание к проблеме энергосбережения в освещении: 1 - освещение - одна из наиболее емких областей потребления энергии обществом. 2 - высокие отзывчивость на энергосберегающие мероприятия и экономическая эффективность благодаря малому сроку окупаемости

Энергосберегающие мероприятия в освещении по технологическому принципу можно разделить на две основные группы:

Первая: - традиционный подход, основанный на совершенствовании сетей искусственного освещения и внедрении современной осветительной техники высокой энергетической эффективности. Потенциал энергосбережения в РФ 40%.

экономичные ЛЛ Т5 (световая отдача 104 лм/Вт, d=16мм) вместо ЛН и устаревших ЛЛ – 20 – 80% (ближайшие 3-5 лет для общественных и административных зданий) экономичные ЛЛ Т5 (световая отдача 104 лм/Вт, d=16мм) вместо ЛН и устаревших ЛЛ – 20 – 80% (ближайшие 3-5 лет для общественных и административных зданий) КЛЛ при прямой замене ЛН - 60 – 80% (задачи ЖКХ на ближайшие 3-5 лет) КЛЛ при прямой замене ЛН - 60 – 80% (задачи ЖКХ на ближайшие 3-5 лет) светодиодные светильники вместо люминесцентных – % (задачи ближайшей перспективы, 2012 – 2013гг.) светодиодные светильники вместо люминесцентных – % (задачи ближайшей перспективы, 2012 – 2013гг.) системы автоматического управления (САУ) совмещенным освещением - 40 – 70% (планы сегодняшнего дня) системы автоматического управления (САУ) совмещенным освещением - 40 – 70% (планы сегодняшнего дня).

Характеристики основных типов источников света Тип источни ка света Средний срок службы,, ч. R a v, лм / Вт Световая энергия за срок службы ( на 1 условный Вт ) клм х чотн. ед. ЛН ЛЛ ( до 40000) КЛЛ ДРЛ – МГЛ ДНаТ

Доля потребления ЭЭ на освещение в ЖКХ по России 24% от общих затрат ЭЭ на освещение ( около 27,4 млрд. кВтч ) и уступает лишь потреблению ЭЭ в промышленности. В 2010 г. в ЖКХ РФ в эксплуатации более 650 млн. шт. ЛН средней мощности 100 Вт. В 2008 г.- около 900 млн. шт. Замена ЛН 100 Вт на КЛЛ мощностью 20 Вт создает экономию по РФ : 1) по установленной мощности : 52 млн. кВт. 2) по потребляемой ЭЭ в год при эксплуатации ламп 1000 ч. в год - 15,6 млрд. кВтч. 3) Уменьшение выбросов ВВ в количестве 10 млн. тонн в год от сжигания топлива на ТЭС.

абг д Варианты конструкций КЛЛ: а – спиральная; б – двухканальная; в – свечеобразная; г – трехканальная; д – во внешней колбе в форме лампы накаливания. в

Интегрированная конструкция КЛЛ - разрядная трубка и основные элементы ЭПРА

Прогнозируемая динамика роста световой отдачи светодиодов: 2010г. – достигнута 100лм/Вт, 2011г. - планируется – 180лм/Вт, 2012г. – заявляется - 220лм/Вт. Световая отдача традиционных источников света: ЛН - 15лм/Вт; КЛЛ лм/Вт; ЛЛ (Т5) - 104лм/Вт.

Снижение потерь в пускорегулирующих аппаратах (ПРА): применение высокочастотных ЭПРА – применение высокочастотных ЭПРА – ~15% (задачи сегодняшнего дня)

Наружное освещение: Наружное освещение: переход от ламп ДРЛ на НЛВД (натриевые высокого давления) или МГЛ (металлогалогенные высокого давления) – переход от ламп ДРЛ на НЛВД (натриевые высокого давления) или МГЛ (металлогалогенные высокого давления) –50% (задачи сегодняшнего дня) переход от ламп НЛВД или МГЛ на светодиодное освещение – переход от ламп НЛВД или МГЛ на светодиодное освещение – 15%, в перспективе 40%

а б в г а б в г Рис. 12. Внешний вид ламп типа МГЛ, НЛВД и ДРЛ : а – МГЛ трубчатой формы с цоколем Е 40; ; б – МГЛ эллипсоидной формы с цоколем Е 40; в – натриевая лампа ВД трубчатой формы с цоколем Е 40 ( ламп типа ДНаТ ); г – дуговая ртутная люминесцентная лампа ВД типа ДРЛ с цоколем Е 40

Таким образом, традиционные энергосберегающие мероприятия в среднем могут обеспечить экономию ЭЭ в осветительных сетях РФ на уровне 40% 40%

Вторая: - нетрадиционные технологии, основанные на эффективном использовании нетрадиционных источников света, например, естественного света и солнечной энергии. Потенциал энергосбережения достигает 50% (для варианта осветительной установки высокой энергетической эффективности!)

Интеграция первой и второй групп в единую осветительную систему совмещенного освещения, управляемого системой автоматического управления (САУ) позволяет достичь потенциала энергосбережения 65%

Что собой представляют инновационные технологии, основанные на эффективном использовании естественного света и солнечной энергии? Каковы перспективы и потенциал Солнца как источника освещения?

В течение года Земля получает от Солнца около 600 квадриллионов кВтч (15 степень) лучистой энергии, что в раз больше того, что вырабатывают все используемые в настоящее время источники энергии. Плотность потока солнечной энергии у земной поверхности около 1кВт/кв.м, что открываются неограниченные возможности использования естественного света для освещения внутренних помещений зданий в светлое время суток.

Где эти системы эффективны? В первую очередь помещения с недостаточным естественным освещением: торговые залы большинства супермаркетов, в которых искусственное освещение используется в течение всего рабочего времени. торговые залы большинства супермаркетов, в которых искусственное освещение используется в течение всего рабочего времени. Офисы и другие производственные помещения, расположенные в глубине сооружений. Офисы и другие производственные помещения, расположенные в глубине сооружений.

Логика энергосбережения предполагает замену искусственного света на естественный свет. Летом при ясной погоде освещенность на улице достигает люкс. В торговом зале типового супермаркета освещенность 400лк создается ОУ мощностью от 80 до 240кВт, по Томску – около 4 МВт установленной мощности.

Эффект экономии зависит от ресурса солнечной энергии и естественного света. На широте г. Томска потенциал энергосбережения при использовании систем Solatube - 50%.

Принцип действия Естественный свет попадает на купол и с помощью системы линз передается вниз по световоду Естественный свет попадает на купол и с помощью системы линз передается вниз по световоду Далее, многократно отражаясь, по световоду поступает в помещение и равномерно рассеивается диффузором (рассеивателем), заполняя пространство помещения благоприятным естественным светом Далее, многократно отражаясь, по световоду поступает в помещение и равномерно рассеивается диффузором (рассеивателем), заполняя пространство помещения благоприятным естественным светом Световод изнутри имеет многослойное отражающее покрытие с коэффициентом отражения 99,7 % Световод изнутри имеет многослойное отражающее покрытие с коэффициентом отражения 99,7 %

Системы Solatube решают проблемы: Низкого уровня естественной освещенности помещений - КЕО; Низкого уровня естественной освещенности помещений - КЕО; Повышенной утомляемости, снижения работоспособности, ошибок в работе, частых случаев заболеваемости персонала; Повышенной утомляемости, снижения работоспособности, ошибок в работе, частых случаев заболеваемости персонала; Больших затрат ЭЭ на освещение и средств на ее оплату; Больших затрат ЭЭ на освещение и средств на ее оплату; Повышенного внутреннего тепловыделения в помещениях с высокой освещенностью. Повышенного внутреннего тепловыделения в помещениях с высокой освещенностью.

ОУ на ЛН, базовая мощность 100%, освещенность Е=200лк, световая отдача 15лм/Вт. ОУ на ЛН, базовая мощность 100%, освещенность Е=200лк, световая отдача 15лм/Вт. Реконструкция: повышение энергетической эффективности освещения и соответствие нормативным требованиям: Реконструкция: повышение энергетической эффективности освещения и соответствие нормативным требованиям: - освещенность Е = 400лк; - освещенность Е = 400лк;

Эффект энергосбережения ЛН ЛЛ Т5 с ЭПРА Solatube ® САУ осве- щения КЛЛ

До установки гелиосистемы (коттедж)

После установки гелиосисте мы

Гелиосистемы в рабочем кабинете

Гелиосистемы в офисе

Дневной свет в торговом зале – это активный менеджер торговли

Потолок помещения с гелиосисте мами

Вид на крышу здания с системами Solatube

Светоприемный купол и Флэшинг могут быть установлены на крыше любой конструкции

Системы естественного света на первых «Зеленых Олимпийских Играх» для освещения спортивного зала Пекинского университета

Системы Solatube®, благодаря применению современных высоких технологий при их изготовлении, имеют 10-ти летний срок гарантии! Срок службы – лет. При установке на любых сооружениях они становятся элементами капитального строительства и замене не подлежат на полный срок эксплуатации зданий.

Системы солнечного освещения относятся к разряду «зеленых» (экологически чистых) технологий, а здания, оснащенные ими, соответствуют требованиям СНиП по естественной освещенности и переходят в разряд «зеленых», снижающих негативное воздействие на окружающую среду.