Энергосбережение в системах освещения

Во всем мире на наружное, бытовое и производственное освещение затрачивается значительная часть производимой электроэнергии. Для России актуальность решения задачи снижение затрат на искусственное освещение определяется большим расходом электроэнергии в расчете на миллион жителей (более чем в 1,5 раза, чем в Великобритании и Японии) и наличием дефицита электроэнергии в ряде регионов страны. Экономия электрической энергии при освещении может быть достигнута как за счет уменьшения установленной мощности, так и за счет уменьшения времени использования осветительного оборудования.

Приведем данные по эффективности источников излучения с точки зрения экономии электроэнергии и срока службы. Эффективность использования электроэнергии (Н) прежде всего определяется световой отдачей используемых источников излучения, равной отношению светового потока лампы (лм) к её мощности (Вт). В нижеследующей таблице приведены световая отдача и средний срок службы в часах различных наиболее распространенных в настоящее время типов источников света.

Параметр	ЛН	ГЛН	ЛЛ	КЛЛ	ДРЛ	МГЛ	НЛВД
Н, лм/Вт		18-20		55-65	50-60	80-110	80-140
Срок службы, час.

Здесь: ЛН - лампы накаливания; ГЛН - галогенные лампы накаливания; ЛЛ - люминесцентные лампы; КЛЛ - компактные люминесцентные лампы; ДРЛ - дуговые ртутные лампы; МГЛ - металлогалогенные лампы; НЛВД - натриевые лампы высокого давления.

Из приведенной таблицы видно, что компактные люминесцентные лампы и лампы накаливания, применяемые в быту по светоотдаче отличаются примерно в 5 раз, т.е. на получение одного и того же светового потока для компактных люминесцентных ламп требуется в пять раз меньше электроэнергии. За время срока службы одна компактная люминесцентная лампа мощностью 20 Вт позволяет сэкономить, по сравнению с лампой накаливания, 800 кВт ч электроэнергии, для выработки которой потребовалось бы 250 кг каменного угля или 200 литров мазута. Тем не менее у нас в стране компактные люминесцентные лампы применяются ограниченно. Причины две: высокая стоимость и ограниченный выпуск этих ламп.

Достоинства современных источников света в полной мере могут быть реализованы с соответствующими пускорегулирующими аппаратами. В настоящее время для включения источников света используются: как электромагнитные пускорегулирующие аппараты (ЭМПРА, обычные, с пониженными потерями, с минимизированными потерями), так и электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА, неуправляемых и управляемых).

К достоинствам ЭМПРА следует отнести чрезвычайно высокую надежность и относительно низкую стоимость.

К достоинствам комплектов "лампа-ЭПРА" следует отнести:

- практически полное отсутствие пульсаций светового потока ламп, что позволяет использовать данные комплекты для освещения помещений с тяжелой зрительной работой;

- высокие световые отдачи комплекта "КЛЛ - пускорегулирующий аппарат", достигающие световой отдачи самих ламп при их работе на частоте 50 Гц, что позволяет обеспечить экономию электроэнергии в осветительной установке на 25 %;

- больший на 30-40 % срок службы ламп при их работе с ЭПРА, по сравнению с ЭМПРА;

- возможность регулирования световым потоком ламп при работе с ЭПРА.

Однако при реализации указанных возможностей потенциал снижения установленной мощности искусственного освещения в общественных зданиях весьма ограничен. Например, лучшие из применяемых в настоящее время для внутреннего освещения общественных зданий источники света по характеристикам световой отдачи практически достигли “потолка” в 96–104 лм/Вт, а для современных типов светильников реальные значения КПД составляют 70–80% и резерв его повышения практически исчерпан. Все шире применяются отделочные материалы с высокими (до 0,8) коэффициентами отражения.

Тем не менее, возможно значительное уменьшение потребления электроэнергии в осветительных установках. Анализ показывает, что, например, в структуре энергопотребления общественных зданий доля расхода энергии на цели освещения достигает 70%, четкая же персональная ответственность и материальная заинтересованность в экономии электроэнергии трудно реализуемы. В этом случае оптимизировать энергопотребление можно за счет применения автоматизированных систем управления. Системы управления освещением поддерживают требуемые (нормируемые) уровни освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки в соответствии с заданной программой, исключая перерасход электроэнергии.

При использовании системы управления освещением экономия электроэнергии достигается за счет нескольких факторов.

Во-первых, в начальный период эксплуатации люминесцентных ламп, а также при избыточном (по строительно-конструктивным, архитектурным или другим соображениям) количестве светильников создаваемая в помещении освещенность завышена и может автоматически уменьшаться до требуемого значения, что по оценке снижает энергопотребление на 15–25%.

Во-вторых, наиболее значительную экономию электроэнергии позволяет обеспечить рациональное использование естественного освещения (переход от искусственного освещения к совмещенному), так как в течение достаточно большого времени суток освещение может быть вообще отключено либо включено на минимальную мощность (1–10% от номинальной). Экономия может достигать 25–40%.

В-третьих, часовая наработка осветительной установки при отсутствии автоматического управления также превышает рациональные значения, так как при стихийном управлении искусственное освещение остается включенным при достаточном естественном освещении и отсутствии в освещаемых помещениях людей, а также в нерабочее время из-за забывчивости персонала.

1. Интернет - курс "Энергосбережение" под руководством профессора Данилова О.Л.

2. "Закон РФ об энергосбережении" от 3 апреля 1996 г. № 28-Ф3.

3. А.Д. Симонов, Н.А. Языков, П.И. Ведякин, Г.А. Лавров, В.Н. Пармон Мобильные каталитические теплофикационные установки для локального теплоснабжения. Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения: Материалы IV всероссийской конференции и семинара РФФИ./ НГТУ. - Нижний Новгород, 2001. - 248с., с. 205-214.

4. В.Н.Пармон, З.Р.Исмагилов, М.А.Керженцев Энергосберегающие и экологически чистые технологии сжигания топлив. Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения: Материалы IV всероссийской конференции и семинара РФФИ./ НГТУ. - Нижний Новгород, 2001. - 248с., с.192 - 198.

5. Панцхава Е.С., Кошкин Н.Л., Пожарнов В.А. Биомасса — реальный источник коммерческих топлив и энергии,Ч. 1, Мировой опыт. Теплоэнергетика, 2001, № 2, с. 21-25.

6. Мацнев В.В., Муравьев А.Г. Использование биотоплива как одно из направлений энергосбережения. Энергосбережение в Новгородской области. Проблемы и перспективы: Тезисы докл. Второго регионального научно-практического семинара.-Великий Новгород: НовГУ, НУНЦЭ, 2002, 19-20 с.

7. Шилов С.А., Муравьев А.Г., Федорова Д.М., Парамонова Е.Л., Филиппов М.В., Голяцкий М.Н. Перспективы использования торфа. Энергосбережение в Новгородской области. Проблемы и перспективы: Тезисы докл. Второго регионального научно-практического семинара.-Великий Новгород: НовГУ,НУНЦЭ, 2002,40-41 с.

8.Мацнев В.В., Муравьев А.Г., Федоров С.М. Перевод котла ТП-87 Новгородской ТЭЦ на сжигание торфа в кипящем слое. Вестник ГОУ УГТУ-УПИ. 80 лет Уральской теплоэнергетике. Образование. Наука: Сб. тр. Международной научно-технической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. № 8(28). С. 43-45.

9. Боровков В.М., Зысин Л. В. Основные направления реконструкции отопительных и промышленных котельных по переводу их в режим работы мини – ТЭЦ на базе современных парогазовых технологий. Энергосбережение в Новгородской области. Проблемы и перспективы: Тезисы докл. Второго регионального научно-практического семинара.-Великий Новгород: НовГУ,НУНЦЭ, 2002, 17-19с.

10. Зельвенский Я.Д. Пути энергосбережения при разделении смесей ректификацией. Хим. пром.?

11. Муравьев А.Г., Кузнецов В.Н. Уменьшение расхода энергоресурсов в процессе ректификации метанола. Региональные проблемы энергосбережения и пути их решения: Материалы IV всероссийской конференции и семинара РФФИ./ НГТУ.-Нижний Новгород, 2001. - 248с., с.77-78.

12. Муравьев А.Г. Опыт работы Новгородского учебно – научного центра энергосбережения по повышению эффективности систем теплоснабжения объектов социальной сферы и ЖКХ, “Инженерные системы” АВОК – Северо - Запад, 2005, № 2(17), с. 15-18.

13. Атаев А.Е., Елисеев Н.П. Экономия электроэнергии при внутреннем освещении административных объектов, учебных заведений, больниц, детских садов и других общественных зданий.

14. Экономия энергоресурсов в промышленных технологиях. Справочно – методическое пособие. Под ред. С.К. Сергеева. НГТУ, НИЦЭ – Н. Новгород, 2001. - 296 с.

15. Варнавский Б.П., Колесников А.И., Федоров М.Н. Энергоаудит объектов коммунального хозяйства и промышленных предприятий. Учебное пособие.М.: МИКСиС, 1998.

1 Актуальность энергосбережения в России и мире.
1.1 Теплота сгорания топлива. Понятие условного топлива. Энергоёмкость ВВП.
1.2 Состояние с производством и потреблением топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) в мире и в России.
2 Государственная политика в области повышения эффективности использования энергии. Нормативно-правовая и нормативно- техническая база энергосбережения.
2.1. Закон “ Об энергосбережении”. Федеральная целевая программа "Энергоэффективная экономика" на 2002-2005 годы и на перспективу до 2010 года.
3 Энергосбережение и экология. Энергосбережение и уменьшение выбросов парниковых газов.
4 Энергоаудит.
4.1. Нормативно-правовые основания проведения энергетических обследований.
4.2. Виды энергетических обследований.
5 Увеличение эффективности генерации тепла.
5.1 Использование биомассы в качестве топлива.
5.2 Каталитические технологии сжигания топлив.
5.3 Расширение использования местных видов топлива.
6 Энергосбережение при совместной выработке тепловой и электрической энергии.
7 Пути экономии энергетических ресурсов в тепломассообменных процессах и установках.
8 Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР).
8.1. Виды ВЭР.
8.2. Способы и оборудование для использования низкотемпературных тепловых ВЭР.
8.2.1. Контактный теплообменник с активной насадкой (КТАН)
8.2.2. Вращающиеся регенеративные воздуховоздушные утилизаторы тепла (тепловые колеса).
8.2.3. Тепловой насос.
8.2.4. Тепловая труба
9 Энергосбережение в жилищно - коммунальном хозяйстве.
9.1. Энергосбережение при генерации тепловой энергии в малых и средних по мощности котельных.
9. 2. Уменьшение потерь при транспортировке теплоносителя. Частотно регулируемый электропривод.
9.3. Уменьшение потерь у потребителя.
9.3.1. Уменьшение теплопотерь зданий.
9.3.2. Регулирование теплопотребления в тепловых пунктах.
10 Энергосбережение в системах освещения.
Литература