Сравнительные характеристики энергосберегающих источников света

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

I. История изобретения ламп

II. Конструкция и принцип действия ламп

III. Технические характеристики

IV. Преимущества и недостатки

V. Сравнительные характеристики

Список литературы

Приложение

Введение

Проблема разумного использования энергии является одной из наиболее острых проблем человечества. Современная экономика основана на использовании ископаемых энергетических ресурсов, запасы которых истощаются, не возобновляясь. Современные способы производства энергии наносят непоправимый ущерб природе и человеку. Использование невозобновляемых источников энергии усугубляет уже заметное глобальное изменение климата. Необходимо что-то делать уже сейчас для предотвращения экологической катастрофы. Эффективное использование энергии -- ключ к успешному решению этой проблемы!

Тенденция к энергосбережению, захватившая внимание всего мира, не обошла стороной и Россию. Отчасти этим можно объяснить возрастающую популярность использования энергосберегающих ламп в нашей стране. Много споров на сегодняшний день вызывает вопрос о запрете на оборот ламп накаливания в целях повышения энергоэффективности. Населению России предлагается полностью перейти на применение энергосберегающих источников света.

Очевидно, что экономия электроэнергии является важной характеристикой, которая отличает энергосберегающие лампы от традиционных ламп. Но существует и ряд проблем. Недавно Всемирная организация здравоохранения, со ссылкой на министерства здравоохранения Канады и Великобритании, заявила, что столь популярные энергосберегающие лампы вовсе не безопасны: в них содержится высокотоксичная ртуть, а радиационный фон и электромагнитное излучение равны тем, что возникают при свете ультрафиолета. В Европе, например, отработавшие своё энергосберегающие лампы собирают в специальные контейнеры для токсичных отходов. А у нас производители не считают своим долгом даже проинформировать покупателя о такой необходимости.

В своем проекте мы попытаемся разобраться в неоднозначной ситуации, связанной с переходом на энергосберегающие источники света.

Что лучше: традиционная лампа накаливания или энергосберегающая лампа? Какие проблемы сопровождают массовое использование энергосберегающих источников света?

Нам предстоит узнать, как организовать свою деятельность и использовать доступные технологии для того, чтобы экономно расходовать энергию.

Цель этого проекта заключается в изучении сравнительных характеристик на энергосберегающие источники света.

Задачи:

1. Изучить научную литературу по теме проекта.

2. Определить круг проблем, связанных с переходом на энергосберегающие источники света.

3. Исследовать уровень осведомленности населения о проблемах использования энергосберегающих источников света.

4. Разработать информационный буклет по вопросам приобретения энергосберегающих ламп.

1. История изобретения

1) Лампы накаливания с нитью накала из угольного волокна (цоколь E27, 220 вольт)

В 1809 году англичанин Деларю строит первую лампу накаливания (с платиновой спиралью). В 1838 году бельгиец Жобар изобретает угольную лампу накаливания.

В 1854 году немец Генрих Гёбель разработал первую «современную» лампу: обугленную бамбуковую нить в вакуумированном сосуде. В последующие 5 лет он разработал то, что многие называют первой практичной лампой.

11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент за номером 1619 на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумироваяный сосуд.

12 декабря 1876 года русский инженер Павел Яблочков открыл так называемую "электрическую свечу", в которой две угольные пластинки, разделенные фарфоровой вставкой, служили проводником электричества, накалявшего дугу, и служившую источником света. Лампа Яблочкова нашла широчайшее применение при освещении улиц крупных городов.

Во второй половине 1870-х годов американский изобретатель Томас Эдисон проводит исследовательскую работу, в которой он пробует в качестве нити различные металлы. В 1879 году он патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он возвращается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Одновременно Эдисон изобрёл патрон, цоколь и выключатель. В его лампах использовался тот же принцип, что и у Яблочкова, однако все устройство находилось в вакуумной оболочке, которая предотвращала быстрое окисление дуги, и поэтому лампа Эдиссона могла использоваться достаточно продолжительное время.

В 1890-х годах А. Н. Лодыгин изобретает несколько типов ламп с нитями накала из тугоплавких металлов. Лодыгин первым предложил применять в лампах вольфрамовые нити (в современных электрических лампочках нити накала именно из вольфрама) и закручивать нить накаливания в форме спирали. Также Лодыгин первым стал откачивать из ламп воздух, чем увеличил их срок службы во много раз. Другим изобретением Лодыгина, направленным на увеличение срока службы ламп, было наполнение их инертным газом.

В 1904 году венгры Д-р Шандор Юст и Франь о Ханаман получили патент за № 34541 на использование в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены первые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.

В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. В том же 1906 г. в США он построил и пустил в ход завод по электрохимическому получению вольфрама, хрома, титана. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение.

В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.

Остающаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме «General Electric», придумал наполнять колбы ламп инертным газом, что существенно увеличило время жизни ламп.

2) Энергосберегающие лампы

Прототип современных люминесцентных ламп был изобретен в конце 1890-х годах Питером Купер Хьюитт . Эти лампы были использованы для фотостудий и промышленности. Эдмунд Джермера , Фридрих Майер и Ганс Ключ запатентовали лампы высокого давления пара в 1927 году. Джордж Инман возглавлявший группу ученных General Electric для создания практических флуоресцентных ламп, продал патент в 1938 году . Дисковые и U формы лампы были разработаны с целью сокращения размеров люминесцентных светильников.

Первые люминесцентные лампы и арматура были показаны широкой публике на Нью-Йоркской Всемирной выставке 1939 г. Разработка и производство люминесцентных ламп связано с именем Сергея Ивановича Вавилова, под руководством которого был разработан люминофор, преобразующий ультрафиолетовое излучение в видимое. В 1951 году за разработку люминесцентных ламп С.И. Вавилов, В.Л. Левшин, В.А. Фабрикант, М.А. Константинов-Шлезингер, Ф.А. Бутаев, В.И. Долгополов были награждены Государственной премией. Кстати, Сергей Иванович Вавилов был также одним из первых, кто положил начало светотехнике в СССР. Он первым в МВТУ прочитал лекции по светотехнике, написал ряд книг по истории света и его физиологическом воздействии на человека. Спиральные энергосберегающие лампы были изобретены в 1976 году Эдвард Е.Хаммером, инженером GeneralElectric, в ответ на нефтяной кризис 1973 года . Для того чтобы достичь своих целей , это стоило бы GE около $ 25 млн, чтобы построить новые заводы для производства спиральных ламп и изобретение был отложено на полку. Дизайн в конце концов был скопирован другими. До 1995 года спиральные лампы не получили возможности массового производства, это осуществилось в Китае, и с того момента неуклонно растут объемы производства и продаж. В 1980 году Philips представил свою модель SL, энергосберегающую лампу со встроенным балластом. В лампе были использованы T4 сложенные трубки, стабильный цвет люминофора и ртуть амальгамы . Это был первый успешный случай замены обычной лампы накаливания. В 1985 г. Osram запустил продажи свои модели лампы EL с электронным балластом

II. Конструкция и принцип действия

1)Лампы накаливания

Конструкции ЛН весьма разнообразны и зависят от назначения конкретного вида ламп. Однако общими для всех ЛН являются следующие элементы: ТН, колба, токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели ТН различной конструкции; лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы.

В конструкции ЛОН предусматривается предохранитель -- звено из ферроникелевого сплава, вваренное в разрыв одного из токовводов и расположенное вне колбы ЛН, как правило, в ножке. Назначение предохранителя -- предотвратить разрушение колбы ЛОН при обрыве ТН в процессе работы. Дело в том, что при этом в зоне разрыва возникает электрическая дуга, которая расплавляет остатки ТН, капли расплавленного металла могут разрушить стекло колбы и послужить причиной пожара. Предохранитель рассчитан таким образом, чтобы при зажигании дуги он разрушался под воздействием тока дуги, существенно превышающего номинальный ток ЛН. Ферроникелевое звено находится в полости, где давление равно атмосферному, а потому дуга легко гаснет. Из-за малой эффективности в настоящее время отказались от их применения.

Колба

Колба защищает ТН от воздействия атмосферных газов. Размеры колбы определяются скоростью осаждения материала нити. Для ламп большей мощности требуются колбы большего размера, для того чтобы осаждаемый материал ТН распределялся на большую площадь и не оказывал сильного влияния на прозрачность.

Газовая среда

Колбы первых ламп были вакуумированы. Большинство современных ламп наполняются химически инертными газами (кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными). Потери тепла, возникающие при этом за счёт теплопроводности, уменьшают путём выбора газа с большой молекулярной массой. Смеси азота N2 с аргоном Ar являются наиболее распространёнными в силу малой себестоимости, также применяют чистый осушенный аргон, реже -- криптон Kr или ксенон Xe (молекулярные массы:N2 -- 28,0134 г/моль; Ar: 39,948 г/моль; Kr -- 83,798 г/моль; Xe -- 131,293 г/моль).

Тело накала

Формы ТН весьма разнообразны и зависят от функционального назначения ЛН. Наиболее распространённым является ТН из проволоки круглого поперечного сечения, однако находят применение и ленточные ТН (из металлических ленточек). Поэтому использование выражения «нить накала» нежелательно -- более правильным является термин «тело накала», включенный в состав Международного светотехнического словаря.

ТН первых лампах изготавливалось из угля (температура возгонки 3559 °C). В современных лампах применяются почти исключительно спирали из вольфрама, иногда осмиево-вольфрамового сплава. Для уменьшения размеров ТН ему обычно придаётся форма спирали, иногда спираль подвергают повторной или даже третичной спирализации, получая соответственно биспираль или триспираль. КПД таких ЛН выше за счёт уменьшения теплопотерь ТН из-за конвекции (уменьшается толщина ленгмюровского слоя).

Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений. Сила тока определяется по закону Ома (I=U/R) и мощность по формуле P=U*I , или P=UІ/R. Т. к. металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода в обычных лампах составляет 40--50 микрон.

Так как при включении нить накала находится при комнатной температуре, её сопротивление на порядок меньше рабочего сопротивления. Поэтому при включении протекает очень большой ток (в десять -- четырнадцать раз больше рабочего тока). По мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается. В отличие от современных ламп, ранние лампы накаливания с угольными нитями при включении работали по обратному принципу -- при нагревании их сопротивление уменьшалось, и свечение медленно нарастало.

В мигающих лампах последовательно с нитью накала встраивается биметаллический переключатель. За счёт этого такие лампы самостоятельно работают в мерцающем режиме.

Цоколь

Форма цоколя с резьбой обычной лампы накаливания была предложена Томасом Альвой Эдисоном. Размеры цоколей стандартизированы. У ламп бытового применения наиболее распространены цоколи Эдисона E14 (миньон), E27 и E40. Также встречаются цоколи без резьбы (удержание лампы в патроне происходит за счёт трения или нерезьбовыми сопряжениями -- например, байонетным), а также бесцокольные лампы, часто применяемые в автомобилях.

2)Энергосберегающие лампы

Компактная люминесцентная лампа или энергосберегающая лампа (ЭСЛЛ) состоит из 3 основных компонентов: цоколя, люминесцентной лампы и электронного блока.

· Цоколь предназначен для подключения лампы к сети.

· Электронный блок (ЭПРА: электронный пускорегулирующий аппарат) обеспечивает зажигание (пуск) и дальнейшее горение люминесцентной лампы. ЭПРУ - это электронный преобразователь напряжения. Благодаря ЭПРА энергосберегающая лампа зажигается без мерцания и работает без мигания свойственного обычным люминесцентным лампам.

·

Сама люминесцентная лампа представляет собой колбу с рабочим газом. Люминисцентная лампа наполнена парами ртути и инертным газом (аргоном), а её внутренние стенки покрыты люминофорным покрытием. Внутренние стенки колбы покрыты люминофором, который светится при прохождении тока через газ. В колбу вмонтировано два электрода, представляющие собой нити накала.

ЭСЛЛ различаются:

по мощности: 15--55 ватт (эквивалентно 60--220 ватт);

по оттенку: более теплый оттенок -- более холодный;

по цоколю: обычный цоколь или миниатюрный;

по фигуре колбы: линейная -- спиралевидная;

по размерам: чем мощнее -- тем больше.

Конструкции существующих энергосберегающих ламп делают под существующие стандартные размеры традиционных ламп накаливания. Диаметр цоколя у таких ламп составляет 14 или 27 мм. Благодаря чему вы можете использовать энергосберегающие лампы в любом светильнике, бра или люстре, для которых вы раньше применяли лампу накаливания.

III. Технические характеристики

1)Лампы накаливания

Яркость в зависимости от рабочего напряжения

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 3400 K своего максимального значения 15 %. При практически достижимых температурах в 2700 K (обычная лампа на 60 Вт) КПД составляет 5 %.

С возрастанием температуры КПД лампы накаливания возрастает, но при этом существенно снижается её долговечность. При температуре нити 2700 K время жизни лампы составляет примерно 1000 часов, при 3400 K всего лишь несколько часов. При увеличении напряжения на 20 %, яркость возрастает в два раза. Одновременно с этим время жизни уменьшается на 95 %. Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато увеличивает долговечность. Так понижение напряжения в два раза (напр. при последовательном включении) сильно уменьшает КПД, но зато увеличивает время жизни почти в тысячу раз. Этим эффектом часто пользуются, когда необходимо обеспечить надёжное дежурное освещение без особых требований к яркости, например, на лестничных площадках. Часто для этого при питании переменным током лампу подключают последовательно с диодом, благодаря чему ток в лампу идет только в течение половины периода.

Ограниченность времени жизни лампы накаливания обусловлена в меньшей степени испарением материала нити во время работы, и в большей степени возникающими в нити неоднородностями. Неравномерное испарение материала нити приводит к возникновению истончённых участков с повышенным электрическим сопротивлением, что в свою очередь ведёт к ещё большему нагреву и испарению материала в таких местах. Когда одно из этих сужений истончается настолько, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, ток прерывается, и лампа выходит из строя.

Преимущественная часть износа нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок её службы можно используя разного рода плавные пускатели.

Вольфрамовая нить накаливания имеет в холодном состоянии удельное сопротивление, которое всего в 2 раза выше, чем сопротивление алюминия. При перегорании лампы часто бывает, что сгорают медные проводки, соединяющие контакты цоколя с держателями спирали. 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.

Для сглаживания пиковой мощности могут использоваться терморезисторы с сильно падающим сопротивлением по мере прогрева, реактивный балласт в виде ёмкости или индуктивности. Напряжение на лампе растет по мере прогрева спирали и может использоваться для шунтирования балласта автоматикой. Без отключения балласта лампа может потерять от 5 до 20 % мощности, что тоже может быть выгодно для увеличения ресурса.

Тип	Световая эффективность	%	Световая эффективность (Люмен/Ватт)
Лампа накаливания	40 Вт	1,9 %	12,6
Лампа накаливания	60 Вт	2,1 %	14,5
Лампа накаливания	100 Вт	2,6 %	17,5
Галогенные лампы		2,3 %	16
Галогенные лампы (с кварцевым стеклом)		3,5 %	24
Высокотемпературная лампа накаливания		5,1 %	35
Абсолютно чёрное тело при 4000 K		7,0 %	47,5
Абсолютно чёрное тело при 7000 K		14 %	95
Идеально белый источник света		35,5 %	242,5
Идеальный монохроматический 555 nm (зелёный) источник		100 %	683

2)Энергосберегающие лампы

Мощность и световой поток

Это потребляемая мощность, зачастую указан и эквивалент по мощности обычной лампочки, выдающей равное с энергосберегающей количества света. Например, если на энергосберегающей лампе написано 5W, то светить она будет как обычная 25W лампочка накаливания. Хотелось бы отметить, что для ламп производства страны восходящего солнца или от неизвестных производителей лучше указанную мощность умножать на х4. И только для хороших энергосберегающих ламп от именитых производителей мощность на упаковке следует умножать на х5. Ниже приведены среднестатистические значения мощности и соответствующего светового потока:

5W (25W) - 250 Lm;

8W (40W) - 400 Lm;

12W (60W) - 630 Lm;

15W (75W) - 900 Lm;

20W (100W) - 1200 Lm;

24W (120W) - 1500 Lm;

30W (150W) - 1900 Lm;

Температура света

Это довольно абстрактный параметр для люминесцентных ламп. Для ламп с нитью накала этот параметр берётся из температуры нагретой нити, при этом температура измеряется в кельвинах (К). Шкала температур по кельвину начинается с -273 С = 0 К - называется абсолютным нулём температуры, соответственно 0 С = 273 К. Средняя температура нити накала обычной лампочки равна 2700 К или 2427 С. При этом лампочка светит жёлтым светом. Производители люминесцентных ламп придерживаются таких температурных диапазонов:

2700 К - warmwhite - тёплый белый, соответствует свету от обычной лампочки накаливания;

3300-3500 К - white - белый. Очень редкий тип КЛЛ. К сожалению, таких лампочек я не встречал, и ни разу не видел в продаже;

4000-4200 К - coolwhite - холодный белый, лампа светит с слабым голубым оттенком. Правда, мощность рекомендую выбирать побольше, не ниже 20W. Так как с такой температурой света маломощная лампа светит тускло. Хотя если хотите, чтобы ваша квартира выглядела как декорации для съемок ключевых моментов фильма «Обитель Зла», то это ваш выбор;

6000-6500К - daylight - дневной. Свечение ламп соответствует люминесцентным трубкам большой мощности. На мой взгляд, это самый оптимальный температурный режим, в случае если коэффициент цветопередачи R>90. Коэффициент R мы рассмотрим ниже. Следует также отметить, что в зависимости от физиологии строения глаз, люди по-разному воспринимают температуру света, поэтому дневной свет многих раздражает;

Срок службы

Производители дорогих энергосберегающих ламп гарантируют, что их продукция будет работать до 12000-15000 часов. Лампы из категории «подешевле» работают до 6000-10000 часов. Самый low-end имеет заявленную наработку в часах - 3000-4000 часов, что порой не соответствует действительности. Очень прискорбно, но бракованные компактные люминесцентные лампы - не редкость. Зачастую брак определяется не совершенством производства, и большой процент дешёвых ламп умирает или начинает гореть тускло после 1000 часов работы.

Существует определённые рекомендации по использованию энергосберегающих ламп, которые помогут продлить срок их службы.

В первую очередь следует подчеркнуть тот факт, что энергосберегающие лампы с плавным стартом предпочтительнее, так как такой вид включения дарит несколько тысяч часов работы. Первых пару минут лампа будет разогреваться, гореть не на полную мощность.

Негативно на сроке жизни ламп сказываются частые включения и выключения. Специалисты из General Electric рекомендуют выключать лампочку не менее, чем после 5-10 минут работы.

Нельзя использовать энергосберегающие лампы с устройствами плавного старта или защитными блоками от скачков напряжения, которые используют с обычными лампами накаливания.

Энергосберегающие лампы изготавливают с различной мощностью. Диапазон мощностей варьируется от 3 до 90 Вт. Следует учитывать, что коэффициент полезного действия у энергосберегающей лампы очень высокий и световая отдача примерно в 5 раз больше чем у традиционной лампочки накаливания. Поэтому при выборе энергосберегающей лампы, надо придерживаться правила - делить мощность обычной лампы накаливания на пять. Если вы в своей люстре или светильнике применяли обычную лампочку накаливания мощностью 100 Вт, вам будет достаточно приобрести энергосберегающую лампочку мощностью 20 Вт.

Цветопередача

Для ламп одной из важных характеристик является цветопередача. Дело все в том, что лампа может искажать цвет предмета, а ведь искусственный свет должен обеспечивать как можно лучшее восприятие цвета - как при дневном естественном свете. Как раз цветопередача и описывает, насколько натурально и естественно выглядят окружающие предметы в свете конкретной лампы. Выражают эту характеристику при помощи коэффициента цветопередачи Ra, который частенько указывают на этикетках энергосберегающих ламп. Чем ближе Ra к 100 тем лучше. Если Ra=91-100 это очень хорошая цветопередача, 81…91 - хорошая цветопередача, 51…80 - средняя цветопередача, ниже 51 плохая цветопередача. Чтобы определить этот коэффициент выбирают 8 основных тестовых цветов или же 14 вместе с дополнительными и освещают их тестируемой, а затем стандартной лампой. К основным тестируемым цветам, если кому интересно, относят: цвет увядшей розы, горчичный, салатовый, светло-зеленый, бирюзовый, небесно-голубой, цвет фиолетовой астры и сиреневый.

Цвет имеет температуру

лампа накаливание энергосберегающий

Цветность света описывается цветовой температурой. Это мера объективного впечатления от цвета данного источника света. Цветовая температура источника света определяется путем сравнения с так называемым "черным телом", выражается в Кельвинах (К). Чем выше цветовая температура, тем выше синяя составляющая света, чем ниже температура - тем больше будет красного. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет температуру 2700-3300К, 3300-5000К - это естественный белый или нейтральный белый, холодный белый свет имеет цветовую температуру 5000-6000К. Для дома лучше использовать теплый свет, для рабочих помещений лучше использовать естественный белый или холодный белый свет. Правда, холодный белый свет "выглядит" ярче и от этого у некоторых людей устают глаза. В таком случае лучше прибегнуть к использованию матового стекла в светильнике.

дневное голубое небо имеет температуру от 5500К до 30000К при восходе и закате примерно 2200К

солнечный свет в полдень летом имеет температуру примерно 5600К

IV. Преимущества и недостатки

1)Лампы накаливания

Преимущества:

ь малая стоимость небольшие размеры

ь ненужность пускорегулирующей аппаратуры

ь малое время зажигания

ь отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации

ь возможность работы как на постоянном токе (любой полярности), так и на переменном

ь возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)

ь отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе

ь непрерывный спектр излучения

ь устойчивость к электромагнитному импульсу

ь возможность использования регуляторов яркости

ь нормальная работа при низкой температуре окружающей среды

Недостатки:

ь низкая световая отдача

ь относительно малый срок службы

ь резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения

ь цветовая температура лежит только в пределах 2300--2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок

ь лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 40 Вт -- 145 °C, 75 Вт -- 250 °C, 100 Вт -- 290 °C, 200 Вт -- 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.

ь световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4 %

ь Утилизация

Отслужившие лампы накаливания и галогенные лампы накаливания не содержат вредных для окружающей среды веществ и могут утилизироваться как обычные бытовые отходы. Единственным ограничением является запрет на их переработку вместе с изделиями из стекла.

Ограничения импорта, закупок и производства

В связи с необходимостью экономии электроэнергии и сокращения выброса углекислого газа в атмосферу, во многих странах введён или планируется ввод запрета на производство, закупку и импорт ламп накаливания, с целью стимулирования замены их на энергосберегающие лампы (компактные люминесцентные лампы, светодиодные лампы и др.)

2)Энергосберегающие лампы

Преимущества :

ь Экономия электроэнергии. Коэффициент полезного действия у энергосберегающей лампы очень высокий и световая отдача примерно в 5 раз больше чем у традиционной лампочки накаливания. Например, энергосберегающая лампочка мощностью 20 Вт создает световой поток равный световому потоку обычной лампы накаливания 100 Вт. Благодаря такому соотношению энергосберегающие лампы позволяют экономить экономию на 80% при этом без потерь освещенности комнаты привычного для вас. Причем, в процессе долгой эксплуатации от обычной лампочки накаливания световой поток со временем уменьшается из-за выгорания вольфрамовой нити накаливания, и она хуже освещает комнату, а у энергосберегающих ламп такого недостатка нет.

ь Долгий срок службы. По сравнению с традиционными лампами накаливания, энергосберегающие лампы служат в несколько раз дольше. Обычные лампочки накаливания выходят из строя по причине перегорания вольфрамовой нити. Энергосберегающие лампы, имея другую конструкцию и принципиально иной принцип работы, служат гораздо дольше ламп накаливания в среднем 5-15 раз. Это примерно от 5 до 12 тысяч часов работы лампы (обычно ресурс работы лампы определяется производителем и указывается на упаковке). Благодаря тому, что энергосберегающие лампы служат долго и не требуют частой замены, их очень удобно применять в тех местах, где затруднен процесс замены лампочек, например в помещениях с высокими потолками или в люстрах со сложными конструкциями, где для замены лампочки приходится разбирать корпус самой люстры.

ь Низкая теплоотдача. Благодаря высокому коэффициенту полезного действия у энергосберегающих ламп, вся затраченная электроэнергия преобразуется в световой поток, при этом энергосберегающие лампы выделяют очень мало тепла. В некоторых люстрах и светильниках опасно использовать обычные лампочки накаливания, из-за того что они выделяя большое количества тепла могут расплавить пластмассовую часть патрона, прилегающие провода или сам корпус, что в свою очередь может привести к пожару. Поэтому энергосберегающие лампы просто необходимо использовать в светильниках, люстрах и бра с ограничением уровня температуры.

ь Большая светоотдача. В обычной лампе накаливания свет идет только от вольфрамовой спирали. Энергосберегающая лампа светится по всей своей площади. Благодаря чему свет от энергосберегающей лампы получается мягкий и равномерный, более приятен для глаз и лучше распространяется по помещению.

ь Выбор желаемого цвета. Благодаря различным оттенкам люминофора покрывающего корпус лампочки, энергосберегающие лампы имеют различные цвета светового потока, это может быть мягкий белый свет, холодный белый, дневной свет, и т.д.;

Недостатки :

ь Единственным и значительным недостатком энергосберегающих ламп по сравнению с традиционными лампами накаливания является их высокая цена. Цена энергосберегающей лампочки в 10-20 раз больше обычной лампочки накаливания. Но энергосберегающая лампочка неспроста называется энергосберегающей. Учитывая экономию на электроэнергии при использовании этих ламп и с их срок службы, в итого, применение энергосберегающих ламп станет для вас и вашего бюджета более выгодным.

ь Есть еще одна особенность применения энергосберегающих ламп, которую нужно отнести к их недостатку. Энергосберегающая лампа наполнена внутри парами ртути. Ртуть считается опасным ядом. Поэтому очень опасно разбивать такие лампы в квартире и помещении. Следует быть очень осторожными при обращении с ними. По той же причине энергосберегающие лампы можно отнести к экологически вредным, и поэтому они требуют специальной утилизации, а выбрасывать такие лампы, по сути, запрещено. Но почему-то при продаже энергосберегающих ламп в магазине, продавцы не объясняют, куда их потом девать.

V. Сравнительные характеристики

Энергосберегающие лампы по сравнению с традиционными лампами накаливания

Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Конструкции квартир, домов, помещений и офисных зданий предполагают наличие искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп.

По традиции мы для освещения своих квартир применяем обычные лампочки накаливания. В зависимости от потребностей необходимого освещения используем различные мощности этих ламп - 40 Вт, 60 Вт, 100 Вт.

Но из школьного курса физики известно, что коэффициент полезного действия в традиционных лампочках накаливания очень мал, и в лучшем случае достигает 50%. Из чего следует, что из той электроэнергии потребляемой лампами накаливания, за которую мы заплатили, только половина пошла на реальное освещение квартиры или помещения. Вторая половина потраченной электроэнергии потрачена на нагрев данной лампочки накаливания.

Технический прогресс не стоит на месте, и терпеть такое расточительство традиционных ламп накаливания современные изобретатели не могли. На смену старой лампе накаливания пришла новая лампа - комплексная люминесцентная лампа (КХЛ) или энергосберегающая лампа

Один из самых важных вопросов, вытекающих из постоянного повышения тарифов на коммунальные услуги: свет, газ, воду, обслуживание зданий, следующий: а нельзя ли как-то снизить величину затрат на оказываемые коммунальные услуги?

Выдвигаемая гипотеза: Если заменить хотя бы часть ламп накаливания и люминесцентных ламп, используемых для освещения дома, на ЭСЛЛ (энергосберегающие люминесцентные лампы), то, возможно, эти действия позволят снизить величину затрат на оказываемые услуги.

Используя ЭСЛЛ, вы экономите свои деньги. Заменив все лампочки в квартире на ЭСЛЛ, вы платите за освещение в 5 раз меньше. Например, за электроэнергию, то есть за все электроприборы (в том числе чайник, утюг т.д.), можно платить в 2 раза меньше. Платили 300, теперь -- 150 руб. С учетом экономии 150 руб. в месяц все лампы окупятся за два года. После чего они в течение более шести лет станут приносить эти 150 руб. как чистую прибыль. Между тем лампы накаливания уже через год придется менять. При повышении цен на энергию срок окупаемости сокращается.

Приведем еще один простой расчет. Ресурс энергосберегающей лампы в 10 раз превышает ресурс обыкновенных лампочек, цена которых составляет около 20 руб. за 1 шт. Таким образом, только на покупке ламп можно выиграть 200 руб. Кроме того, за срок своей службы 11-ваттная экономичная лампа сэкономит 490 кВт-ч электроэнергии, что по современному тарифу для бытовых потребителей (1,60 руб. за 1 кВт-ч) составит 784 руб. Итого, суммарные «предотвращенные затраты» на каждую лампочку ценой в 100 руб. составят около 800 руб.! Если же принять во внимание неизбежный дальнейший рост тарифов на электроэнергию, то экономия будет возрастать пропорционально ему. При ежедневном «нагаре» в 5 часов энергосберегающая лампа мощностью 11 Вт окупит себя менее чем за 2 года.



Список литературы

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/.

2. Дягилев Ф.М. "Из истории физики и жизни ее творцов", М. Просвещение, 1996г.

3. Данилов Н.И., Тимофеева Ю.Н., Щелоков Я.М. «Энергосбережение для начинающих» Екатеринбург,2004г. стр54-63

4. Максаковский В. П. Учебник географии 10 кл.- Москва: Просвещение, 2006г.

5. Малинин Г. Изобретатель "русского света". - Саратов: Приволжское кн.изд-во, 1999г.

6. Незнанов Г. П., Янсон Ю. А., Незнанова Е. В. «Энергосбережение в школе, дом, на работе» Кемерово 2006г., стр. 14-25

7. Перышкин А. В. Учебник физики 7-9 кл.- Москва: Просвещение, 2007

8. Сергеев С. К., Измайлов В. В. Учебное пособие «Энергосбережение».- Тверь: «Альфа- Пресс», 2004г.

Приложение №1

Сравнительная характеристика современных источников света.

	Лампа накаливания	ЭСЛЛ
Устройство	Вольфрамовая спираль, стеклянная колба без воздуха (реже наполненная криптоном или аргоном), цоколь	Колба с газом, электронное пускорегулирующее устройство, люминофор на внутренних стенках колбы, два электрода
Принцип действия	При прохождении тока через вольфрамовою спираль, вольфрам нагревается до 3000єC и светится	При прохождении тока через газ, люминофор начинает светиться и происходит тлеющий разряд
Преимущества	Мгновенное зажигание Яркий свет	1) В 3-10 раз потребляют меньше 2) Экономия материалов 3) Экономия ресурсов планеты 4) Мгновенное зажигание 5) Экономия электроэнергии 6) Экономия денег в 5 раз 7) Компактность 8) 70% потребляемой энергии преобразуется в свет
Недостаток в работе	1) Преобразует 5-10 % потребляемой энергии в свет 2) 90 % потребляемой энергии переходит в тепло
Срок службы	1000 часов	10000 часов

Размещено на Allbest.ru

...