Обзор.4.1. Современные проблемы энергоэффективного освещения, Ю.Б. Айзенберг

Современные проблемы энергоэффективного освещения. "Энергосбережение" №1, 2009, Ю.Б. Айзенберг

Освещение в жилых домах, общественных зданиях, промышленности потребляет электроэнергию в значительном объеме.

К основным энергосберегающим действиям в области освещения можно отнести:

  • использование компактных люминесцентных ламп;
  • установка электронных пускорегулирующих устройств;
  • применение ламп люминесцентных прямых типа Т5.

Годовое потребление электроэнергии в жилых помещениях в США составляет 1 946 кВт*ч, а в Японии - 939 кВт*ч, при этом в США количество ламп в доме - 43 шт., а в Японии - 17 шт., а средняя световая отдача составляет соответственно 18 и 49 лм/Вт. В Японии основной парк средств освещения как в быту, так и в промышленности и общественных зданиях - это люминесцентные лампы. В США парк светильников с лампами накаливания превышает 2,5 млрд световых точек, а парк светильников с КЛЛ составляет около 1,5 млрд световых точек. Использование 42 млн напольных светильников с галогенными лампами накаливания мощностью 300 и 500 Вт не позволяет США снизить потребление электроэнергии на освещение, равное в настоящее время 30% от общего электропотребления страны.

Оценка усредненных параметров осветительных установок в странах-членах МЭА

Страна

Годовое потребление электроэнергии, кВт*ч, в жилых домах

Количество

ламп в доме, шт.

Средняя световая отдача, лм/Вт

Установленная мощность, Вт/м2

Удельное годовое потребление электроэнергии, кВт*ч/м2

Площадь жилого дома (помещения),

м2

Великобритания

720

20,1

25

14,7

8,6

84

Швеция

760

40,4

24

14,0

6,9

110

Германия

775

30,3

27

15,6

9,3

83

Дания

426

23,7

32

5,7

3,3

134

Греция

381

10,4

26

7,8

3,7

113

Италия

375

14,0

27

10,6

4,0

108

Франция

465

18,5

18

16,1

5,7

81

США

1 946

43

18

21,5

15,1

132

Япония

939

17,0

49

8,1

10,0

94

Если величину световой энергии от лампы накаливания принять за единицу, то можно видеть, что все остальные типы ламп многократно (в разы или даже на порядок) вырабатывают больше световой энергии. Если бы все страны мира перешли на использование КЛЛ, то можно было бы высвободить столько же электроэнергии, сколько за 4 года потребляет вся Австралия.

Основные характеристики источников света

 

Средний срок службы, тыс. ч

Индекс цвето-передачи, Ra

Свето-отдача, лм/Вт

Удельная световая энергия, вырабатываемая за срок службы (среднее значение)

Млм*ч/Вт

Отн. ед.

Лампы накаливания (ЛН)

1

100

8-.17

0,013

1

Люминесцентные лампы (ЛЛ)

10-20

57-92

48-104

1,140

88

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ)

5-15

80-85

65-87

0,780

60

Дуговые ртутные лампы (ДРЛ)

12-24

40-57

19-63

0,738

57

Натриевые лампы высокого давления (НЛВД)

11-28

21-60

66-150

2,050

157

Металлогалогенные лампы (МГЛ)

3,5-20

65-93

68-105

1,020

78

Световая отдача ламп в осветительных установках коммерческих зданий США составляет 50 лм/Вт, в Японии - 65 лм/Вт, и связано это с тем, что парк светильников с лампами накаливания даже в США продолжает оставаться огромным.

Сравнение состояния освещения разных стран мира

Для оценки потенциала энергосбережения в Германии за исходную базу (0%) приняты обычные лампы Т12 диаметром 38 мм. Затем идут лампы Т8 (диаметр трубки 26 мм) - энергоэффективные лампы, прямые, позволяющие сэкономить 7% электроэнергии. Дальше появляются тонкие лампы Т5, и можно видеть, что данные лампы диаметром 16 мм по сравнению с лампами Т12 дают экономию электроэнергии 42%. Если внедрить современную технику с регулированием светового потока ламп и использовать датчики естественной освещенности, то можно сэкономить в первом случае 58%, в другом - 71%. Если применить полный арсенал энергосберегающих мероприятий, включая датчики движения, то при использовании ламп Т5 (16 мм) можно получить экономию электроэнергии 82%. Необходимо отметить, что это только одна линейка светильников и здесь не рассмотрены компактные лампы. Также нужно напомнить, что с появлением ламп Т5 все аппараты стали электронными регулируемыми.

Потенциал энергосбережения в Германии (в год) при использовании различных средств освещения

Прогноз развития светотехники в России, сделанный в 2001 году (ООО "ВНИСИ") базировался на совершенно реальных цифрах: на световых отдачах, на объемах выпуска, на выработке электроэнергии. За базовый был принят 2000 год. Если идти по тому пути, который предполагался этим прогнозом, то можно получить от 34 до 72 млрд кВт*ч экономии электроэнергии.

Прогноз развития освещения

 

2000 год (базовый)

2010 год

2020 год

Мероприятия по энергосбережению

Нет Есть

Мероприятия по энергосбережению

Нет Есть

Руст., млн кВт

99,6

120,0

92,1

133,4

78,8

Рпотр., млн кВт

57,4

71,8

52,4

80,6

45,8

Расход электроэнергии (уст.), млрд кВт*ч

175,0

204,4

159,3

242,6

137,9

Расход электроэнергии (потр.), млрд кВт*ч

108,1

131,5

97,3

157,8

86,0

Экономия электроэнергии, млн кВт*ч

 

34,2

 

71,8

 

Млм ч/чел.

43

56

60

67

80

кВт*ч/чел.

1 200

1 450

1 090

1 661

944

кВт*ч/Млм*ч

28

26

18

25

12

Рассчитанный ООО "ВНИСИ" потенциал экономии электроэнергии в осветительных установках может быть достигнут:

  • расширением производства эффективных источников света и области их применения - минимум 14%;
  • увеличением световой отдачи источников света - 6%;
  • повышением стабильности характеристик источников света - 3%;
  • повышением КПД осветительных приборов - 6%;
  • улучшением эксплуатационных свойств осветительных приборов - 3,5%;
  • снижением энергопотребления осветительных приборов, в частности благодаря использованию электронной пускорегулирующей арматуры (ЭПРА) - 1,5 - 2%.

Совершенствованием способов освещения тоже можно достичь экономии электроэнергии:

  • расширением области применения системы общего локализованного освещения - 6,5%;
  • при применении систем регулирования общего освещения в зависимости от уровня естественной освещенности - 4,5 - 7,5%;
  • расширением применения системы комбинированного освещения - 4%.

Суммарная возможная экономия составляет 45 - 50% от величины электроэнергии, которая сегодня расходуется в стране на освещение (108 - 110 млрд кВт*ч), а значит половина - это более 50 млрд кВт*ч.