Нашият живот не може да си представим без изкуствено осветление. За живота и работата хората просто се нуждаят от осветление с помощта на лампи. Преди това за това се използваха само обикновени крушки с нажежаема жичка.
Принципът на работа на лампите с нажежаема жичка се основава на преобразуването на електрическата енергия, преминаваща през нишката, в светлина. В лампите с нажежаема жичка волфрамова жичка се нагрява до ярко сияние под действието на електрически ток. Температурата на нагрятата нишка достига 2600-3000 градуса С. Колбите на лампите с нажежаема жичка се вакуумират или пълнят с инертен газ, в който волфрамовата нишка не се окислява: азот; аргон; криптон; смес от азот, аргон, ксенон. Лампите с нажежаема жичка се нагряват много по време на работа.
Всяка година нуждите на човечеството от електроенергия нарастват все повече и повече. В резултат на анализа на перспективите за развитие на осветителните технологии, експертите признаха замяната на остарелите лампи с нажежаема жичка с енергоспестяващи лампи като най-прогресивната посока. Експертите смятат, че причината за това е значителното превъзходство на последното поколение енергоспестяващи лампи над „горещите“ лампи.
Енергоспестяващите лампи се наричат флуоресцентни лампи, които са включени в широката категория газоразрядни източници на светлина. Газоразрядните лампи, за разлика от лампите с нажежаема жичка, излъчват светлина поради електрически разряд, преминаващ през газа, който запълва пространството на лампата: ултравиолетовата светлина на газоразрядния разряд се превръща във видима за нас светлина.
Енергоспестяващите лампи се състоят от колба, пълна с живачни пари и аргон, и баласт (стартер). Специално вещество, наречено фосфор, се нанася върху вътрешната повърхност на колбата. Под действието на високо напрежение в лампата се получава движение на електрони. Сблъсъкът на електрони с живачни атоми произвежда невидима ултравиолетова радиация, която, преминавайки през луминофора, се превръща във видима светлина.
Ппредимствата на енергоспестяващите лампи
Основното предимство на енергоспестяващите лампи е тяхната висока светлинна ефективност, която е няколко пъти по-висока от тази на лампите с нажежаема жичка. Енергоспестяващият компонент се крие именно във факта, че максимумът от електричеството, подадено към енергоспестяващата лампа, се превръща в светлина, докато при лампите с нажежаема жичка до 90% от електричеството се изразходва просто за нагряване на волфрамовия проводник.
Друго несъмнено предимство на енергоспестяващите лампи е техният експлоатационен живот, който се определя от период от време от 6 до 15 хиляди часа непрекъснато горене. Тази цифра надвишава експлоатационния живот на конвенционалните лампи с нажежаема жичка около 20 пъти. Най-честата причина за повреда на крушката с нажежаема жичка е изгоряла нишка. Механизмът на енергоспестяващата лампа избягва този проблем, така че те имат по-дълъг експлоатационен живот.
Третото предимство на енергоспестяващите лампи е възможността за избор на цвета на блясъка. Тя може да бъде от три вида: дневна, естествена и топла. Колкото по-ниска е цветната температура, толкова по-близък е цветът до червено; колкото по-високо, толкова по-близо до синьо.
Друго предимство на енергоспестяващите лампи е ниското им излъчване на топлина, което позволява използването на компактни луминесцентни лампи с висока мощност в чупливи стенни лампи, лампи и полилеи. Невъзможно е да използвате лампи с нажежаема жичка с висока температура на нагряване в тях, тъй като пластмасовата част на патрона или жицата може да се стопи.
Следващото предимство на енергоспестяващите лампи е, че тяхната светлина се разпределя по-меко, по-равномерно от тази на лампите с нажежаема жичка. Това се дължи на факта, че в лампата с нажежаема жичка светлината идва само от волфрамова жичка, докато енергоспестяващата лампа свети по цялата си площ. Благодарение на по-равномерното разпределение на светлината, енергоспестяващите лампи намаляват умората на човешкото око.
Недостатъци на енергоспестяващите лампи
Енергоспестяващите лампи също имат недостатъци: тяхната фаза на загряване продължава до 2 минути, тоест ще им трябва известно време, за да развият максималната си яркост. Освен това енергоспестяващите лампи мигат.
Друг недостатък на енергоспестяващите лампи е, че човек не може да бъде на по-малко от 30 сантиметра от тях. Поради високото ниво на ултравиолетово лъчение на енергоспестяващите лампи, когато се поставят близо до тях, хората с прекомерна чувствителност на кожата и тези, които са склонни към дерматологични заболявания, могат да бъдат увредени. Но ако човек е на разстояние не по-малко от 30 сантиметра от лампите, не му се причинява никаква вреда. Също така не се препоръчва използването на енергоспестяващи лампи с мощност над 22 вата в жилищни помещения, т.к. това също може да повлияе негативно на хора, чиято кожа е много чувствителна.
Друг недостатък е, че енергоспестяващите лампи не са адаптирани да работят в нисък температурен диапазон (-15-20ºC), а при повишени температури интензитетът на тяхната светлинна емисия намалява. Срокът на експлоатация на енергоспестяващите лампи значително зависи от режима на работа, по-специално те не обичат честото включване и изключване. Конструкцията на енергоспестяващите лампи не позволява използването им в осветителни тела, където има регулатори на нивото на осветеност. Когато мрежовото напрежение падне с повече от 10%, енергоспестяващите лампи просто не светят.
Недостатъците включват съдържанието на живак и фосфор, които, макар и в много малки количества, присъстват в енергоспестяващите лампи. Това не е важно, когато лампата работи, но може да бъде опасно, ако се счупи. По същата причина енергоспестяващите лампи могат да бъдат класифицирани като вредни за околната среда и поради това изискват специално изхвърляне (не могат да се изхвърлят в улея за боклук и уличните контейнери за боклук).
Друг недостатък на енергоспестяващите лампи в сравнение с традиционните лампи с нажежаема жичка е високата им цена.
Стратегии за енергоспестяване на Европейския съюз
През декември 2005 г. ЕС издаде директива, задължаваща всички страни-членки да разработят национални планове за действие за енергийна ефективност (EEAPs – Energie-Effizienz-Actions-Plane). В съответствие с EEAP, през следващите 9 години (от 2008 г. до 2017 г.) всяка от 27-те страни от ЕС трябва да постигне поне 1% годишно спестяване на електроенергия във всички сектори на своето потребление.
По указание на Европейската комисия схемата за прилагане на EEAPs е разработена от Wuppertal Institute (Германия). От 2011 г. всички страни от ЕС са задължени да спазват стриктно тези задължения. Разработването и наблюдението на изпълнението на плановете за подобряване на енергийната ефективност на системите за изкуствено осветление е поверено на специално създадена работна група – ROMS (Roll out States Member). Създадена е в началото на 2007 г. от Европейския съюз на производителите и компонентите на осветление (CELMA) и Европейския съюз на производителите на източници на светлина (ELC). Според изчисленията на експертите от тези съюзи, всичките 27 страни от ЕС, чрез въвеждането на енергийно ефективни осветителни съоръжения и системи, имат реални възможности за общо намаляване на емисиите на CO2 с почти 40 милиона тона/годишно, от които: 20 милиона тона/година CO2 – в частния сектор; 8,0 милиона тона/година CO2 – в обществени сгради с различно предназначение и в сектора на услугите; 8,0 милиона тона/година CO2 – в промишлени сгради и малки индустрии; 3,5 милиона тона/година CO2 – в инсталациите за външно осветление в градовете. Енергоспестяването ще се улесни и от въвеждането в практиката на проектиране на осветителни инсталации на нови европейски стандарти за осветление: EN 12464-1 (Осветление на вътрешни работни места); EN 12464-2 (Осветление на външни работни места); EN 15193-1 (Енергийна оценка на сгради – Енергийни изисквания за осветление – Оценка на потреблението на енергия за осветление).
В съответствие с член 12 от Директивата ESD (Директива за енергийните услуги), Европейската комисия делегира на Европейския комитет по стандартизация в електротехниката (CENELEC) мандата за разработване на специфични стандарти за енергоспестяване. Тези стандарти следва да предвиждат хармонизирани методи за изчисляване на характеристиките за енергийна ефективност както на сградите като цяло, така и на отделни продукти, инсталации и системи в комплекс от инженерно оборудване.
Енергийният план за действие, представен от Европейската комисия през октомври 2006 г., определя строги стандарти за енергийна ефективност за 14 продуктови групи. Списъкът с тези продукти беше увеличен до 20 позиции в началото на 2007 г. Осветителните тела за улични, офисни и битови нужди бяха класифицирани като стоки, подлежащи на специален контрол за пестене на енергия.
През юни 2007 г. европейските производители на осветление публикуваха подробности относно постепенното премахване на нискоефективните електрически крушки за домашна употреба и пълното им изтегляне от европейския пазар до 2015 г. Според изчисленията тази инициатива ще доведе до 60% намаление на емисиите на CO2 (с 23 мегатона годишно) от домашно осветление, спестявайки около 7 милиарда евро или 63 гигаватчаса електроенергия годишно.
Еврокомисарят по енергетиката Андрис Пиебалгс изрази задоволство от инициативата на производителите на осветителна техника. През декември 2008 г. Европейската комисия реши постепенно да премахне крушките с нажежаема жичка. Според приетата резолюция източниците на светлина, които консумират много електроенергия, ще бъдат постепенно заменени с енергоспестяващи:
Септември 2009 г. – забранени матирани и прозрачни лампи с нажежаема жичка над 100 W;
септември 2010 г. – не се допускат прозрачни лампи с нажежаема жичка над 75 W;
септември 2011 г. – забранени са прозрачни лампи с нажежаема жичка над 60 W;
Септември 2012 г. – въвежда се забрана за прозрачни лампи с нажежаема жичка над 40 и 25 W;
Септември 2013 г. – въвеждат се строги изисквания към компактните луминесцентни лампи и LED осветителните тела;
Септември 2016 г. – въвеждат се строги изисквания към халогенните лампи.
Според експерти в резултат на преминаването към енергоспестяващи крушки потреблението на електроенергия в европейските страни ще намалее с 3-4%. Френският министър на енергетиката Жан-Луи Борло оцени потенциала за спестяване на енергия на 40 тераватчаса годишно. Почти същите спестявания ще дойдат от решението, взето по-рано от Европейската комисия, за премахване на традиционните лампи с нажежаема жичка в офиси, фабрики и по улиците.
Стратегии за пестене на енергия в Русия
През 1996 г. в Русия беше приет Законът за енергоспестяването, който по редица причини не проработи. През ноември 2008 г. Държавната дума прие на първо четене проектозакона „За спестяване на енергия и повишаване на енергийната ефективност“, който предвижда въвеждането на стандарти за енергийна ефективност за устройства с мощност над 3 kW.
Целта на въвеждането на нормите, предвидени в законопроекта, е да се повиши енергийната ефективност и да се стимулира енергоспестяването в Руската федерация. Съгласно проектозакона мерките за държавно регулиране в областта на енергоспестяването и енергийната ефективност се осъществяват чрез установяване на: списък от показатели за оценка на ефективността на дейността на изпълнителните органи на съставните образувания на Руската федерация и местните власти в областта на енергоспестяването и енергийната ефективност; изисквания за производство и обращение на енергийни устройства; ограничения (забрана) в областта на производството с цел продажба на територията на Руската федерация и циркулация в Руската федерация на енергийни устройства, които позволяват непродуктивно потребление на енергийни ресурси; изисквания за отчитане на производството, преноса и потреблението на енергийни ресурси; изисквания за енергийна ефективност на сгради, конструкции и съоръжения; изисквания за съдържанието и графика на енергоспестяващите мерки в жилищния фонд, включително за граждани - собственици на апартаменти в жилищни сгради; изисквания за задължително разпространение на информация в областта на енергоспестяването и енергийната ефективност; изисквания за прилагане на информационни и образователни програми в областта на енергоспестяването и енергийната ефективност.
На 2 юли 2009 г. руският президент Дмитрий Медведев, говорейки на заседание на Президиума на Държавния съвет за подобряване на енергийната ефективност на руската икономика, не изключи, че в Русия, за да се повиши енергийната ефективност, ще бъде въведена забрана на ще бъде въведена циркулация на лампи с нажежаема жичка.
На свой ред министърът на икономическото развитие Елвира Набиулина след заседание на Президиума на Държавния съвет на Руската федерация обяви, че от януари може да бъде въведена забрана за производство и разпространение на лампи с нажежаема жичка с мощност над 100 W 1, 2011. Според Набиулина съответните мерки са предвидени в проектозакона за енергийната ефективност, който се подготвя за второ четене.