Витрати на придбання ламп
|
Енергозберігаюча лампа 20 Вт
|
|
Термін служби 8000 годин. Ціна 30 грн. Всього
- 30 грн.
|
Термін служби 1000 годин. Ціна 3,5 грн.
Кількість 8 штук. Всього - 28 грн.
|
Витрати на електроенергію
|
В = (20/1000*8000)*0,28= 44,8(грн)
|
В = (100/1000*8000)*0,28= 224(грн)
|
Усього
|
Усього витрати 74,8 грн. Економія - 177,2
грн.
|
Усього витрати 252 грн.
|
При тарифі за
1 квт електроенергії 0,28 грн,
за період в 8000 годин служби.
Начебто економія порядку 177
грн
за
цей період не сильно вражають, але якщо помножити цю цифру на кількість
лампочок у всьому будинку, то сума виходить цілком значна. Також
варто враховувати
постійний ріст цін на електроенергію.
Розрахуємо термін окупності
енергозберігаючої лампи. При розрахунках будемо вважати, що вона працює 8 годин
у день.
Обчислюємо денну економію
електроенергії для енергозберігаючої лампи у грошовій формі:
Ед = ((100Вт - 20Вт) / 1000) * 0,28
* 8 = 0,18 (грн)
Тепер обчислимо додаткові витрати на
придбання енергозберігаючої лампи замість звичайної лампи накалювання:
В =
30 -
3,5
=
26,5
(грн).
Знайдемо термін окупності
енергозберігаючої лампи:
Ток = 26,5
/
0,18
= 147 (днів)
У великих масштабах (адміністративні
будинки, організація) додаткова економія коштів досягається завдяки меншим
витратам на заміну ламп та на охолодження приміщень кондиціонерами.
Отже, використання енергозберігаючих
ламп замість звичайних ламп накалювання дозволяє не тільки економити електроенергію,
а також значно заощаджувати гроші. У країнах Західної Європи та США лампи
накалювання майже зняті з виробництва. Але попит на них в Україні поки ще не
сягнув значних масштабів, бо електроенергія поки ще не є дефіцитним ресурсом,
отже, люди дозволяють собі її марнувати.
Діодні лампи
Історія світлодіодів сягає середини
50-х років, коли було відкрито інфрачервоне випромінювання напівпровідників. Однак,
тоді ще було далеко до їх використання в якості освітлювальних приладів -
занадто мала яскравість. В 1993 році професор Накамура ( Shuji Nakamura )
представив світу перший яскравий світлодіод, базований на нітриді галію. Дуже
скоро після цього вченому вдалося створити зелений та білий світлодіод. В 2001
році через суд професор Накамура отримав від компанії, в якій працював, 7
мільйонів доларів, як винагороду за використання свого винаходу. А в 2006 році
- “Премію тисячоліття” від Національного технологічного агентства Фінляндії.
Розвиток ефективності різних джерел світла
від минулого до сьогодення
Світлодіо́д
(англ. LED - light-emitting diode) -
напівпровідниковий пристрій, що випромінює некогерентне світло, при пропусканні
через нього електричного струму (ефект, відомий як електролюмінесценція).
Випромінюване світло традиційних світлодіодів лежить у вузькій ділянці спектру,
а його колір залежить від хімічного складу використаного у світлодіоді
напівпровідника. Сучасні світлодіоди можуть випромінювати світло від
інфрачервоної ділянки спектру до близької до ультрафіолету. Існують методи
розширення смуги випромінювання і створення білих світлодіодів. На відміну від
ламп розжарювання, які випромінюють світловий потік широкого спектру,
рівномірно у всіх напрямках, звичайні світлодіоди випромінюють світло певної
довжини хвилі і в певному напрямі. Світлодіоди були удосконалені до лазерних
діодів
<#"583847.files/image006.gif">
Не всі напівпровідникові
матеріали ефективно випускають світло, при рекомбінації. Гарними
випромінювачами є, як правило, прямозонні напівпровідники типу AIIIBV
(наприклад, GaAs або InP) і AIIBVI (наприклад, ZnSe або
CdTe). Варіюючи склад напівпровідників, можна створювати світлодіоди різних
довжин хвиль, - від ультрафіолету (GaN) до середнього інфрачервоного діапазону
(PbS).
Діоди зроблені з
непрямозонних напівпровідників (наприклад, кремнієвий Si або германієвий Ge
діоди, а також сплави SiGe, SiC), світло практично не випромінюють. Втім, у
зв'язку з розвиненістю кремнієвої технології, роботи зі створення світлодіодів на
основі кремнію активно ведуться.
Ефективність світлодіодів
найбільше проявляється там, де потрібно генерувати потужні кольорові світлові
потоки (світлові сигнали). Світло від лампи розжарювання доводиться пропускати
через спеціальні оптичні фільтри, що виділяють певну частину спектру (червону,
синю, зелену). 90% енергії світлового потоку, від лампи рожарювання,
втрачається, при проходженні свтла через світлофільтр. Усі ж 100%
випромінювання світлодіода є забарвленим світлом і в застосуванні світлофільтра
немає потреби. Більше того, близько 80-90% споживаної потужності лампи
розжарювання, витрачається на її нагрів, - для досягнення потрібної колірної
температури (шкала Кельвіна), на яку вони спроектовані.
Світлодіодні лампи споживають
від 3% до 60% потужності, необхідної для звичайних ламп розжарювання,
аналогічної яскравості. Удароміцна конструкція твердотілих випромінювачів
(світлодіодів), дозволяє використовувати світлодіодні лампи при підвищених
вібраціях. Світлодіоди не бояться частих вмикань і вимикань. Термін служби
світлодіодної лампи - більше 100 000 годин (більше 11 років).
Використовуючи світлодіоди
можна одержати світло з високою насиченістю кольору. Світлодіоди застосовують у
індикаційній техніці, при побудові світлодіодних джерел світла (інформаційні
табло, світлофори, ліхтарики, гірлянди тощо).
Світлодіодне освітлення економне за
рахунок звуженого направлення потоку світла ( не в 360 град, а лише в 90, 60,
45, 30 і т.д.) та більшого КПД в перетворенні електроенергії в енергію світла
(не нагріваються!).
Ще однією перевагою світильників з
використанням світлодіодів: вони працюють від низької напруги і, відповідно,
споживають порівняно із звичайними джерелами світла, незначну потужність, -
вони практично усю енергію перетворюють в світло. Світлодіоди не перегорають.
Діодні лампи розраховані (принаймні так стверджують виробники) на 50-100 тисяч
годин безперервної роботи! В той час, як для люмінесцентних 10 000 - 13 000, а
звичайних ламп розжарювання - 750-1000 годин.
Світлодіодні світильники можуть мати
різні режими роботи: постійне освітлення та динамічне або лише постійне. Колір
світла діодних ламп залежить від напівпровідника, який використовується та
домішок.
Світлодіодні лампи не містять парів
ртуті й не піддаються механічними пошкодженням у тій мірі, як звичайні та
люмінесцентні лампи. Нагадаю, що не варто лякатися ртуті, яка міститься в
люмінесцентних лампах: тих максимум 4 міліграми ледь вистачить, аби покрити
кульку звичайної ручки. В звичних для нас термометрах ртуті міститься до 500
міліграм! Та навіть вони є далеко не основним джерелом ртуті в навколишньому
природному середовищі. Набагато більший внесок роблять електростанції, які
використовують вугілля.
Особливістю й великою
перевагою світлодіодів є широта їх застосування: окрім освітлення світлодіоди
можуть бути використані для очищення питної води (ультрафіолетові світлодіоди),
збереження цифрових даних, в інформаційних табло та моніторах, світлофорах,
гірляндах, ландшафтному дизайні, в принтерах й багато чого іншого.
Найбільш перспективні області
застосування світильників на світлодіодах в
освітленні, це об'єкти житлово-комунального господарства.
З об'єктів житлово-комунального
господарства перспективними з погляду використання світильників з світлодіодами
в даний час можуть бути ті, в яких нормативними документами, що діють,
встановлені порівняно низькі рівні освітленості за відсутності вимог до якості
перенесення кольорів або невисокому рівні цих вимог. До таких об'єктів можна
віднести:
- сходові клітки (майданчики,
прольоти, марші);
- ліфти;
- номерні знаки будинків і покажчики
назв вулиць;
4- освітлення технічних поверхів,
підвалів, горищ, колясок, кубових, комор, машинних приміщень ліфтів, насосних,
теплових пунктів, електрощитових, вентиляційних і сміття збірних камер, що
рекомендується виконувати лампами розжарювання.
Мале тепловиділення і низька живляча
напруга гарантує високий рівень безпеки.
Економічність - світлодіодні
світильники споживають в 10 разів менше енергії, ніж світильники на основі ламп
розжарювання з аналогічною яскравістю;
Надійність - світлодіоди працюють в
будь-яких погодних умовах при температурі від - 60°С до +40 °С. Володіють
високою стійкістю до вібрації і механічних дій;
Компактність - завдяки зверхмалим
розмірам світлодіодів з'явилася можливість створювати самі різні світлові
рішення і нестандартні освітлювальні прилади;
Спрямованість випромінювання -
використання різних оптичних аксесуарів (лінзи, коліматори, рефлектора)
дозволяють регулювати спрямованість свічення.
Додаткові переваги:
відсутність скляної колби (визначає
дуже високу механічну міцність і надійність);
відсутність розігрівання або високої
пускової напруги при включенні;
мала інерційність
включення/виключення (реакція < 100 нс);
не потрібний перетворювач постійного
/ змінного струму;
абсолютний контроль (регулювання
яскравості і кольору в повному динамічному діапазоні);
повний спектр випромінюваного світла
(або, якщо потрібний, спеціалізований спектр);
вбудований світлорозподіл;
висока механічна міцність і
вібростійка;
меньший сліпучий ефект, повна
відсутність мерехтіння;
компактність і зручність в
установці;
простота в монтажі і експлуатації.
Велика економія споживаної
електроенергії і високий ККД, звідси швидка окупність, за рахунок економії
електроенергії і мінімальних втрат на експлуатацію.
Енергозберігаюча технологія
Новий або вдосконалений
технологічний процес, що характеризується вищим коефіцієнтом корисного
використання ТЕР.
Нові світлодіоди підвищеної
яскравості відкривають ринок по заміні існуючих ламп розжарювання і люмінесцентного
освітлення світлодіодними аналогами в найрізноманітніших застосуваннях.
Остаточний успіх суперяскравих світлодіодів наступить з переходом від
технологій, що впливають на ринок, до впливу фактичних застосувань на ринок.
Використання надяскравих світлодіодів
як джерел світла знаходить все більше застосування на практиці завдяки ряду
незаперечних переваг.
По світловидатності на одиницю
споживаної енергії (100 люм./Вт.) СД давно обігнали лампи розжарювання ( 10
люм./Вт.) і стрімко наздоганяють люмінесцентні і газорозрядні лампи ( 70- 100
лмн./Вт.). Теоретично СД можуть видати до 200 люм./Вт. І таким чином стати
найекономічнішими джерелами світла.
Тепер про економію
Порівняльна характеристика
|
Фактор
|
Світильник
з лампою розжарювання
|
Світодіодний світильник
|
Освітлення
|
750 люменів
|
Потужність споживання
|
75 Вт
|
4 Вт
|
Вартість виробу в цілому
|
Світильник: від 40 до 100грн.; Лампа
розжарювання: 3,5 грн.
|
Світильник : 250 грн.
|
Термін експлуатації
|
1 000 год.
|
100 000 год.
|
Розрахуємо економію від впровадження
одного світлодіодного приладу що виготовляється на підприємстві ПП НВФ
«Д.ЖенІрАл»
Загальна економія при заміні
світильників з лампами розжарювання на світлодіодні складається з суми двох
чинників:
економія електроенергії;
експлуатаційні витрати.
- Економія електроенергії дорівнює
різниці між споживанням світильника з лампою розжарювання і світлодіодного
світильника за одну годину за умови, що світлотехнічні параметри однакові або
кращі:
Е(ел)= W(л) - W(с)
W(л) лампи розжарювання встановленої
у світильник 75Вт.(с)світлодіодного світильника 4Вт.
Вартість заощадженій електроенергії
за одну годину
0,071кВт/година * 0,28грн.=
0,01988грн.(Кее)
2 - Економія експлуатаційних витрат
це різниці між витратами на експлуатацію світильника з лампою розжарювання і
світлодіодного світильника при максимальному терміну (100тис.год.) служби у
розрахунку на годину (Ев).
Ев = Ел - Ес
Витрати на експлуатацію світильника
з лампою розжарювання (Елр) складає:
Елр = Зл + Вл
(Зл) - заміна лампи розжарювання
(нормо година електрика 3 розряду = 3.9грн.)
(Вл) - вартість лампи розжарювання
=1.5гр
Ел = (1год.*3,9грн). + 3,5грн. =
7,4грн.
Тепер розрахуємо експлуатаційні
витрати лампи розжарювання переведені до витрат на експлуатацію
світлодіодів(Ел).
Ел = Тс/Тл*Елр
Термін експлуатації лампи
розжарювання (Тл) 1тис. годин
Термін експлуатації світлодіодів
(Тс) 100 тис. годин
Вартість експлуатаційних витрат ламп
розжарювання при 100тис. годин експлуатації:
(100тис./1тис.)*7,4грн = 740грн.,
а з урахуванням вартості світильника
для ламп розжарювання, складатиме :
740 грн. + (від 40 грн. до 100грн.)
= 780 грн.
Витрати на експлуатацію
світлодіодного світильника (Ес) складається з двох чинників це термін виконання
ремонтних робіт та вартість комплектуючих:
Ес =Рс+Вк
(Рс) - ремонт світлодіодного
світильника;
Згідно нормативу коефіцієнт ризику
замовника 10%. Термін гарантійної наробітки світлодіодів 100 тис. годин, тоді
розрахунковий ремонт треба проводити кожних 100000год./100*10=10000год., при
нормо година радіомеханіка 4 розряду = 3.9грн. і терміну виконання робіт 2
години дорівнює 3.9грн.*2год. = 7.8грн.
(Вк) - Розрахункова вартість
комплектуючих - це 5% від вартості виробу і дорівнює 250грн./100*5 = 12,5грн.
Витрати на один ремонт
світлодіодного світильника
7,8грн.(вартість робіт) + 12,5грн.(
вартість комплектуючих) = 20,3грн.
Вартість експлуатаційних витрат
світлодіодів при 100тис. годин експлуатації (Ес).
,3грн.*10 = 203грн., а з урахуванням
вартості світлодіодного світильника, складатиме : 203 грн. + 250 грн. = 453
грн.
Тепер можна вирахувати економію
експлуатаційних витрат при 100тис.год. роботи світильників:
Ев = Ел - Ес = 780грн.- 453грн.
=327грн.
А економія експлуатаційних витрат за
одну годину експлуатації становитиме:
327грн./100000год.= 0,00327грн.
(Кев)
Загальна економія при заміні
світильників з лампами розжарювання на світлодіодні за годину, назвемо його
коефіцієнт економії (Ке) за допомоги якого можна розрахувати економію для
любого терміну часу.
0,01988грн. (Кее) + 0,00327грн.
(Кев) = 0,02315грн.
Світлодіодний світильник розроблений
для під’їзного освітлення має інтегрований фотоавтомат, що згідно «Методики
розрахунку економії електроенергії в освітлювальних установках приміщень, що
діють, при проведенні енергетичного аудиту», де К - коефіцієнт ефективності
автоматизації управління освітленням і якщо застосовано «Зонне управління
освітленням (включення і відключення освітлення дискретне, залежно від зонного
розподілу природної освітленості)» - значення К = 1,25.
Можемо розрахувати загальну економію
при заміні світильників з лампами розжарювання на світлодіодні за рік:
Ер = Чд * С * Ке *К
Ер - загальну економію за рік,
Чд - кількість годин роботи за добу
(середній світовий день 12 годин),
С - кількість днів роботи за рік
(365днів).
12год.*365днів*0,02315грн.* 1,25 =
126,75грн.
Економія електроенергії за рік буде
складати: Ее/рік
12год.*365днів*0.071кВт/година *
1,25 = 338,7кВт
енергозберігаюча лампа світлодіод
Останніми роками ми стаємо свідками
стрімкого розвитку оптоелектроніки. Судячи з усього, вже найближчим часом
світлодіоди в освітленні здатні зробити решту всіх джерел світла лише надбанням
історії, оскільки по-перше світлодіоди споживають на багато менше електричної
енергії, по-друге - практично не нагріваються, що робить їх абсолютно
безпечними у використанні. Окрім цього вони дуже мініатюрні (збувається мрія
всіх світлодізайнеров. Такий недолік, як невеликий світловий потік, судячи по
вищевикладеній інформації йде в минуле. Якщо ж виробникам світлодіодів вдасться
з часом зменшити їх вартість, то за прогнозами вже в самий найближчий час все
освітлення навколо буде світлодіодним.