Индукционные лампы – новое энергоэффективное решение в уличном освещении


PDF версия

В настоящее время сложно представить себе жизнь населённых пунктов, транспортных магистралей без вечернего и ночного освещения. По статистике, 20% общего расхода энергии приходится на освещение, которое помимо функционального освещения улиц и автострад включает в себя также декоративное освещение. Растущие цены на энергию, экологические проблемы вынуждают искать инновационные технологии для увеличения энергоэффективности уличного освещения.

В качестве осветительного оборудования, как правило, применяются различные модели уличных светильников и светильников общего пользования, оснащённых натриевыми и ртутными лампами, причём количество натриевых ламп значительно превышает количество ртутных. В силу экономических и эксплуатационных факторов натриевые лампы пришли на смену ламп накаливания как более энергоэффективные источники света, обладающие наибольшей световой отдачей среди газоразрядных ламп. В то же время качественные показатели освещения натриевыми лампами оставляют желать лучшего. Свет, создаваемый натриевой лампой, имеет ярко выраженное смещение спектра в сторону жёлтого, при этом количество синих и зелёных составляющих значительно меньше. Этот спектральный «перекос» (плохая цветопередача) создаёт дискомфорт в восприятии зрительной информации, а также значительно ухудшает видимость объектов, приводит к потере важной информации при движении, снижению возможности распознавать объекты по контрасту и цвету. Недостаточный контраст между фоном и объектом, имеющийся при вождении автомобиля в условиях искусственного освещения, приводит к утомлению глаз и, как следствие, — к увеличению количества аварий.

Особенно заметно видимость ухудшается в сумеречное время. Например, установлено, что в европейской части России сумерки навигационные, т.е. когда высота Солнца заключена в пределах –6°51’…–12° по отношению к горизонту. Продолжительность этих сумерек составляет около 2 ч. В это время естественного освещения уже недостаточно для нормальной жизнедеятельности, и возникает потребность в искусственном освещении. Все объекты окрашиваются в серые полутона, и для обеспечения нормальной видимости от источника света требуется не только высокая светоотдача, но и максимально приближенный к естественному спектр света.

Согласно статистическим данным, наибольшее количество ДТП происходит именно во время сумерек. Решением проблемы является замена натриевых ламп на лампы, имеющие высокий показатель цветопередачи вместе с высоким показателем светоотдачи. Улучшение цветопередачи (цветового восприятия), в свою очередь, увеличивает контраст изображения и восприятия глубины пространства. По этим параметрам подходят обычные люминесцентные лампы, но в силу конструктивных особенностей этот тип ламп не нашёл распространения в уличном освещении.

Ситуацию кардинально меняет применение индукционных ламп. Рассмотрим преимущества данных источников света в аспекте уличного освещения.

Высокий индекс цветопередачи. Индекс цветопередачи показывает, насколько естественно выглядит окружающее пространство в свете данной лампы. За эталон качества освещения принят солнечный свет (Ra=100) и близкий к нему по этому параметру свет лампы накаливания (Ra≈97—99). По общепринятой классификации, значение индекса цветопередачи для индукционных ламп (Ra>80) является хорошим. В то же время низкое значение индекса цветопередачи натриевых ламп (Ra≈20—30) не позволяет снизить дискомфорт зрительного восприятия.

Срок службы индукционных ламп в силу конструктивных особенностей, а именно, из-за отсутствия изнашивающихся нитей накала и электродов, увеличен на порядок по сравнению с люминесцентными и может составлять 120 тыс. ч. При этом не исключается их дальнейшая эксплуатация вплоть до полного «выгорания» люминофора. После 100 тыс. ч работы уровень светового потока составляет 50—65% от первоначального. Длительный срок эксплуатации индукционных ламп значительно сокращает такие эксплуатационные расходы как оплата труда персонала, стоимость закупки и хранения традиционных ламп, транспортные расходы при обслуживании уличного освещения.

Превосходная светоотдача. Существующие технологии, базирующиеся на явлении электромагнитной индукции и газовом разряде, при котором излучается свет, позволяют производить лампы со светоотдачей выше 80 лм/Вт, а в перспективе этот параметр может достичь значений 300—400 лм/Вт.

К следующему достоинству индукционных ламп можно отнести отсутствие мерцаний (пульсаций) и стробоскопического эффекта за счет использования качественного электронного балласта, создающего ток с рабочей частотой 190…250 кГц, что способствует созданию комфортных условий для участников движения.

Мгновенный запуск индукционной лампы минимизирует потери электричества, позволяет оптимально использовать систему освещения. Эта возможность позволяет разрабатывать системы освещения с применением датчиков движения. Например, можно создать систему мгновенного включения освещения на транспортной магистрали там, где в определенный момент времени происходит движение транспортных средств или пешеходов. Кроме того, датчик движения может быть совмещен с датчиком уровня освещенности (сумеречным выключателем). Его настраивают на определенное значение освещенности, при котором датчик не позволит включать лампы при достаточном уровне света.

Хотелось бы обратить внимание на стабильность светового потока индукционных ламп при различных температурах окружающей среды, надежное зажигание при низких температурах до –20°С. При положительных температурах лампы зажигаются и повторно зажигаются практически мгновенно.

Для сравнения отметим, что для розжига натриевых и ртутных ламп требуется определенное время, а натриевая лампа не включается в разогретом состоянии — на ее включение требуется время
(10—15 мин).

Одной из важных характеристик индукционных ламп, на наш взгляд, является полное отсутствие зависимости срока службы ламп от количества циклов включения/выключения.

Следующей отличительной особенностью индукционных ламп является возможность диммирования (изменения интенсивности света) в диапазоне 30—100%, что позволяет применять интеллектуальные системы для управления уличным освещением. Таким образом, использование в системе управления освещением регулятора мощности вместе с астрономическим таймером позволяет добиться ещё большей экономии электроэнергии за счет регулирования яркости свечения ламп. Например, во время сумерек требуется повышенная мощность свечения, чтобы увеличить контрастность и видимость объектов, тогда как ночью для обеспечения необходимого уровня освещённости требуется меньшая мощность.

Внедрение интеллектуальных систем позволяет одновременно измерять, анализировать и снижать потребление энергии, проводить удаленные мониторинг и управление уличным освещением, что значительно снижает расходы на техническое обслуживание.

Широкий диапазон цветовых температур (2700…6500 К) от теплого белого до дневного света позволяет выбрать мягкий и естественный излучаемый свет, оптимальную подсветку в зависимости от условий освещения. Для сравнения, цветовая температура натриевых ламп — всего 1800 К, что делает невозможным цветное видение.

За счет использования в индукционных лампах амальгамы (сплава ртути с другими металлами) содержание паров ртути на два порядка ниже, чем в других газоразрядных лампах, что способствует экологической безопасности и упрощает процесс утилизации.

Платой за использование прогрессивных технологий является более высокая стоимость индукционных ламп. Эти лампы дороже, и замена на них потребует определенных единовременных капиталовложений.

Обоснование экономического эффекта лучше рассматривать для конкретной ситуации. Например, расчёт эффективности замены натриевых ламп индукционными в уличном освещении показывает почти двукратное снижение расходов за счет экономии электроэнергии, а также длительного срока службы.

Учитывая характеристики индукционных ламп, уменьшение затрат на эксплуатацию и обслуживание, возможность построения эффективных систем освещения, можно смело утверждать, что на сегодняшний день индукционные лампы являются наиболее энергоэффективным источником света, который используется в уличном освещении.

 

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *