Современные энергоэффективные технологии в освещении
Публикация в журнале "Строительство инвестиции бизнес" №10 2009 год
В последнее время все чаще мы слышим призывы к экономии энергетических ресурсов в различных отраслях народного хозяйства, будь то тепловая или электрическая энергия [1]. Сегодняшняя экономическая ситуация только повышает актуальность темы повышения энергоэффективности как в промышленности, там и в сфере ЖКХ. Нерациональное использование тепловой и электрической энергии приводит к увеличению стоимости производимой предприятиями продукции, а для каждого из нас, к постоянному росту счетов за потребляемую для нужд нашего дома энергию. Зачастую, виной тому высокий процент износа существующих электрических и тепловых сетей, расходующих энергию на разогрев атмосферы при транспортировке, а не по прямому назначению. Но основная причина в том, что мы не умеем экономить. Причем экономия должна быть комплексной, начиная от этапа проектирования объектов и заканчивая вводом в эксплуатацию.
В европейских странах, где стоимость энергоресурсов в разы дороже, чем в России, действует ряд целевых программ, стимулирующих внедрение энергосберегающих технологий. К примеру, с этого года в Евросоюзе запрещена продажа ламп накаливания мощностью более 100 Вт, и государством датируется замена существующих энергоемких систем освещения на энергоэффективные. Также большое внимание уделяется энергосберегающим технологиям в строительстве с применением современных материалов [2,3]. Ведь экономия электроэнергии на этапе строительства позволяет снизить затраты на возведение, а значит и себестоимость квадратного метра, что должно привести к снижению его рыночной стоимости.
2 июля 2009 года в Архангельске Президент Российской Федерации Дмитрий Анатольевич Медведев на заседании Государственного Совета дал распоряжение подготовить ряд законодательных мер, направленных на повышение энергоэффективности российской экономики. Одними из первых поставленных задач являются использование альтернативных источников энергии и ограничение производства и реализации ламп накаливания. Можно предположить, что высшее руководство страны ориентируется на зарубежный опыт, тем более что уже сейчас можно видеть положительные результаты работы зарубежных программ в области энергосбережения. Открытыми остаются два вопроса: «Какие альтернативные источники энергии использовать, и чем заменить лапы накаливания в освещении?»
Альтернативные или возобновляемые источники энергии - это тема для отдельной статьи, а если говорить об экономии электроэнергии, то 20% общемирового потребления составляют системы искусственного освещения [4]. Еще в 80-е годы в США и европейских государствах были затрачены значительные средства на переход в системах искусственного освещения от самых распространенных источников света - ламп накаливания, к энергоэффективным компактным люминесцентным лампам. В России, переживающей в те годы не простые времена, было не до энергосбережения, тем более что особенного дефицита электроэнергии, в связи со спадом производства, страна не испытывала.
За последние 20 лет зарубежные страны достигли успехов не только во внедрении энергоэффективных систем в освещении, но и в разработке и производстве принципиально новых источников света. К одним из самых перспективных и динамично развивающихся источников света можно отнести мощные полупроводниковые светодиоды или, как их еще называют, полупроводниковые лампы. Области применения мощных светодиодов, первые промышленные образцы которых появились в 2003 - 2004 годах, существенно расширились. Еще совсем недавно светодиоды ассоциировались в основном с индикацией в электронных приборах, информационных экранах и бегущих строках, то сейчас они уже успешно применяются, например, на транспорте - в светофорах, дорожных знаках, а также в автомобильной промышленности, где успешно используются в габаритных фонарях и сигналах торможения.
Светодиоды появились и в освещении, но применение их в этой области пока остается относительно новым направлением. Причина в том, что эффективность мощных светодиодов в 2004 году была незначительно выше, чем у обычной галогенной лампы, и только в 2007 году светодиоды сравнялись по эффективности с люминесцентными лампами. Сегодня светодиоды являются бесспорным лидером по эффективности среди всех искусственных источников света и продолжают активно развиваться [5,6]. Но эффективность не единственное достоинство светодиодов. В сравнении с компактной люминесцентной лампой у светодиодов значительно больший срок службы, более 50 000 против 20 000 часов, а главное - это экологическая чистота производства и эксплуатации. Не секрет, что любая люминесцентная лампа содержит ртуть и по окончании срока службы подлежит обязательной платной утилизации в специальных пунктах. Светодиоды производятся с применением стабильных материалов (карбида кремния, сапфира, нитрида галлия и т.д.), которые экологически безопасны и не требуют обязательной утилизации.
В России также ведутся работы по разработке и производству собственных светодиодов. Одним из первых производителей светодиодов является ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника» в Санкт-Петербурге. В 2008 году при участии ГК «Роснано» совместно с ФГУП «ПО «УОМЗ» и группой «Онексим» открыт проект по запуску серийного производства российских светодиодов компанией «OptoGan». Однако, на сегодняшний день успехи, которых удалось добиться этим компаниям, более чем скромные, и говорить о конкурентной способности российских светодиодов не приходится.
Основным недостатком светодиодов, как и любой новой технологии, является высокая начальная стоимость, но уже сейчас светильник на светодиодах, в сравнении со светильником на лампе накаливания, для нужд ЖКХ окупается в России за полтора года, при сроке службы до 10 лет [7]. И это с учетом относительно низкой стоимости электроэнергии. С каждым годом электроэнергия будет только дорожать, а цена светильников на светодиодах будет снижаться, что будет сокращать сроки окупаемости и способствовать массовому внедрению. Но далеко не все системы освещения можно перевести на светодиоды. К основным направлениям, в которых уже сегодня внедряются светильники на светодиодах, можно отнести архитектурно-художественную подсветку зданий, освещение нежилых вспомогательных помещений, освещение объектов ЖКХ и частично производственные освещения. В ближайшие 2 года можно ожидать массового внедрения светильников уличного освещения на светодиодах. Сейчас опытные образцы уличных светильников проходят расширенные эксплуатационные испытания под пристальным наблюдением специалистов.
Кроме этого, сегодня в Москве реализовано несколько различных опытных проектов по внедрению систем освещения с применением светодиодов [5-7]. Среди них стоит отметить освещение в 2007 году левого крыла подземного пешеходного перехода через проспект Мира около станции метро «Рижская». По данным ГУП «Моссвет» в течение 2-х лет здесь не зафиксировано ни одного выхода светильников из строя, а экономия электроэнергии составила 25%. Отсюда следует, что светодиоды позволяют не только экономить электроэнергию, но и существенно снижают эксплуатационные расходы [7]. Другим примером успешного внедрения светодиодов можно считать архитектурно-художественную подсветку фасадов жилого комплекса «Миракс Парк» на проспекте Вернадского и комплекса «Золотые ключи» на Мосфильмовской улице. На этих объектах надежность светильников имела решающее значение, так как работы по обслуживанию светильников на высотных зданиях требуют значительных затрат.
Сегодня зарубежные страны начали процесс перехода в освещении от ламп накаливания и ртутьсодержащих компактных люминесцентных ламп к светодиодам. И Россия оказалась в более выгодном положении. Почти 80% систем освещения в нашей стране построены на лампах накаливания, и мы можем начать их модернизацию уже с применением светодиодов, исключив промежуточный этап внедрения компактных люминесцентных ламп. Это поможет значительно сократить вложения и обеспечить эффективное использование электроэнергии в освещении благодаря использованию самых современных технологий [4]. Нам остается только привыкнуть к мысли, что без стартовых вложений не будет экономии и если не изменить существующего подхода к системам освещения, достичь поставленных высшим руководством России целей, скорее всего, не удастся.
- С.Лесков. Фарадей против Наполеона. Известия. Март 2007 г.
- А.Волок. Энергию надо беречь! Строительство, 2008, №1-2, стр. 39.
- А.Г.Полищук, В.Г.Терехов, А.Н.Туркин. Светодиодные светильники в строительстве. Строительство, 2008, №3-4, стр. 32
- Ю.Б.Айзенберг. Энергосбережение - одна из важнейших проблем современной светотехники. Светотехника, 2007, №6, стр. 6 - 10.
- А.Полищук, А.Туркин. Перспективы применения светильников со светодиодами для энергосберегающего освещения. Энергосбережение, №2, стр. 52, 2008.
- А.Полищук, А.Туркин. Светодиодные светильники - эффективный метод решения проблемы энергосбережения. Энергосбережение, №3, стр. 30-31, 2008.
- С.Гужов, А.Полищук, А.Туркин. Концепция применения светильников со светодиодами совместно с традиционными источниками света. СТА, №1, стр. 14-18, 2008.