Индукционная лампа — альтернатива ртутным, натриевым, металлогалогенным лампам


В настоящее время экономия электроэнергии становится нормой технологической и экономической политики многих стран. В мире на освещение тратится в среднем пятая часть всей вырабатываемой электроэнергии, а в северных странах этот уровень еще выше. При этом основная часть приходится на уличное, промышленное освещение, освещение торгово-производственных площадей.

По данным зарубежных источников стоимость освещения складывается из составляющих, представленных на рисунке 1.

4.jpg

Рисунок 1

Из диаграммы видно, что в стоимости освещения доминирует цена электроэнергии. Возникает вопрос: как снизить эту статью расходов в 2-3, а то и в 10 раз? Задача энергосбережения может быть решена при помощи источника света, созданного на базе инновационных технологий, – индукционной лампы.


Индукционная лампа представляет собой безэлектродную люминесцентную лампу, принцип работы которой базируется на явлении электромагнитной индукции и газовом разряде для излучения света. Отсутствие нитей накаливания и подогреваемых катодов значительно увеличивает срок службы лампы.

Индукционная лампа состоит из трёх основных частей: газоразрядной трубки, электронного балласта (генератора высокочастотного тока) и магнитного кольца с индукционной катушкой. Схематически конструкция индукционной лампы представлена на рисунке 2.

5.png
Рисунок 2

По сути, она представляет собой трансформатор, в котором роль вторичной обмотки играет колба лампы, заполненная газом. Магнитное поле, создаваемое двумя катушками, порождает электрическое поле в замкнутом витке (колбе лампы). Оно, в свою очередь, порождает электрический ток, который разогревает плазму, излучающую в ультрафиолетовом диапазоне.


Внешний вид индукционных ламп представлен на рисунке 3. Прямоугольная индукционная лампа мощностью 150Вт имеет размеры Д320хШ140хВ99 мм. Круглая индукционная лампа мощностью 150Вт имеет размеры Ø274xВ99 мм. Лампы от разных производителей могут иметь незначительное расхождение в размерах.

8.jpg

Рисунок 3

По сравнению с другими источниками света индукционная лампа имеет ряд существенных преимуществ:

  • длительный срок службы (благодаря безэлектродному исполнению и качественному электронному балласту срок службы значительно выше, чем у традиционных источников света, и составляет свыше 60 000 часов);
  • превосходная светоотдача (составляет свыше 80 лм/Вт, а существующие технологии позволяют создать лампу со светоотдачей порядка 300-400 лм/Вт);
  • высокий уровень светового потока после длительного использования (после 60 000 часов уровень светового потока составляет свыше 80% от первоначального);
  • энергосбережение: при одинаковой освещенности потребляет на 40-50% меньше электроэнергии, чем металлогалогенная лампа, в 10-13 раз эффективнее, чем лампа накаливания;
  • мгновенное включение/выключение (отсутствует время ожидания между переключениями, что является хорошим преимуществом перед ртутной лампой, для которой требуется время остывания 5-15 минут после внезапного отключения электросети);
  • высокий индекс цветопередачи (Ra>80, что благоприятно сказывается на восприятии оттенков цветов, в отличие от натриевых ламп (Ra>30), которым присущ оранжевый оттенок света и неестественная цветопередача);
  • широкая линейка номинальных напряжений (120/220/277/347В, 12/24DC) и мощностей (12 – 500 Вт);
  • широкий диапазон цветовых температур (2700К – 6500К) от теплого белого до дневного света, мягкий и естественный излучаемый свет;
  • отсутствие мерцаний (рабочая частота от 190кГц до 250кГц в зависимости от моделей, благоприятные условия для комфортной работы, особенно при работе на станках с вращающимися элементами);
  • низкая температура нагрева лампы (ниже 85°С);
  • широкий диапазон рабочих температур (-40°С ~ +50°С);
  • возможность диммирования (изменения интенсивности света) от 30% до 100%;
  • высокий коэффициент мощности балласта (λ>0,95);
  • низкие гармонические искажения (THD<5%);
  • экологичность продукта (содержание паров ртути значительно меньше, чем в обычной люминесцентной лампе).

В таблице 1 представлены характеристики индукционной лампы в сравнении с другими типами ламп.

Таблица 1

Параметр

Разновидности ламп

Индукционная

Металлогалогенная

Натриевая

Ртутная

Светоотдача*, лм/Вт

>80;

Видимая 150Plm/W

>40;

Видимая 70Plm/W

>40…100;

Видимая 30…80Plm/W

>30…50;

Видимая 25…40Plm/W

Срок службы*, час

60 000 – 120 000

3 000 – 12 000

3 000 – 20 000

3 000 – 6 000

Гарантия*, лет

5

1

1

1

Снижение уровня светового потока (%) после 2000ч

<4%

<40%

<30%

<45%

Температура лампы, °С

<85

>250

>250

>250

Индекс цветопередачи, Ra

>80

>60

>30

>25

Повторный запуск через, минут

Немедленно

5-15

5-15

5-15

Мерцания

Отсутствуют

Есть

Есть

Есть

*Значения могут отличаться у разных моделей (в таблице приведены средние значения)

Из таблицы следует, что индукционные лампы имеют лучшие характеристики, чем другие традиционные источники света.


Платой за использование наиболее прогрессивных технологий является более высокая стоимость индукционных ламп. Эти лампы дороже и их замена потребует определенных единовременных капиталовложений. Возникает вопрос об экономической целесообразности замены катодных ламп индукционными. В таблице 2 приведены варианты замены традиционных ламп на индукционные.

Таблица 2

Замена традиционных ламп на индукционные лампы (ориентировочные цифры)

Традиционная
лампа

Лампа

Металлогалогенная

Натриевая

Ртутная

Мощность, Вт

70

100

150

250

400

70

100

150

250

400

80

100

160

250

400

Индукционная
лампа

Мощность, Вт

40

40

80

120

200

40

40

80

120

200

40

40

60

100

150

В данной таблице представлены справочные данные. Практически, например, ртутная лампа 400Вт может быть заменена на индукционную 130Вт, но в связи с тем, что такой стандартной мощности нет, взята лампа с запасом мощности – 150Вт. Выбор лампы непосредственно зависит от параметров помещения и требуемой освещенности, возможна комбинация с различными мощностями ламп.

Рассмотрим различные варианты использования индукционных ламп и других источников света.

Уличное освещение. Параметры улицы: длина 3 км, расстояние между опорами 30 метров, двухстороннее расположение светильников, количество светильников – 200шт.:

Таблица 4

Уличное освещение. Замена натриевых ламп на индукционные лампы

Параметр

Освещение на натриевых лампах

Освещение на индукционных лампах

Источник света

Номинальная мощность, Вт

Потребляемая мощность, Вт

Количество, шт

Номинальная мощность, Вт

Потребляемая мощность, Вт

Количество, шт

400

480

200

200

216

200

Потребление электроэнергии

28 800 кВт·ч/месяц

12 960 кВт·ч/месяц

345 600 кВт·ч/год

155 520 кВт·ч/год

Экономия электроэнергии

15 840 кВт·ч/месяц

190 080 кВт·ч/год

1 900 800 кВт·ч/10лет

Стоимость электроэнергии

28 800 кВт·ч*150р = 4 320 000 р/месяц

12 960 кВт·ч*150р = 1 944 000 р/месяц

51 840 000 р/год

23 328 000 р/год

Экономия средств

28 512 000 р/год

285 120 000 р/10лет

Экономия, %

55%

При расчетах учитывалось, что светильник работает по 10ч в день;
Стоимость электроэнергии выбрана 150р/кВт·ч.

Вывод: использование индукционных ламп вместо натриевых позволяет снизить расходы на электроэнергию более чем в 2 раза (без учета расходов на замену ламп).


Промышленное освещение. Параметры помещения: высота подвеса светильников 6-8 м, трехрядное расположение светильников, количество светильников – 90шт.:

Таблица 4

Промышленное освещение. Замена ртутных ламп на индукционные лампы

Параметр

Освещение на ртутных лампах

Освещение на индукционных лампах

Источник света

Номинальная мощность, Вт

Потребляемая мощность, Вт

Количество, шт

Номинальная мощность, Вт

Потребляемая мощность, Вт

Количество, шт

400

480

90

150

162

90

Потребление энергии

31 104 кВт·ч/месяц

10 497,6 кВт·ч/месяц

373 248 кВт·ч/год

125 971,2 кВт·ч/год

Экономия энергии

20 606,4 кВт·ч/месяц

247 276,8 кВт·ч/год

2 472 768 кВт·ч/10лет

Стоимость электроэнергии

28 800 кВт·ч*150р = 4 665 600 р/месяц

10 497,6 кВт·ч*150р = 1 574 640 р/месяц

55 987 200 р/год

18 895 680 р/год

Экономия средств

37 091 520 р/год

370 915 200 р/10лет

Экономия, %

67%


При расчетах учитывалось, что светильник работает по 24ч в день;
Стоимость электроэнергии выбрана 150р/кВт·ч.

Вывод: использование индукционных ламп вместо ртутных позволяет снизить расходы на электроэнергию более чем в 3 раза (без учета расходов на замену ламп).


Результат впечатляет! А ведь таких уличных светильников в городе не 200 и на крупном промышленном предприятии светильников не 90, а во много раз больше. Также следует учитывать затраты на обслуживание светильников. Например, на замену уличной лампы выезжает оборудованная подъемником машина и бригада рабочих, для замены в цеху подвесной лампы требуется частично остановить цех. Зарплата рабочим, стоимость горючесмазочных материалов в сумме составляют достаточно большую статью затрат по обслуживанию светильников с традиционными лампами. Учитывая, что срок службы индукционной лампы в 10 раз больше, следовательно и эти затраты будут ниже при использовании индукционной лампы. Также следует помнить, что за период 60000 - 120000 часов, которым определяется срок службы индукционной лампы, придется сменить более 6-10 штук традиционных ламп.

Вывод очевиден: использование в освещении индукционных ламп позволяет окупить денежные вложения спустя 1,5-2 года, значительно снизить потребление электроэнергии, уменьшить количество используемых ламп и стоимость технического обслуживания.


Индукционные лампы применяются для наружного и внутреннего освещения, особенно в местах, где требуется хорошее освещение с высокой светоотдачей и цветопередачей: улицы, магистрали, туннели, промышленные и складские помещения, производственные цеха, аэропорты, стадионы, железнодорожные станции, автозаправочные станции, автостоянки, подсветка зданий, торговые помещения, супермаркеты, выставочные залы, павильоны, учебные заведения. Для различного применения есть широкий спектр светильников с индукционными лампами.

В заключении следует отметить, что решение задачи, связанной с усовершенствованием осветительных устройств для наружного и внутреннего освещения зданий и сооружений будет способствовать значительной экономии электроэнергии в каждом городе и населенном пункте Республики Беларусь.

Будем рады ответить Вам на интересующие вопросы по подбору и приобретению индукционной и светодиодной светотехники. Мы готовы оказать Вам помощь.


3.png