Индукционные лампы — новое энергоэффективное решение в уличном освещении


Макареня Сергей, Рудковский Павел,
под общей редакцией Фомина Николая

В настоящее время сложно представить 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.

9.png

В качестве осветительного оборудования, как правило, применяются различные модели уличных светильников и светильников общего использования, 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 тоже 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, имеющий место при вождении автомобиля в условиях искусственного освещения, приводит к утомлению глаз, и как следствие к увеличению количества аварий.

10.png

Особенно сильно видимость ухудшается во время сумерек. Например, в европейской части России сумерки навигационные, т.е. когда центр Солнца находится ниже горизонта от 6 до 12 градусов, как следствие этого, продолжительность сумерек составляет около 2 часов. В период сумерек естественного освещения уже недостаточно для нормальной жизнедеятельности, что требует включения искусственного освещения. Все объекты «окрашиваются» в серые полутона, и для обеспечения нормальной видимости от источника света требуется не только высокая светоотдача, но и спектр света, максимально приближенный к естественному.

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 восприятие) 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 – отсутствие изнашивающихся нитей накала и электродов, увеличен на порядок по сравнению с люминисцентными и может составлять 120 000 часов. При этом не исключается их дальнейшая эксплуатация вплоть до полного «выгорания» люминофора. После 100 000 часов работы уровень светового потока составляет (50-65)% от первоначального. Длительный срок эксплуатации индукционных ламп значительно сокращает эксплутационные расходы такие 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 для излучения света, позволяют производить лампы со светоотдачей свыше 80лм/Вт, а в перспективе этот параметр может достичь значения 300-400лм/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- 250кГц, что способствует созданию комфортных условий для участников движения.

Мгновенный запуск индукционной лампы минимизирует потери электричества, позволяет оптимально использовать систему освещения. Это дает возможность построения системы освещения с применением датчиков движения. Например, мгновенное включение освещения на транспортной магистрали в тех местах, где происходит движение транспортных средств или пешеходов. Кроме того, датчик движения может быть совмещен с датчиком уровня освещенности (он же сумеречный выключатель). Его настраивают на определенное значение освещенности, при котором датчик не позволит включать лампы при достаточном уровне света.

13.png

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

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

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) от 30% до 100%, что позволяет применять интеллектуальные системы для управления уличным освещением. Т.е. использование в системе управления освещением регулятора мощности вместе с астрономическим таймером позволяет добиться ёще большей экономии электроэнергии за счет регулирования яркости свечения ламп. Например, во время сумерек нужна повышенная мощность свечения для увеличения контрастности и видимости объектов, тогда как ночью для обеспечения нужного 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 (2700-6500К) 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 1800К, 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 2-кратное снижение расходов за счет экономии электроэнергии, а также длительного срока службы.

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


220015, Республика Беларусь, г. Минск, пр. Пушкина, 29Б, ТЧУП «ФЭК»
Тел./факс: +375 (17) 210-21-89, тел.:+375 (29) 370-90-92,+375 (29) 274-17-13
email: lighting@fek.by
www.fek.lt

ЗАО "Фаворит-ЭК" Адрес для отправки почтовых отправлений: 109029, г. Москва, а/я 48
105318, г. Москва, пл. Семёновская, д.7
Тел/факс: +7 (495) 627 76 24
email: info@favorit-ec.ru
www.favorit-ec.ru 

3.png