Наше життя неможливо уявити без штучного освітлення. Для життя і роботи людям просто необхідно освітлення за допомогою ламп. Раніше для цього використовувалися тільки звичайні лампочки розжарювання.
Принцип роботи ламп розжарювання заснований на перетворенні електричної енергії, що проходить через нитку розжарювання, в світло. У лампах розжарювання вольфрамова нитка розігрівається до яскравого світіння під дією електричного струму. Температура нагрітої нитки досягає 2600-3000 град. С. Колби ламп розжарювання вакуумовані або заповнені інертним газом, в якому вольфрамова нитка не окислюється: азотом; аргон; криптон; суміші азоту, аргону, ксенону. Під час роботи лампи розжарювання сильно нагріваються.
З кожним роком потреби людства в електроенергії все більше зростають. У результаті аналізу перспектив розвитку світлотехніки експерти визнали найбільш прогресивним напрямком заміну застарілих ламп розжарювання на енергозберігаючі лампи. Експерти вважають причиною цього значну перевагу енергозберігаючих ламп останнього покоління над «гарячими».
Енергозберігаючі лампи називаються люмінесцентними лампами, які відносяться до широкої категорії газорозрядних джерел світла. Газорозрядні лампи, на відміну від ламп розжарювання, випромінюють світло за рахунок електричного розряду, що проходить через газ, що заповнює простір лампи: ультрафіолетове світіння газорозряду перетворюється на видиме для нас світло.
Енергозберігаючі лампи складаються з колби, заповненої парами ртуті й аргону, і баласту (стартера). На внутрішню поверхню колби наноситься спеціальна речовина - люмінофор. Під дією високої напруги в лампі відбувається рух електронів. Зіткнення електронів з атомами ртуті створює невидиме ультрафіолетове випромінювання, яке, проходячи через люмінофор, перетворюється у видиме світло.
Ппереваги енергозберігаючих ламп
Основною перевагою енергозберігаючих ламп є їх висока світлова віддача, яка в кілька разів перевищує світлову віддачу ламп розжарювання. Енергозберігаюча складова полягає саме в тому, що максимум електроенергії, що подається до енергозберігаючої лампи, перетворюється на світло, а в лампах розжарювання до 90% електроенергії витрачається просто на нагрівання вольфрамового дроту.
Ще одним безсумнівним плюсом енергозберігаючих ламп є термін їх служби, який визначається періодом часу від 6 до 15 тисяч годин безперервного горіння. Цей показник перевищує термін служби звичайних ламп розжарювання приблизно в 20 разів. Найбільш частою причиною виходу з ладу лампи розжарювання є згоріла нитка. Механізм енергозберігаючої лампи дозволяє уникнути цієї проблеми, завдяки чому вони мають довший термін служби.
Третя перевага енергозберігаючих ламп - це можливість вибору кольору світіння. Він може бути трьох видів: денний, природний і теплий. Чим нижча колірна температура, тим ближче колір до червоного; чим вище, тим ближче до синього.
Ще однією перевагою енергозберігаючих ламп є їх низьке тепловиділення, що дозволяє використовувати компактні люмінесцентні лампи великої потужності в крихких настінних світильниках, світильниках і люстрах. Не можна використовувати лампи розжарювання з високою температурою нагріву в них, оскільки пластикова частина патрона або дріт може оплавитися.
Наступна перевага енергозберігаючих ламп полягає в тому, що їх світло поширюється м'якше, рівномірніше, ніж у ламп розжарювання. Це пов'язано з тим, що в лампі розжарювання світло йде тільки від вольфрамової нитки, а енергозберігаюча лампа світить по всій площі. Завдяки більш рівномірному розподілу світла, енергозберігаючі лампи знижують втому людського ока.
Недоліки енергозберігаючих ламп
Є у енергозберігаючих ламп і недоліки: фаза їх розігріву триває до 2 хвилин, тобто їм знадобиться деякий час, щоб розвинути максимальну яскравість. Також мерехтять енергозберігаючі лампи.
Ще одним недоліком енергозберігаючих ламп є те, що людина може знаходитися від них на відстані не ближче 30 сантиметрів. Через високий рівень ультрафіолетового випромінювання енергозберігаючих ламп, при їх близькому розміщенні, люди з надмірною чутливістю шкіри і схильні до дерматологічних захворювань можуть завдати шкоди. Однак, якщо людина знаходиться на відстані не ближче 30 сантиметрів від ламп, шкоди їй не завдано. Також не рекомендується використовувати в житлових приміщеннях енергозберігаючі лампи потужністю понад 22 Вт, т.к. це також може негативно вплинути на людей, чия шкіра дуже чутлива.
Ще одним недоліком є те, що енергозберігаючі лампи не пристосовані для роботи в діапазоні низьких температур (-15-20ºC), а при підвищених температурах інтенсивність їх світловипромінювання знижується. Термін служби енергозберігаючих ламп суттєво залежить від режиму експлуатації, зокрема вони не люблять частих вмикань і вимикань. Конструкція енергозберігаючих ламп не дозволяє використовувати їх у світильниках, де є регулятори рівня освітлення. При падінні напруги в мережі більше ніж на 10% енергозберігаючі лампи просто не загоряються.
До недоліків можна віднести вміст ртуті і фосфору, які, хоч і в дуже малих кількостях, але присутні всередині енергозберігаючих ламп. Це не має значення, коли лампа працює, але може бути небезпечною, якщо вона розбита. З цієї ж причини енергозберігаючі лампи можна віднести до екологічно шкідливих, а тому потребують спеціальної утилізації (їх не можна викидати у сміттєпровід та вуличні сміттєві контейнери).
Ще одним недоліком енергозберігаючих ламп в порівнянні з традиційними лампами розжарювання є їх висока ціна.
Стратегії енергозбереження Європейського Союзу
У грудні 2005 року ЄС видав директиву, яка зобов’язує всі країни-члени розробити національні плани дій з енергоефективності (EEAPs – Energie-Effizienz-Actions-Plane). Відповідно до EEAPs, у наступні 9 років (з 2008 по 2017 рік) кожна з 27 країн ЄС повинна досягти щонайменше 1% щорічної економії електроенергії в усіх секторах її споживання.
За дорученням Європейської комісії схему реалізації EEAPs розробив Вуппертальський інститут (Німеччина). Починаючи з 2011 року всі країни ЄС зобов'язані суворо дотримуватися цих зобов'язань. Розробку та моніторинг реалізації планів підвищення енергоефективності систем штучного освітлення доручено спеціально створеній робочій групі – ROMS (Roll out States Member). Він був створений на початку 2007 року Європейським союзом виробників освітлювальних приладів і компонентів (CELMA) і Європейським союзом виробників джерел світла (ELC). За розрахунковими оцінками експертів цих союзів, усі 27 країн ЄС завдяки впровадженню енергоефективного освітлювального обладнання та систем мають реальні можливості для загального скорочення викидів СО2 майже на 40 млн т/рік, з яких: 20 млн т/рік CO2 – у приватному секторі; 8,0 млн т/рік CO2 – у громадських будівлях різного призначення та у сфері послуг; 8,0 млн. т/рік CO2 – у промислових будівлях і малих підприємствах; 3,5 млн тонн/рік CO2 – в установках зовнішнього освітлення в містах. Енергозбереженню також сприятиме впровадження в практику проектування освітлювальних установок нових європейських стандартів освітлення: EN 12464-1 (Освітлення внутрішніх робочих місць); EN 12464-2 (Освітлення зовнішніх робочих місць); EN 15193-1 (Енергетична оцінка будівель – Енергетичні вимоги до освітлення – оцінка потреби в енергії для освітлення).
Відповідно до статті 12 Директиви ESD (Директива про енергетичні послуги), Європейська комісія делегувала Європейському комітету стандартизації в електротехніці (CENELEC) повноваження щодо розробки конкретних стандартів енергозбереження. Ці стандарти мають передбачати гармонізовані методи розрахунку характеристик енергоефективності як будівель у цілому, так і окремих виробів, установок і систем у комплексі інженерного обладнання.
План дій у сфері енергетики, представлений Європейською Комісією в жовтні 2006 року, встановлює суворі стандарти енергоефективності для 14 груп продуктів. На початку 20 року перелік цієї продукції було збільшено до 2007 позицій. Освітлювальні прилади вуличного, офісного та побутового призначення були віднесені до товарів, що підлягають спеціальному контролю за енергозбереженням.
У червні 2007 року європейські виробники освітлювальних приладів оприлюднили деталі щодо поступового виведення з виробництва низькоефективних лампочок для побутового використання та їх повного виведення з європейського ринку до 2015 року. Згідно з розрахунками, ця ініціатива призведе до 60% скорочення викидів CO2. (на 23 мегатонни на рік) від домашнього освітлення, заощаджуючи близько 7 мільярдів євро або 63 гігават-годин електроенергії на рік.
Комісар ЄС з питань енергетики Андріс Пібалгс висловив задоволення ініціативою виробників освітлювального обладнання. У грудні 2008 року Європейська комісія вирішила відмовитися від ламп розжарювання. Відповідно до прийнятої постанови, джерела світла, які споживають багато електроенергії, будуть замінюватися на енергозберігаючі поступово:
вересень 2009 р. – заборонені матові та прозорі лампи розжарювання понад 100 Вт;
вересень 2010 р. – прозорі лампи розжарювання потужністю понад 75 Вт не допускаються;
вересень 2011 р. – заборонені прозорі лампи розжарювання понад 60 Вт;
вересень 2012 р. – введено заборону на прозорі лампи розжарювання понад 40 та 25 Вт;
Вересень 2013 р. – вводяться жорсткі вимоги до компактних люмінесцентних ламп і світлодіодних світильників;
Вересень 2016 року – вводяться жорсткі вимоги до галогенних ламп.
За оцінками експертів, у результаті переходу на енергозберігаючі лампочки споживання електроенергії в країнах Європи зменшиться на 3-4%. Міністр енергетики Франції Жан-Луї Борло оцінив потенціал економії енергії в 40 терават-годин на рік. Майже стільки ж заощадить і рішення Європейської комісії про поступову відмову від традиційних ламп розжарювання в офісах, на фабриках і на вулицях.
Стратегії енергозбереження в Росії
У 1996 році в Росії був прийнятий Закон «Про енергозбереження», який з ряду причин не запрацював. У листопаді 2008 року Держдума прийняла в першому читанні проект закону «Про енергозбереження та підвищення енергоефективності», який передбачає введення стандартів енергоефективності для пристроїв потужністю понад 3 кВт.
Метою запровадження норм, передбачених законопроектом, є підвищення енергоефективності та стимулювання енергозбереження в Російській Федерації. Відповідно до законопроекту заходи державного регулювання у сфері енергозбереження та енергоефективності здійснюються шляхом встановлення: переліку показників оцінки ефективності діяльності органів виконавчої влади суб'єктів Російської Федерації та органів місцевого самоврядування в сфера енергозбереження та енергоефективності; вимоги до виробництва та обігу енергетичних пристроїв; обмеження (заборона) у сфері виробництва з метою реалізації на території Російської Федерації та обігу в Російській Федерації енергетичних пристроїв, що допускають непродуктивне споживання енергоносіїв; вимоги до обліку виробництва, передачі та споживання енергетичних ресурсів; вимоги до енергоефективності будівель, споруд і споруд; вимоги до змісту та строків проведення енергозберігаючих заходів у житловому фонді, у тому числі для громадян – власників квартир у багатоквартирних будинках; вимоги щодо обов'язкового поширення інформації у сфері енергозбереження та енергоефективності; вимоги до реалізації інформаційно-освітніх програм у сфері енергозбереження та енергоефективності.
2 липня 2009 р. президент Росії Дмитро Медведєв, виступаючи на засіданні президії Держради з питань підвищення енергоефективності російської економіки, не виключив, що в Росії з метою підвищення енергоефективності вводиться заборона на буде запроваджено обіг ламп розжарювання.
У свою чергу міністр економічного розвитку Ельвіра Набіулліна за підсумками засідання президії Держради РФ заявила, що з січня може бути введена заборона на виробництво та обіг ламп розжарювання потужністю понад 100 Вт. 1, 2011. За словами Набіулліної, відповідні заходи передбачені законопроектом про енергоефективність, який готується до другого читання.