Энергосберегающие лампы: за и против

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 13»

городского округа город Октябрьский Республики Башкортостан

Энергосберегающие лампы: за и против

г. Октябрьский

2012 год

Оглавление

1. Введение: актуальность проблемы……………………………………..3
2. История возникновения ламп…………………………………………..4
3. Сравнительная характеристика ламп…………………….…………....7
4. Достоинства и недостатки ламп………………………………………11
5. Практическая часть……………………………………………………14
6. Заключение………………………………………………………….…15
7. Литература…………………………………………………………..…18
8. Приложения……………………………………………………………19

Введение: актуальность проблемы

Президент России Д.А. Медведев 23 ноября 2009 года подписал принятый ранее Госдумой закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», сокращенно: Федеральный Закон об энергосбережении 261-ФЗ. Согласно этому документу, с 1 января 2011 года на территории страны не допускается продажа электрических ламп накаливания мощностью 100 Вт и более; с 1 января 2013 года – электроламп мощностью 75 Вт и более, а с 1 января 2014 года – ламп мощностью 25 Вт и более. Это планируется реализовать в связи с выдвинутыми Президентом требованиями о снижении на 40 % энергоемкости отечественной экономики до 2020 года.

Во всем развитом мире происходит отказ от традиционных лампочек накаливания. И не только отказ, но и законодательное запрещение применения этих источников света. С 2009 по 2012 год по таким законам традиционные лампы накаливания запрещены в Великобритании, Евросоюзе, Австралии и США.

В России с каждым годом все больше не хватает электроэнергии. По прогнозам энергетиков, удвоение генерации электроэнергии произойдет не ранее, чем через 15 лет. Поэтому цены на электроэнергию постоянно растут и будут стремиться достигнуть среднеевропейских – 9 руб/кВтч. Но есть простой путь как добиться экономии электроэнергии и снизить затраты на ее покупку. Эксперты установили,  что если в одной Москве и только в квартирах заменить обычные лампы на энергосберегающие, то можно получить экономию электроэнергии, равную 30 % мощности крупнейшей в России Саяно-Шушенской ГЭС.

Источников света появилось так много, что перед людьми встал вопрос, какой же выбрать источник света, так как у каждого есть свои плюсы и минусы. Готовы ли мы сегодня отказаться от традиционных ламп накаливания и перейти на энергосберегающие лампы?

Изучив  различные  источники, проведя социологический опрос и наблюдения в собственной квартире и школе, я решила обобщить изученное, выделить плюсы и минусы энергосберегающих ламп, и понять, на самом ли деле энергосберегающие лампы экономичны, полезны ли они или от них больше вреда.

Цель работы: показать на сколько экономичны энергосберегающие лампы, выявить все достоинства и  недостатки таких ламп, научить правильно утилизировать непригодные к использованию лампы.

Для осуществления цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить историю изобретения ламп;
2. Действительно ли преимущества  люминесцентных ламп так велики, что можно решить все их недостатки;
3. Исследовать информационные источники о достоинствах и недостатках энергосберегающих лапм;
4. Провести социологический опрос обучающихся МБОУ «СОШ № 13» по проблеме грядущей замене ламп накаливания на энергосберегающие.

В ходе исследования,  поставленные задачи были выполнены. Для этого использовались методы:

1. Сбор информации;
2. Анализ собранной информации (литературы) по данному вопросу;
3. Изучение строение энергосберегающей лампы;
4. Сравнительная характеристика различных ламп;
5. Исследование как утилизировать использованные лампы и куда их потом сдавать.

История возникновения ламп

Первым предком лампы дневного света были газоразрядные лампы. Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар. Считается, что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 год. Генрих Гайсслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. 23 июня 1891 года Никола Тесла запатентовал  систему электрического освещения  газоразрядными лампами (патент № 454,622), которая состояла из источника высокого напряжения высокой частоты и газоразрядных аргоновых ламп запатентованных им ранее (патент № 355,787 от 9 февраля 1886 г. выдан United States Patent Office). Аргоновые лампы используются и в настоящее время. В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение. В 1894 году М.Ф.Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный свет. В 1901 году Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет сине-зеленого цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Но ее конструкция была очень близка к современной и имела намного более высокую эффективность , чем лампы Гайсслера и Эдисона. В 1026 году Эдмунд Гермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбужденной плазмой в более однородно бело-цветной свет. Э.Гермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Гермера, и под руководством Джорджа Э.Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году. В СССР считается изобретателем лампы академик С.И.Вавилов. Под его руководством был разработан люминофор, преобразующий ультрафиолетовое излучение в видимое. В 1951 году Сергей Вавилов вместе с рядом других ученых за разработку люминесцентных ламп был удостоен Государственной премии СССР.

Сравнительная характеристика ламп

На сегодняшний день рынок светотехнической техники предлагает огромный выбор ламп.

Перед нами возникает вопрос: какую лампу выбрать. Рассмотрим два вида ламп – лампу накаливания и люминесцентную (энергосберегающую) лампу, сравним их энергоэффективность, возможность энергосбережения и безопасность.

Лампа накаливания – это самый распространенный вид источника света. Они широко применяются в освещении различных типов помещений.  В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника (нити накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Температура вольфрамовой нити накала резко возрастает после включения тока. Нить излучает электромагнитное тепловое излучение. Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура была порядка нескольких тысяч градусов (5770 К). В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления: вольфрам (3010 °С), осмий (3045 °С). Самый распространенный вид ламп накаливания имеет цоколь Е27. До 2015 года, по решению правительства Российской Федерации, массовое производство ламп накаливания будет ступенчато прекращено.

Энергосберегающие лампы – это обычные неоновые лампы. Раньше они применялись на всех заводах и фабриках в подвесных светильниках. Современные лампы стали более компактными, подходят для любого типа светильников, включаются быстрее, не моргают и не гудят, как старые. Цвет ламп характеризуются цветовой температурой, измеряемой в градусах Кельвина. Энергосберегающие лампы состоят из: колбы, наполненной парами ртути и аргоном, пускорегулирующего устройства (стартера).  На внутреннюю поверхность колбы нанесено специальное вещество, называемое люминофор.  Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет. Цветность этого света зависит от состава люминофора. Можно сказать, что от качества люминофора зависит эффективность лампы, т.к. именно люминофор определяет ее светотехнические параметры. При производстве компактных люминесцентных ламп используются трех и пятислойные люминофоры из редкоземельных элементов. Такие люминофоры примерно в 30 – 40 раз дороже тех, что используются в обычных линейных люминесцентных лампах. Они могут работать при более высоких поверхностных плотностях облучения. За счет этого получилось уменьшить диаметр разрядной трубки лампы. Для сокращения длины лампы разрядную трубку разделили на несколько соединенных между собой коротких участков.

Модельный ряд люминесцентных ламп представлен широко. Но наиболее  распространенными типами энергосберегающих ламп являются два типа: первый тип имеет вид трех дуг, укрепленных в мощном корпусе; второй тип представляет люминесцентную трубку, свернутую в спираль.

Сравним некоторые характеристики ламп:

Достоинства  и недостатки ламп

Главными недостатками энергосберегающих ламп, на мой взгляд, являются  - их высокая стоимость: цена одной энергосберегающей лампы колеблется в пределах от 80 до 250 рублей в зависимости от производства ( китайское, российское или качественные импортные изделия);

- Неэкологичность: в трубке содержатся пары ртути. Разбивать такую лампу категорически не рекомендуется: есть опасность отравления ртутью из разбитой колбы, а также опасность загрязнения интерьера – ртуть легко адсорбируется различными материалами. Одна разбитая лампа способна заразить несколько тысяч кубометров воздуха. Но эту проблему ведущие производители решают с помощью амальгамной технологии. В колбу вместо жидкой ртути вводится металлический сплав, ртуть из которого при атмосферном давлении и комнатной температуре почти не испаряется. Кроме того, шарик сплава находится в специальном отростке и не выпадает из разбитой лампы. Благодаря этому не требуется трудоемкая демеркуризация,  достаточно собрать осколки и проветрить помещение.

- Проблемы с утилизацией. При покупке клиенту не сообщают, что делать с люминесцентными лампами, вышедшими из строя, и куда их потом девать.  Основные претензии состоят в том, что «в России отсутствует система утилизации ртутьсодержащих ламп», поэтому их широкое применение опасно. Сразу отмечу, что это не так. Система утилизации опасных отходов (в том числе и люминесцентных ламп) в стране есть и вполне исправно действует. В нашем городе - это ООО «Грин», но они принимают лампы только от предприятий, магазинов в большом количестве и по цене за одну лампу от 10 до 16 руб. За прошлый год собрали 40 800 шт. Принятые лампы помещают в специальные контейнеры и перевозят в город Чебоксары, где на  специальном предприятии их перерабатывают. Пока нет в нашем городе системы приема перегоревших ламп у населения.

Практическая часть

Но не смотря на все недостатки у энергосберегающих ламп есть одно большое достоинство – это экономия электроэнергии.

 Для проверки своей выдвинутой гипотезы, я решила рассчитать, какая выходит экономия электроэнергии при использовании энергосберегающих ламп.

Исходные данные:

- Цены на электроэнергию сегодня    1, 91 руб.  за кВт∙ч.  Кроме того учтем, что каждый  следующий год цена будет расти  примерно  на 15% (из-за инфляции).

- Среднее время работы энергосберегающей лампы 4000 – 6000 часов. Для расчета возьмем 5000 часов.
- Среднее время работы  лампы накаливания  1000 часов.
- Ежедневно лампы горят около 3 часов. Следовательно, в  год лампа горит 1000 часов, таким образом,  энергосберегающей лампы хватит  в среднем на 5 лет. За 5 лет у нас сгорит 25 обычных ламп.
Рассмотрим экономию электроэнергии на примере  люстры с  5 лампами.

Выгода  для семейного бюджета использования таких ламп налицо. И даже если финансы сразу не позволяют заменить все лампочки в доме, делайте это постепенно, и с каждым месяцем вы будете убеждаться в правильности своего выбора.

Также в качестве эксперимента я записывала показания счетчика в течение недели, чтобы подсчитать средний расход электроэнергии моей семьей за неделю. Результаты отразила в таблице:

По моим  расчетам  в среднем за неделю обычная семья потребляет 37 кВт∙ч энергии. Если сократить потребление энергии одной семьи на 30 %, получим 26 кВт∙ч энергии. В году таких недель 52. С экономией потребление в год составит около  1352 кВт∙ч электроэнергии, занимаясь напрасным расточительством  около 1924 кВт∙ч.  Экономия за год составит примерно 572  кВт∙ч, что составляет примерно 1000 рублей в год.

Среди обучающихся МБОУ «СОШ № 13» я провела социологический опрос по выявлению энергосберегающих ламп в квартирах. Выяснила, что чуть меньше половины опрошенных (44 %) используют энергосберегающие лампы и таким образом экономят электроэнергию.

Заключение  

Проблема энергосбережения в нашей стране в настоящее время крайне актуальна. Энергосберегающие лампы врываются в нашу жизнь. Количество видов ламп постоянно увеличивается, меняется стоимость, да и вездесущая реклама призывает «перепрофилироваться» потребителя именно на эти лампы, оставив в прошлом обычные лампы накаливания.

На  основании  своих исследований, изученных  материалов СМИ,  я  могу  сделать  вывод,  что с точки зрения экономии электроэнергии и денежных средств  энергосберегающие лампы более предпочтительны. На сегодняшний день энергосберегающие лампы пользуются очень большим спросом. Их применение более выгодно. Но не  все население  знает  о плюсах и минусах  энергосберегающих ламп. Полностью перейти на новый вид ламп мешает психологический фактор «привычности» и осторожного отношения ко всему новому. Несмотря на то, что цена на них выше, все равно, за счет экономии электроэнергии   энергосберегающая лампа окупится  в быстрые сроки.

 Я считаю, что экономить энергию должно все человечество и каждый человек в отдельности. Пусть  каждый  из нас  начнет это делать сегодня, и результат не заставит  себя долго  ждать. Счет  на оплату   электроэнергии  приятно  обрадует своей незначительностью.

 Но необходимо следовать всем мерам осторожности и обращать внимание на условия эксплуатации энергосберегающих ламп; соблюдать правила утилизации  - утилизировать в специальные пунктах по сбору или демеркуризации.

Литература

1. Свободная энциклопедия интернета wikipedia.ru.
2. Новостные источники Интернета.
3. Материалы журнала «Физика в школе».
4. portfolio.1september.ru.
5. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Айзенберга Ю.Б., 2-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 2000.
6. В.Б. Вейнберг, Д. К. Саттаров. Лампы дневного света «Машиностроение» - 2005 год.
7. В. В. Мешков. Энергосбережение в освещении. М. Энергоатом, 2003 год

Приложение 1

Устройство лампы накаливания

1 - колба; 2 - полость колбы (вакуумированная или наполненная газом); 3 - тело накала; 4, 5 - электроды (токовые вводы); 6 - крючки-держатели тела накала; 7 - ножка лампы; 8 - внешнее звено токоввода, предохранитель; 9 - корпус цоколя; 10 - изолятор цоколя (стекло); 11 - контакт донышка цоколя.

Приложение 2

Компактная люминесцентная лампа

Лампы дневного света

                                                                                                     Приложение 3

      Генрих Гайсслер                                                     Томас Эдисон

       Эдмунд Джермер                                           Сергей Иванович Вавилов

М.В.Ломоноов                                                                      Питер Купер Хьюитт  

Приложение 4

Международная маркировка по цветопередаче и цветовой температуре