Повышение энергоэффективности народного хозяйства России

Annotation. Every year about 4.5 billion kWh are spent on street lighting in Russia. The potential for energy savings in this area is more than 50 percent. Such a significant scale makes us seriously think about the mass introduction of modern energy-efficient systems in outdoor lighting.

Переход       на       качественно       новый       уровень энергоэффективногоосвещения диктуется как потребностями экономики России, срочно нуждающейся в повышении энергоэффективности всего народного хозяйства, так и заботой об экологии и здоровье каждого жителя нашей страны. Применение светодиодной техники изменяет саму точку зрения на принципы освещения. Максимально приближенные по спектру к солнечному свету, дающие равномерное освещение поверхности и не содержащие таких вредных веществ, как ртуть, светодиодные светильники в ближайшие годы станут стандартом качественного освещения улиц, жилищ, производственных помещений, спортивных объектов и всей среды обитания человека.

В настоящее время при модернизации освещения низкоэффективные и морально устаревшие лампы накаливания в большинстве случаев заменяют на дуговые ртутные (ДРЛ), металлогалогенные (МГЛ) и натриевые газоразрядные лампы (ДНаТ). По сравнению со своими предшественниками они имеют большую энергоэффективность и срок службы, но, как и все газоразрядные лампы, заключают в себе ряд традиционных недостатков. Одним из наиболее характерных недостатков является долгий выход на рабочий режим (в металлогалогенных - до 3-х мин.). Также необходимо соблюдать ограничения по числу циклов включения-выключения, так как это сильно влияет на срок службы. Эти характеристики не позволяют полноценно интегрировать данные типы ламп в интеллектуальные системы управления освещением.

Помимо этого, есть недостатки, присущие конкретному типу лампы. Например, натриевые газоразрядные лампы светят желтым или оранжевым светом, в конце срока их службы спектр излучения изменяется и варьируется от темно-оранжевого до красного и имеет низкую цветопередачу, менее 30. С такими лампами невозможно воссоздать спектр дневного света, наиболее комфортного для человеческого зрения. Качество напряжения в сетях не позволяет натриевой лампе высокого давления выйти на заявленный срок службы в 4-5 лет, в среднем такие лампы выходят из строя уже через два года эксплуатации. Лампы ДРЛ обладают меньшей светоотдачей по сравнению с лампами ДНаТ, но, в отличие от них, не требуют для зажигания дополнительных высоковольтных запускающих устройств.

Светодиодные системы относятся к более современным и энергоэффективным системам освещения.

Светильник на основе светодиодов российского производства мощностью 80 Вт дает уровень освещения эквивалентный светильнику с лампой накаливания мощностью 300 Вт, металлогалогенной лампой -250 Вт, лампой ДРЛ - 125 Вт.

Светодиодные технологии окупаются не только за счет уменьшения энергопотребления. Срок службы светодиодов составляет до 50 тыс. ч. беспрерывной работы. Их использование позволяет минимизировать и остальные составляющие эксплуатационных расходов. Сокращаются ежемесячные затраты на приобретение новых ламп взамен перегоревших и средства на работы по замене ламп.

Светодиодная техника не содержит вредных веществ, таких как ртуть, не наносит вред окружающей среде и не требует специальной утилизации. Сокращение затрат на утилизацию делает светильники еще более экономически выгодными, особенно для регионов, где отсутствует четкая инфраструктура по переработке опасных отходов. Таким образом, по сравнению с обслуживанием устаревшего оборудования текущие затраты на обслуживание светодиодов снижаются многократно.

Благодаря иной, чем у тепловых и газоразрядных ламп, технологии получения света, светодиодные источники обладают рядом характеристик, делающих их оптимальными для наружного освещения.

Светодиоды - это твердотельный источник освещения. Они отлично переносят низкие температуры, в отличие от ламп накаливания, которые не могут выйти на рабочий режим, когда нить накаливания не может нагреться до необходимой температуры, и в отличие от газоразрядных ламп, которые при низких температурах начинают мерцать. Целесообразность использования светодиодных светильников в регионах России с низкими зимними температурами резко возрастает.

К положительному качеству для наружного освещения можно отнести отсутствие стекла в самом светодиоде. В зависимости от необходимого типа диаграммы направленности света в большинстве случаев в светильнике не требуется установка рассеивателя. Рассеиватель в традиционных светильниках увеличивает потери светового потока, и, чем грязнее со временем становится рассеиватель, тем больше сокращается световой поток.

Современные светильники, благодаря направленному свету светодиодов, также способны решить проблему светового загрязнения, вызванную неоптимальной и неэффективной конструкцией многих систем освещения. Световое загрязнение является одной из многочисленных проблем, порожденных глобализацией и промышленным развитием человечества. Оно ведет к расточительству энергии и нарушению устоявшейся экосистемы, в том числе влияет и на здоровье человека, нарушая его биологические часы.

Наиболее важной характеристикой для светодиодов, как для источника наружного освещения будущего, является их полная интеграция в интеллектуальные системы управления, которые позволяют достичь максимально возможной экономии электроэнергии благодаря мониторингу ситуации и внедряемым сценариям включения и регулировки света.

В настоящее время уже реализован ряд проектов по наружному освещению в различных регионах России. Целесообразность использования светодиодов в приборах наружного освещения была доказана на практике.

На нескольких улицах города Кодинск Красноярского края и города Трёхгорный Челябинской обл. были выполнены проекты организации наружного освещения с применением светодиодных светильников российской компании, открывшей в ноябре 2010 г. в Санкт-Петербурге современное высокотехнологичное производство светодиодов, ставшее самым крупным в странах СНГ и Восточной Европы.

Оба города можно отнести к районным центрам с населением в среднем 20-50 тыс. жителей.

На улице Советской г. Кодинск Красноярского края на протяжении двух километров взамен морально устаревшего и физически износившегося оборудования с дуговыми ртутными лампами были установлены 46 светодиодных светильников.

Для соответствия нормативам освещенности шаг между опорами со светодиодными светильниками должен был составлять порядка 40 м. Установка светодиодного освещения на старые опоры позволила сохранить яркость освещения на прежнем уровне, и при этом потребление электроэнергии уменьшилось более чем на 60%. Значительно снизились расходы городского бюджета.

С учетом снижения эксплуатационных расходов и затрат на электроэнергию расчетный срок окупаемости данного проекта составляет 4,5 года. Срок службы светильников порядка 10-12 лет при работе не менее 10 ч в сутки.

Этот проект является первым реализованным проектом по наружному светодиодному освещению в Красноярском крае. Генеральный подрядчик «Красноярская региональная энергетическая компания» намерен продолжить внедрение современных технологий освещения на территории края, в том числе и в Красноярске.

В г. Трёхгорный светодиодные светильники были внедрены в рамках ремонта сетей наружного освещения. Всего было установлено 79 светодиодных модульных энергосберегающих светильников вдоль улиц Гоголя, Насонкина, Путевая в поселке Станционный. Стандартные светильники подключили к дистанционной автоматизированной системе управления уличным освещением, которая представляет собой аппаратнопрограммный комплекс, позволяющий организовать учет электроэнергии, контролировать состояние сетей уличного (наружного) освещения, осуществлять диагностику оборудования. По словам главы г. Трёхгорныйа, простой экономический подсчет показал, что применение светодиодных светильников позволит сократить расходы на оплату электроэнергии в 5-7

раз, а средства, потраченные на капитальный ремонт сетей наружного освещения, окупятся уже через три года. И это только начало, поскольку экономически целесообразно: позволяет экономить электричество и расходную часть городской казны».

В обоих проектах светодиодные светильники мощностью 80 Вт устанавливались на стандартные опоры высотой 6-8 м.

Шаг между опорами в заданных условиях составляет не более 40 м, что обеспечивает необходимый уровень освещенности.

Данные светильники обладают уровнем защиты IP 66: полная пылезащищенность и устойчивость к сильным потокам воды. Уровень защиты был подобран в соответствии с климатом регионов, запыленностью и загазованностью воздуха в данных районах.

Таким образом, используемые светодиодные светильники превосходят другие установки в части экономии электроэнергии и сокращении эксплуатационных расходов.

Помимо этого, технические характеристики делают использование светодиодов более удобным источником света для наружного освещения, чем лампы накаливания, ДРЛ, ДНаТ и металлогалогенные.

Единственной проблемой, стоящей на пути массового внедрения светодиодной светотехники в области наружного освещения, остается относительно высокая начальная стоимость, которая нивелируется стоимостью владения, а также низкими расходами на эксплуатацию и утилизацию.

Если принять во внимание быстрое уменьшение цен на предназначенные для наружного освещения светодиодные светильники и постоянное улучшение технических характеристик самих светодиодов, то можно ожидать, что светодиодные светильники в самое ближайшее время найдут широкое применение в области наружного освещения.