Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа №37

Научно-исследовательская работа по теме:

«Экономическое обоснование необходимости замены ламп накаливания на энергосберегающие лампы»

Выполнили ученики 10-Б класса

Абдулхаликов Р., Евдокименко Р.

Руководитель: Терещенко Н.В.

Таганрог 2011 г.

Содержание

1. Введение.

2. Виды искусственных источников освещения:

• Лампы накаливания

• Галогенные лампы

• Люминесцентные лампы

• Светодиодные лампы

3. Расчет экономической эффективности источников освещения.

4. Результаты социологического опроса.

5. Заключение.

6. Список использованных источников.

1. Введение

Мы живём в мире света и созданных им изображений. Свет - это жизнь. Электроэнергия поступает в наши дома с электростанций различного типа и для ее производства сжигаются уголь, нефть, газ(невозобновимые ресурсы). Экономное использование электроэнергии позволит сократить объемы использования этих энергетических ресурсов, а значит снизить выбросы вредных веществ в атмосферу, сохранить чистоту водоемом. Тем самым каждый из нас может внести свой посильный вклад в общее дело сохранения природы.Но возможно более весомым аргументом для людей 21 века является тот факт, что увеличение эффективности использования электроэнергии – это и реальный способ снизить затраты на оплату счетов за электричество. Ведь стоимость электроэнергии напрямую связана со стоимостью топлива, запасы которого ограничены и цены на которое постоянно растут.

Отказаться от использования освещения и бытовых электроприборов в современном мире невозможно. Но существуют простые способы снижения потребления электроэнергии в быту доступные каждому. Так, по оценкам специалистов около от 50 до 60% экономии электроэнергии в жилищно-бытовом секторе достигается за счет экономии на освещении. Около 7 млрд. руб. в год – таков потенциал экономии электроэнергии в России на бытовом и производственном уровне.

Использование энергосберегающих ламп в быту – это увеличение эффективности освещения, а значит реальный способ помощь природе, сэкономить энергию и собственные деньги.

Через пять лет в России будет запрещен оборот всех ламп накаливания. Лампочка должна быть экономной!

Появилось новое поколение ламп: галогенные, трубчатые и компактные люминесцентные лампы, светодиодные лампы.

Цель работы:

Проведение сравнительного анализа различных видов осветительных ламп и выяснение, насколько оправдан перевод освещения на вовсе не дешевые «энергосберегающие» лампы. Выявление чистой выгоды при использовании энергосберегающих ламп вместо ламп накаливания.

2. Виды искусственных источников освещения:

• Лампочка-«груша» - символ искусственного света.

И скусственный свет стал началом человеческой цивилизации, а лампочка-«груша» - символом искусственного света.

Старая добрая лампочка-«груша» с ее теплым приятным светом сегодня для многих продолжает оставаться символом искусственного света.

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. Лампа накаливания - нагреватель, который 95% электрической энергии преобразует в тепло, и лишь 5% в видимое излучение.

Преимущества: малая стоимость, отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации, отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе, непрерывный спектр излучения.

Недостатки: низкая световая отдача (7 до 17 лм/Вт), относительно малый срок службы (1000 ч), цветовая температура лежит только в пределах 2300-2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок, лампы обладают слепящей яркостью, отрицательно отражающейся на зрении человека, поэтому требуют применения соответствующей арматуры, ограничивающей ослепление.

• Галогенные лампы накаливания.

Галогенная лампа - заполненная газом лампа накаливания, в которой имеются вольфрамовая нить (спираль) и небольшое количество галогенидов. При наполнении лампы накаливания галогенными соединениями (к группе галогенов относятся неметаллические химические элементы фтор, хлор, бром, йод и астатин) можно избежать образования сажи на внутренней стороне стеклянной колбы.

В иды галогенных ламп:

1. Линейные двухцокольные (трубчатые) галогенные лампы c длинной спиралью, расположенной по оси кварцевой трубки.

2. Л ампы галогенные точечные без отражателя (капсульные) – самые компактные из галогенных ламп. Обычно в качестве цоколя в капсульных лампах используется сама колба с жестко фиксированными выводами из вольфрамовой проволоки. Такая малютка (капсульная галогенная лампа) дает света не меньше, чем большая лампа.

3. Л ампы галогенные с отражателем (зеркальные галогенные лампочки). Устройство зеркальных галогенных ламп отличается тем, что зеркальный отражатель вместе с цоколем приклеен к колбе лампы. Зеркальное покрытие выполняется путём напыления на стеклянный отражатель химически чистого алюминия (непрозрачное покрытие) или специального полупрозрачного покрытия.

4. I RC-галогенные лампы (сокращение IRC обозначает «инфракрасное покрытие»). IRC-галогенные лампы являются новым направлением развития галогенных ламп. На колбы таких ламп наносится специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное (тепловое) излучение и отражает его назад, к спирали.

Основные преимущества галогенных ламп по сравнению с лампами накаливания:

• галогенные лампы бoлee эффeктивнo пpeoбpазуют энepгию,

• имeют в несколько pаз бoльший cpoк cлужбы,

• пpoизвoдят бoлee яpкий бeлый cвeт,

• более качественно передают цвета освещаемых предметов,

• выпускаются в более богатом ассортименте,

• пoзвoляют лучшe упpавлять cвeтoвым пучкoм и напpавлять eгo c бoльшeй тoчнocтью,

• бoлee кoмпактны, благoдаpя чeму coздаютcя нoвыe вoзмoжнocти дизайна.

Недостатки галогенных ламп:

- до стеклянной поверхности лампы лучше не дотрагиваться голыми руками, так как на ней остаются жирные пятна, что может привести к оплавлению в этом месте стекла колбы. Лампу необходимо брать, используя кусок чистой ткани, а если колба чем-то испачкана, то нужно протереть ее медицинским спиртом;

- галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их следует включать через стабилизатор напряжения, а низковольтные - через трансформатор;

- температура колбы может достигать 500 °С, поэтому при установке ламп следует соблюдать нормы противопожарной безопасности (например, обеспечить достаточное расстояние между поверхностью перекрытия и подвесным потолком).

• Люминесцентные лампы.

Люминесцентные лампы - это разновидность газоразрядного источника света, в котором используется способность некоторых веществ (люминофоров) светиться под действием ультрафиолетового излучения электрического разряда.

1. Линейные (трубчатые) люминесцентные лампы - люминесцентные лампы в виде стеклянных трубок с двумя металлическими цоколями, наполненных парами ртути под низким давлением. Их достоинства: высокая световая отдача, достигающая 75 лм/Вт; большой срок службы, доходящий у стандартных ламп до 10000 ч.; возможность иметь источники света различного спектрального состава при лучшей для большинства типов цветопередаче, чем у ламп накаливания. Основные недостатки линейных люминесцентных ламп: ограниченная единичная мощность и большие размеры при данной мощности; относительная сложность включения; невозможность питания ламп постоянным током; зависимость характеристик от температуры окружающей среды (при температуре ниже +10 С зажигание не гарантируется).

2. Компактные люминесцентные лампы - энергосберегающей лампы (ЭСЛ)

Если "закрутить" трубку люминесцентной лампы в спираль, то получают КЛЛ – компактную люминесцентную лампу. Люминесцентные энергосберегающие лампы – качественно новый источник света.

Электронный блок (ЭПРА: электронный пускорегулирующий аппарат – балласт), который обеспечивает зажигание (пуск) и дальнейшее горение люминесцентной лампы. ЭПРА преобразует сетевое напряжение 220В в напряжение, необходимое для работы люминесцентной лампы.

Б лагодаря ЭПРА энергосберегающая

лампа зажигается без мерцания и

работает без мигания свойственного

обычным люминесцентным лампам.

Преимущества энергосберегающих

ламп: экономят до 80% электроэнергии;

срок службы до 6 раз больше, чем у обычной лампы накаливания; гарантия порядка 1 года с момента продажи на качественные энергосберегающие лампы; холодный пуск (мгновенное включение без мерцания); возможность работы при температуре от -20 до +40 C ; равномерное распределение света по колбе: не слепит глаза; ровное свечение без мерцания; высокий уровень передачи цвета (Ra=82); компактный размер (возможность использовать практически в любых светильниках, где используются лампы накаливания); теплый или дневной свет.

Основные недостатки энергосберегающих ламп: высокая стоимость, в 10 и более раз превышающая стоимость ламп накаливания; в трубке содержатся пары ртути, поэтому разбивать такую лампу категорически не рекомендуется (если такое случилось, то советуют незамедлительно и тщательно проветрить помещение, требуется специальная утилизация).

• Светодиоды - основа освещения будущего

С ветодиоды представляют собой полупроводниковые приборы (с одним pn-переходом) непосредственно преобразующие с высоким КПД электрическую энергию в энергию оптического излучения. Это излучение, в отличие от тепловых источников света, имеет более узкий спектр, вследствие чего излучение в видимой области спектра воспринимается человеческим глазом как одноцветное. Его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного полупроводника. [4] Материалом для светодиода используется нитрид галлиума (синий), тостид галлиума (желтый или зеленый). Для инфракрасного - соединения индиума.

Светодиод - низковольтный прибор. Обычный светодиод, применяемый для индикации, потребляет от 2 до 4В постоянного напряжения при токе до 50 мА. Светодиод, который используется для освещения, потребляет такое же напряжение, но ток выше - от нескольких сотен мА до 1А в проекте. В светодиодном модуле отдельные светодиоды могут быть включены последовательно, и суммарное напряжение оказывается более высоким (обычно 12 или 24 В).

В отличие от ламп накаливания и люминесцентных ламп, все лампы светодиодные не имеют нитей накаливания, которые могут перегореть, не содержат ртути и других, вредных для здоровья, веществ. Светодиодные источники света безотказно работают при температуре от – 60 до +60⁰С, не чувствительны к любым изменениям в электросетях.

Современное состояние светодиодных технологий позволяет использовать светодиоды в лампах со стандартными размерами цоколей, что в свою очередь влечет за собой возможность замены ламп накаливания на светодиодные лампы.

Светодиоды обладают целым набором положительных качеств:

1. Исключительно высокой надёжностью, определяемой высоким сроком службы (35 лет!).

2. Высокой световой отдачей, соизмеримой со световой отдачей наиболее эффективных разрядных источников света (на 90% экономичнее самых маленьких 15Вт галогеновых лампочек).

3. Малыми габаритными размерами.

4. Высокой насыщенностью цвета излучения (другими словами, излучение светодиодов - очень чистых и насыщенных цветовых оттенков).

5. Отсутствием в спектре излучения ультрафиолетовой и инфракрасной составляющих.

6. Очень высокой устойчивостью к механическим нагрузкам.

7. Способностью работать в широком диапазоне температур окружающей среды.

8. Экологической безопасностью, связанной с отсутствием ртути и других вредных веществ.

9. Простотой схемой включения и управления.

Недостатки:

1. Высокая стоимость светодиодов – пожалуй, главный их недостаток по сравнению с другими источниками света. Однако не будем забывать, что дорогие LED-изделия, то есть светодиоды, окупают свою стоимость сроком службы. И хотя цена светодиодного модуля остается выше стоимости неоновой лампы такой же яркости практически в два раза, производители во всем мире работают над удешевлением светодиодной продукции, продолжая наращивать мощности и темпы производства. Если посчитать совокупные затраты на приобретение и эксплуатацию источников света за длительный временной промежуток, окажется, что затраты на светодиоды будут в 2 - 2,5 раза ниже затрат на обычные лампы.

2. Миниатюрность – не всегда достоинство, особенно для светильников. Скажем, для создания объемных светящихся букв больших размеров необходимо объединить в группы множество отдельных светодиодов – только так можно получить яркий и насыщенный свет, привлекающий внимание. Для таких целей необходимо создавать унифицированные модули: один или два светодиода. Из них можно сконструировать практически любой рекламный образ.