Исследовательская работа по теме Энергетические лампы: плюсы и минусы

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
Новосибирской области
«Татарский политехнический колледж»
Исследовательская работа по теме
«Энергосберегающие лампы: плюсы и минусы»



Михно Алексей Юрьевич,
2 курс, 21 группа
Научный руководитель:
Воронина И.Ю.,
преподаватель первой
квалификационной категории
2015г.
Содержание
Введение………………………………………………………………………………………………..
Глава 1. Сравнительная характеристика разновидностей энергосберегающих ламп
и ламп накаливания по энергосберегающим качествам и относительно безопасности окружающей среды.
1.1.Обычная лампа накаливания………………………………………………………………………
1.2.Галогеновые лампы накаливания…………………………………………………………………
1.3.Люминесцентная лампа……………………………………………………………………………
1.4.Светодиодные лампы………………………………………………………………………………
1.5. Характеристика энергосберегающих ламп относительно безопасности окружающей среды и здоровья………………………………………………………………………………………………
1.6. Утилизация энергосберегающих ламп…………………………………………………………….
1.7. Экологическая опасность ртути и ртутных соединений……………………………………….
Выводы по первой главе……………………………………………………………………………….
Глава 2.Сравнительный анализ экономичности использования энергосберегающих ламп……..
Выводы по второй главе………………………………………………………………………………
Заключение…………………………………………………………………………………………….
Библиографический список…………………………………………………………………………..

Приложения……………………………………………………………………………………………



Введение
Проблема разумного использования природных ресурсов является одной из наиболее острых проблем человечества. Актуальность экологических проблем, связанных с добычей энергетических ресурсов с каждым годом становится очевиднее. Одной из современных экономических мер по использованию природных ресурсов является экономное использование электроэнергии.
Потребности человечества в электроэнергии с каждым годом увеличиваются. Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп. В результате анализа перспектив развития технологий освещения, наиболее прогрессивным направлением эксперты признали замену устаревших ламп накаливания энергосберегающими лампами.
Энергосберегающие лампы не критиковал разве что ленивый. Они «содержат ртуть и вредны для здоровья», они «антинародны», «радиоактивны», « дорогое удовольствие», одним словом – «плохо». C удвоенной силой дискуссии разгорелись после того, как в силу вступил новый пункт закона «Об энергосбережении» от 1января 2011года, который запрещает оборот ламп накаливания мощностью 100 Вт и более. В СМИ вокруг энергосберегающих ламп разгорелась настоящая информационная война. Итак, энергосберегающие лампы – это плохо или хорошо?
Объект исследования энергосберегающие лампы.
Предмет исследования: свойства энергосберегающих ламп относительно безопасности окружающей среды и здоровья человека, а так же экономии энергетических ресурсов.
Цель исследования: изучить влияние энергосберегающих ламп на людей и окружающую среду, определить все «плюсы» и «минусы» использования энергосберегающих ламп.
В качестве гипотезы исследования рассматриваем утверждение о том, что использование энергосберегающих ламп эффективно в экономии энергетических ресурсов и безопасно для здоровья человека.
Задачи исследования
1. Изучить преимущества и недостатки энергосберегающих ламп.
2. Определить уровень распространенности использования энергосберегающих ламп в быту и процент осведомленности людей о влиянии энергосберегающих ламп на окружающую среду на здоровье человека.
3. Провести сравнительный анализ экономичности использования энергосберегающих ламп в образовательном учреждении.
4. Привлечь внимание общественности к проблемам экономии энергии и сохранения экологии окружающей среды.
Методы исследования: анализ теоретических источников информации, анкетирование сравнительный анализ, наблюдение.
Глава 1. Сравнительная характеристика разновидностей энергосберегающих ламп и ламп накаливания по энергосберегающим качествам и относительно безопасности окружающей среды
1.1. Обычные лампы накаливания
Обычные лампы накаливания - это электрический источник света, который излучает световой поток.
Рисунок 1.
В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника (тела накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Температура тела накала резко возрастает после включения тока. Тело накала излучает электромагнитное тепловое излучение в соответствии с законом Планка. Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, часть уходит в результате процессов теплопроводности и конвекции. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения КПД лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех чистых металлов (3693 К). При практически достижимых температурах 2300—2900 °C излучается далеко не белый и не дневной свет. По этой причине лампы накаливания испускают свет, который кажется более «жёлто-красным», чем дневной свет. Для характеристики качества света используется т. н. цветовая температура.
В обычном воздухе при таких температурах вольфрам мгновенно превратился бы в оксид. По этой причине тело накала помещено в колбу, из которой в процессе изготовления лампы откачивается воздух. В настоящее время только лампы малой мощности (для ламп общего назначения — до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе. Колбы более мощных ламп наполняют инертным газом (азотом, аргоном или криптоном). Повышенное давление в колбе газополных ламп резко уменьшает скорость испарения вольфрама, благодаря чему не только увеличивается срок службы лампы, но и есть возможность повысить температуру тела накаливания, что позволяет повысить КПД и приблизить спектр излучения к белому.
Характеристика свойств по экономическим и энергосберегающим качествам
Плюсы:
- низкая цена (от 10 до 15руб.);
- невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения;
- приятный и привычный в быту спектр;
-отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации.
Минусы:
- низкая световая отдача (8-10лм.Вт), лампа отдаёт около 5% потребляемой энергии, остальное уходит на обогрев помещения;
- относительно малый срок службы (всего до 1000 часов);
- низкая стойкость к механически воздействиям;
- представляют пожарную опасность.
1.2.Галогенные лампы накаливания
Галогеновые лампы – это усовершенствованная модель обыкновенной лампы накаливания, и свет в них получается за счет накала тонкой вольфрамовой нити.

Рисунок 2.
В то же время они имеют свою особенность: этот вид ламп содержит в газе-наполнителе небольшие добавки галогенов (бром, хлор, йод) или их комбинации. При помощи добавок возможно в определенном температурном режиме практически полностью устранить такой процесс, как потемнение колбы и обусловленное этим уменьшение светового потока. Вот почему размер колбы в ГЛН может быть сильно уменьшен, вследствие чего, с одной стороны, можно повысить давление в газе-наполнителе, а с другой стороны, сделать возможным применение дорогих инертных газов в качестве газов-наполнителей. Принцип работы галогенных ламп - вылетающие с раскаленной спирали атомы вольфрама не долетают до стенок колбы (за счет чего и снижается почернение лампы), а возвращаются обратно химическим путем. Это явление получило название галогенного цикла. Технология не безупречна. Здесь дело в том, что атомы вольфрама, испарившиеся с одного участка спирали, возвращаются галогенами на другие участки. Рано или поздно в галогенной лампе начинаются те же процессы, что и в простой лампе накаливания, то есть какой-то участок спирали становится достаточно тонким, его температура заметно повышается и испарение в этом месте спирали еще больше увеличивается. Это неизбежно ведет к перегоранию. Номинальное напряжение галогенных ламп делится на две группы: низкое (6, 12 или 24 В) и высокое (от 110 до 240 В). Согласно этому делению, различают галогенные лампы низкого и высокого напряжения. Диапазон мощностей практически соответствует диапазону у обычных ламп накаливания (от 1 до 5000-10 000 Вт). Стандартным сроком службы сетевых и многих низковольтных галогенных ламп принято считать период, равный 2000 ч. Этот же параметр у отдельных низковольтных моделей может достигать 4000 ч. Механические воздействия на лампы в процессе эксплуатации, а также частые включения и выключения с вашей стороны сокращают их срок службы. Цветовая температура галогенных ламп выше, чем у хорошо знакомых традиционных ламп накаливания. Она составляет 3000-3200 К.
Характеристика свойств по экономическим и энергосберегающим качествам
Плюсы:
- умеренная цена (от 15 до 120руб.);
- невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения;
- приятный и привычный в быту спектр;
-отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации.
Минусы:
- низкая световая отдача(12-18лм.Вт);
- браться за поверхность стекла лампы пальцами нельзя - она тут же перегорит (даже если вы потрогали холодную лампочку);
- высокая температура (колба галогеновой лампы нагревается до высокой температуры, причиной чего является большая светоотдача и сильный разогрев вольфрамовой нити);
- малый срок службы (всего до 2000 часов).
1.3. Люминесцентная лампа
Люминесцентная лампа – это трубка, свернутая в спираль или змейку, и наполненная парами ртути и инертным газом (аргоном). На стенки трубки нанесен люминофор. Пары ртути под действием электрического разряда начинают излучать ультрафиолетовые лучи, а те в свою очередь заставляют нанесенный на стенки трубки люминофор излучать свет. В цоколь лампы помещается ЭПРА (электронная пускорегулирующая аппаратура), которая обеспечивает старт такой лампы. Состоит лампа из 3 основных компонентов: цоколя, люминесцентной лампы и электронного блока. Нити накаливания в такой лампе нет, что увеличивает ее срок службы от 6 до 15 раз. Электронный блок (ЭПРА: электронный пускорегулирующий аппарат) обеспечивает зажигание (пуск) и дальнейшее горение люминесцентной лампы. ЭПРА преобразует сетевое напряжение 220 в напряжение, необходимое для работы люминесцентной лампы. 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.


Рисунок 3.
Характеристика свойств по экономическим и энергосберегающим качествам
Плюсы:
- большой срок службы: декларированное время 10-15 тысяч часов;
- высокая светоотдача (50-70 лм.Вт), потребляют в 5 раз меньше электричества;
- заводская гарантия на люминесцентные лампы;
- стабильный световой поток при пульсациях напряжения питания, устраняя тем самым эффект усталости глаз;
- допускается использование ламп там, где есть ограничения температуры, так как эти лампы практически не нагреваются;
- стойкость к механическим воздействиям.
Минусы:
- высокая стоимость (от 200 и выше);
-присутствие токсичных компонентов (ртуть).
1.4. Светодиодные лампы
Светодиодные лампы или светодиодные светильники - это электрические приборы, у которых в качестве источника света используются светодиоды. Часто с названием "светодиодная лампа" можно увидеть аббревиатуру LED, означает она - light emmiting diode (LED), полупроводниковый прибор, преобразующий электрический ток в световое излучение.

Рисунок 4.
Конструктивно светодиодные лампы состоят из светодиодов, корпуса и электронного драйвера. Из-за простоты конструкции светодиодные лампы могут иметь самые разнообразные формы.
Характеристика свойств по экономическим и энергосберегающим качествам
Плюсы:
- большой срок службы: декларированное время от 100 - 200 тысяч часов и более;
- максимальная световая отдача (120-140 лс.Вт), отсутствуют высокочастотные пульсации светового потока (мерцание) и ультрафиолетовое излучение;
- высокая виброустойчивость и ударопрочность, так как отсутствует нить накаливания;
- хороший спектральный состав света, близкий к солнечному, возможность регулировки интенсивности освещения и изменения цвета светодиодов;
- стойкость к механическим воздействиям;
-отсутствие токсичных компонентов, нет необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации.
Минусы:
- высокая стоимость ламп (от 200-500руб, некоторые экземпляры дот 4000тыс.руб.)
1.5.Характеристика энергосберегающих люминесцентных ламп относительно безопасности окружающей среды и здоровья человека
Вред энергосберегающих ламп вызывает споры с момента ее изобретения. Один из самых первых аргументов – опасность для глаз, причина, пульсация светового потока, сейчас она совершенно отсутствует, поскольку современные энергосберегающие лампы выполнены таким образом, что в них исключена пульсация светового потока. Это достигнуто благодаря особому встроенному электронному элементу – ПРА. В настоящее время для лучшего «самочувствия» глаз имеет смысл приобретать лампочки со свечением уровня 2400К-2700К, которые дают белый теплый свет, приближенный к красной цветовой палитре (он дает привычный желтоватый оттенок). Также специалисты подтвердили, что световой поток от ламп накаливания намного вреднее для зрения, чем от энергосберегающих лампочек, поскольку у последних он более ровный и сглаженный.
Еще одно опасение – вред от УФ-излучения. Безусловно, ультрафиолет участвует в образовании светового потока, однако не способен пройти сквозь стандартное силикатное стекло, которое и служит основой для изготовления ламп подобного типа: УФ-лучи проходят только сквозь кварцевое стекло. Следовательно, говорить об энергосберегающих лампочках как об источнике ультрафиолетового излучения не совсем корректно, даже с учетом тонкого стекла. К тому же они вкручиваются под стеклянные колпаки и плафоны светильников, представляющие для лучей УФ еще одно непреодолимое препятствие (ведь никто не загорает в доме перед закрытым окном, так как стекло не пропускает ультрафиолет).
Содержание ртути. Да, пары ртути в них имеются, однако в невероятно ничтожном объеме. В большинстве современных энергосберегающих ламп ртуть содержится не в чистом виде, а в виде связывающего амальгамного раствора, причем в очень малых количествах (менее 3 мг). Это позволяет свести к минимуму возможность попадания металла в воздух и, следовательно, обезопасить здоровье человека. Например, чтобы получить точно такой же отрицательный эффект как от одного разбитого стандартного термометра для измерения температуры, нужно поломать в закрытом помещении не менее 500 энергосберегающих лампочек. То есть содержание ртути в градуснике в сотни раз превышает уровень 1энергосберегающей лампочки: в нем содержится порядка 2 граммов ртути, а в лампе – 1…4 миллиграмма. Следовательно, пользование энергосберегающими лампочками не более «опасно и вредно», чем присутствие в домашней аптечке медицинского градусника. Главное – правильное обращение с энергосберегающими лампочками.
1.6. Утилизация энергосберегающих ламп
Энергосберегающие лампы требуют специальной утилизации (демеркуризация) из-за содержания паров ртути. Их запрещается выбрасывать и разбивать. Но с другой стороны при покупке продавцы не указывают, куда их сдавать после истечения срока эксплуатации и выхода из строя, хотя торговые точки могут принимать энергосберегающие лампы обратно, чтобы по цепочке отправить тому же производителю. На некоторых упаковках отмечаются пункты по утилизации, но они располагаются централизованно в определенном месте и среднестатистический потребитель вряд ли отправиться сдавать отработанную энергосберегающую лампочку за пару сотен километров от дома.
В соответствии с п. 2 ст. 13 Федерального закона от 24 июня 1998 года № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» на территориях муниципальных образований организацию деятельности в области обращения с отходами (деятельность по сбору, накоплению, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов) осуществляют органы местного самоуправления. В 2009 году разработана Генеральная схема очистки территории г. Новосибирска, где отражены вопросы централизованной сети сбора и переработки отработанных ламп.
Предприятия, имеющие лицензии на деятельность по сбору, обезвреживанию, транспортировке, размещению ртутьсодержащих отходов и осуществляющие прием данного вида отходов от предприятий, учреждений и жителей города:
Центр по утилизации ртутьсодержащих отходов СФО: - ООО «СибРтуть»: г.Новосибирск, ул. Тайгинская, 7 , телефон 263-33-12, 263-63-62, факс 274-89-86; http://www.sibhg.ru- ООО «Экорт»: г.Новосибирск, ул. Б. Хмельницкого, 138, т. 274-89-69, 274-95-18, 8-961-219-76-62; http://www.td-lit.ru  Жители нашего города Татарска могут отнести перегоревшие люминесцентные лампы в свой районный РЭУ, где установлены специальные контейнеры. Там их должны бесплатно принять.
1.7.Экологическая опасность ртути и ртутных соединений
Загрязнения бытовыми и промышленными отходами существенно влияют на экологическую обстановку мест проживания. К опасным отходам относят вышедшие из строя ртуть содержащие приборы, в том числе люминесцентные лампы. Не производя над ними демеркуризации (т.е. очистки от ртути), и население, и предприятия выбрасывают их на свалки. Загрязненность окружающей среды ртутью и ртутными соединениями – одна из серьезных проблем. Как же влияет ртуть на здоровье человека? Какие заболевания вызывает?
Всемирная организация здравоохранения относит ртуть, отличающуюся разнообразным спектром негативного воздействия на живые организмы, к самым распространенным и опасным токсикантам для окружающей среды. Ртуть принадлежит к числу тиоловых ядов, блокирующих сульфгидрильные группы белковых соединений и этим нарушающих белковый обмен и ферментативную деятельность организма. С точки зрения патологии человека, ртуть отличается большим разнообразием проявлений токсического действия в зависимости от свойств веществ, в виде которых она поступает в организм (пары металлической ртути, неорганические или органические соединения), путей поступления и дозы.
Основные пути воздействия ртути на человека связаны с:
- вдыханием паров металлической ртути, находящихся в воздухе;
- использованием пищевых продуктов, содержащих производные ртути;
- потреблением питьевой воды, загрязненной ртутью.
Возможны и другие, случайные, но нередкие в обыденной жизни пути воздействия ртути: через кожу, при купании в загрязненном водоеме и т.д. При вдыхании ртутные пары поглощаются и накапливаются в мозге и почках. В организме человека задерживается примерно 80 % вдыхаемых паров ртути. В желудочно-кишечном тракте происходит практически полное всасывание органических соединений ртути. У беременных женщин ртуть преодолевает плацентарный барьер, поражая плод.
При воздействии ртути на человека возможны:
- острые отравления (проявляются быстро и резко, обычно при больших дозах - более 0,1 мг/куб.м.);
- хронические отравления (вызываются влиянием малых доз ртути в течение относительно длительного времени – не более сотых долей мг/куб.м).
При острых отравлениях соединениями ртути наблюдаются следующие симптомы: поражения слизистых оболочек пищеварительного тракта, возбуждение, а затем угнетение центральной нервной системы, падение кровяного давления; в последующем развивается тяжелое поражение почек. Вдыхание паров ртути сопровождается симптомами острого бронхита, бронхиолита и (при сильном воздействии) пневмонии. Наблюдаются изменения в крови и повышенное выделение ртути с мочой.
При хронических отравлениях: общее недомогание, потеря аппетита, поносы, исхудание, раздражительность; развивается апатия, эмоциональная неустойчивость (ртутная неврастения), появляются головные боли, головокружение, бессонница; возникает состояние с повышенной психической возбудимостью (ртутный эретизм), нарушается память. Длительное воздействие характеризуется появлением астеновегетативного синдрома с отчетливым ртутным тремором (дрожание рук, языка, век, даже ног и всего тела), неустойчивым пульсом, тахикардией, психическими нарушениями.
Следует также отметить, что токсический эффект при воздействии малых доз ртути может быть скрытым, и симптомы отравления могут проявиться лишь через несколько лет. Особую опасность представляют органические соединения ртути. Микроорганизмы в загрязненной ртутью воде легко переводят неорганические соединения ртути в ион метилртути. Эти ионы активно абсорбируются и попадают в кровь, мозг, вызывая кумулятивные и необратимые нарушения в организме. Важнейшие признаки отравления ими – тяжелое поражение центральной нервной системы, атаксия (расстройство согласованности в сокращении различных групп мышц), нарушения зрения, парастезия (ощущения онемения, покалывания, ползания мурашек и т.д.), дизартрия (расстройство речи), нарушение слуха, боль в конечностях.
Нарушения, вызываемые органическими производными ртути, практически необратимы и требуют чрезвычайно длительного лечения.
Выводы по первой главе
Анализ теоретических источников позволил сделать следующие выводы:
1. К достоинствам ламп накаливания и галогеновых ламп можно отнести их дешевизну, мягкий спектр цвета. Недостатков же гораздо больше: высокое энергопотребление, короткий срок эксплуатации (в десять раз по сравнению с энергосберегающими люминесцентными и светодиодными лампами).
2.Люминесцентные лампы обладают энергосберегающей функцией. Срок эксплуатации достигает 10000 - 15000 часов. Они характеризуются хорошей цветопередачей и большой мощностью светового потока. Так, по сравнению со 100-ватная лампочкой накаливания 20-ваттная энергосберегающая лампа выдаёт такую же яркость. Есть у люминесцентных ламп и свои отрицательные стороны. Сравнительно высокая стоимость и определённые трудности с утилизацией отработанных ртутьсодержащих ламп (приложение 1).
3. Светодиодная лампа преобразует в свет до 90% потребляемого электричества, практически не выделяет тепла и, как следствие, пожаробезопасна. Светодиоды отличаются высокой прочностью, так же не содержат опасных для экологии веществ. Срок эксплуатации светодиодной лампы' достигает 100000 часов. У светодиодных лампочек недостатков практически нет. Благодаря своим техническим характеристикам они продолжают набирать популярность среди потребителей.
4. Энергосберегающие люминесцентные лампы содержат ртуть, не в чистом виде, а в виде связывающего амальгамного раствора, в небольших количествах (менее 3 мг), поэтому требуют специальной утилизации (демеркуризация). При правильной эксплуатации безопасны для здоровья человека и окружающей среды.5. Энергосберегающие люминесцентные лампы, вышедшие из строя, относят к опасным бытовым отходам. Не производя над ними демеркуризации, население, предприятия выбрасывают их на свалки, что существенно влияет на экологическую обстановку мест проживания и здоровье человека. Загрязненность окружающей среды ртутью и ртутными соединениями, вызывают впоследствии острые и хронические отравления.
Практическая часть
В связи с реализацией Программы энергосбережения и необходимостью экономии, как энергетических, так и материальных ресурсов, возникла необходимость замены ламп накаливания на энергосберегающие лампы.
В рамках исследовательской работы мы провели оценку годовой экономии от внедрения мероприятий по замене ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы в натуральном и денежном выражении в учебном корпусе №2 ГАПОУ НСО «Татарский политехнический колледж».
Сведения об учреждении
1.Количество помещений с временным пребыванием людей – 7.
2.Количество и мощность ламп накаливания в помещениях с временным пребыванием людей (для каждого помещения):
Количество ламп – 15 шт., из них мощностью:
- 200 Вт. – 4 шт.
- 100 Вт. – 6 шт.
- 60 Вт. - 5 шт.
Итого: мощность ламп накаливания составляет 1700 Вт.
3.Число часов работы системы освещения – 8 ч.
4.Тариф на электрическую энергию (Т) = 2,60 руб.
5.Число рабочих дней учреждения в году – 249 дней.
Цель: оценить эффективность мероприятия по экономии электрической энергии в помещениях Учебного корпуса №2 ГАПОУ НСО «Татарский политехнический колледж» путем замены ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) в соответствии с Программой энергосбережения.
Расчет эффективности мероприятия в натуральном и денежном выражении
Освещение в помещениях фойе, кабинетах администрации, подсобном помещении управляется обычными механическими выключателями. В этих помещениях существует потребность в работе осветительных приборов в течение всего рабочего времени, в связи с тем, что освещённость в помещениях не соответствует санитарным нормам вследствие недостаточности естественного освещения (окна в здании расположены на северную сторону).
Человеческий фактор (забывчивость персонала) – причина постоянной работы осветительных приборов в течение рабочего дня в указанных помещениях.
Шаг 1. Расчетное потребление электроэнергии на освещение помещений с временным пребыванием людей составляет, кВтч:
(1)
где N[шт.]– количество ламп накаливания в местах с пребыванием людей; Рлн[Вт]– мощность лампы накаливания; τ[ч] – время работы системы освещения; z – число рабочих дней в году.
Замена ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы позволила снизить использование электроэнергии на работу осветительных установок.
Шаг 2.Расход электроэнергии на освещение мест с временным пребыванием людей после замены ламп составит, кВтч:
(2)
где Рклл[Вт]– мощность компактной люминесцентной лампы; τа[ч]– время работы системы освещения.
Шаг 3.Экономия электроэнергии при внедрении мероприятий равна, кВтч:
(3)
Шаг 4.Годовая экономия в денежном выражении составила, тыс. руб.:
(4)
где TЭЭ[руб./кВтч]– тариф на электрическую энергию.
Расчёт
Необходимые данные:
Временное пребывание людей характерно для семи помещений.
Всего в указанных помещениях было установлено 15 ламп накаливания, средней единичной мощностью 100 Вт.
Замена ламп накаливания производится в соответствии по соотносимой мощности ламп накаливания по замене на компактные люминесцентные лампы:
- 200Вт. лампа накаливания - 35Вт. люминесцентная компактная – 4 штуки;
- 100Вт. лампа накаливания - 18Вт. люминесцентная компактная – 6 штук;
- 60Вт. лампа накаливания - 11Вт. люминесцентная компактная – 5 штук.
Суммарная мощность заменённых ламп составляет:
Wклл = 35 · 4 +18· 6 +11 · 5= 303 Вт.
Система освещения в помещениях работает в течение всего рабочего дня, который составляет 8 часов.
Тариф на электрическую энергию
Т = 2,60 руб./кВтч.
Число рабочих дней учреждения в году – 249 дней.
Расчет расхода электроэнергии на освещение помещений пребыванием людей до замены ламп кВтч:
Wлн = (200 · 4 +100·6 +60·5) ·8 · 249: 1000=3386,4 Квт- ч Замена ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы позволила получить расход электроэнергии, кВт-ч.:
Wклл = N·Pклл·τа·ᴢ·10-3=(35 ·4+18 ·6+11·5) ·8·249: 10-3 = 603,58 Квт-ч. Экономия электроэнергии при внедрении мероприятий равна, кВтч:
∆W=Wлн–Wклл= 3386,4-603,58=2782,82Квт.ч Годовая экономия в денежном выражении составила:
∆Э =Wлн · Tээ ·10-3 = 2782,82 · 2,60 =7235,33 руб.
Оценка срока окупаемости мероприятия
Зачастую для оценки инвестиционной привлекательности мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности достаточно использовать такой критерий, как простой срок окупаемости.
Простой срок окупаемости (количество периодов):
(1)
где Et – экономия в период времени (на этапе t),
Inv – инвестиции (капитальные вложения) в проект.
При замене ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы достигается экономия в размере 7235,33руб. Объем инвестиций в данные мероприятия, исходя из совокупных затрат на покупку и компактных люминесцентных ламп, составит, тыс. руб.:
I nv = Nkлл ·Cклл(2)
где Nклл – требуемое количество ламп, шт.; Склл – стоимость одной компактной люминесцентной лампы, руб.
Стоимость одной компактной люминесцентной лампы накаливания на рынке сегодня может колебаться в зависимости от требуемой мощности лампы и страны производителя. В нашем случае стоимость ламп мощностью от 11 до 35 Вт. находится в пределах от 100 до 300 рублей российского и китайского производства. Для расчёта окупаемости примем среднюю величину цены 200 рублей.
Исходя из выше изложенного стоимость инвестиций
Inv = 15·200 =3 000 рублей. Таким образом, используя формулу (1), находим срок окупаемости мероприятия:
DP = Inv ÷ ∆Э = 3 000 /7235,33 = 0.41
Срок окупаемости рекомендуется округлять до целых чисел, т.е. в данном случае срок окупаемости составляет 0,4 года( 4месяца).
Срок службы компактных люминесцентных ламп составляет 2 года.
На следующем этапе мы провели сравнение потребляемой электроэнергии за 2013-2014годы.
№
пп/пНаименование учреждения Общая площадь
занимаемых зданий Потребленная электрическая энергия(2013г.) Потребленная электрическая энергия(2014г.)
КВт. чтыс. руб. КВт. чтыс. руб.
1. ГАПОУ НСО
«Татарский политехнический колледж» 5481,3 293 809,20 719,70 231 900,00
604,50
Результаты проведённого исследования показали, что проведенные мероприятия по замене ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы в натуральном и денежном выражении выгодны (эффективны), затраты предприятия оправданы.

Работая над темой на заключительном этапе, мы провели анкетирование (приложение 2) с целью: определить уровень распространенности использования энергосберегающих ламп в быту и процент осведомленности людей о влиянии энергосберегающих ламп на окружающую среду и здоровье человека.
Результаты анкетирования:
1. 78% опрошенных экономят электроэнергию, но затрудняются ответить каким образом они это делают.
2. В быту 48% опрошенных используют энергосберегающие лампы, 32% - лампы накаливания и 20 - светодиодные.
3. 72% опрошенных не знают какое влияние оказывают энергосберегающие лампы на окружающую среду и здоровье человека.
4. Большинство, а именно 89% считают, что свет, исходящий от энергосберегающих ламп не раздражает глаза, у остальных он вызывает неприятные ощущения.
5. 98% респондентов перегоревшие энергосберегающие лампы выбрасываются в мусорные контейнеры, 2% знают о правильной их утилизации.
Анализ полученных данных показал, что люди в недостаточной степени владеют информацией по вопросам использования и утилизации энергосберегающих ламп, поэтому нужна дополнительна информация, разъяснительная работа.
Заключение
Одной из современных экономических мер по использованию природных ресурсов является экономное использование электроэнергии. С каждым годом потребности человечества в электроэнергии увеличиваются. Для жизни и работы нам просто необходимы дополнительные источники света.
В качестве дополнительных источников мы используем: обычные лампы накаливания, галогеновые, люминесцентные и светодиодные лампы. Они имеют свои преимущества и недостатки. Традиционная лампа накаливания и сегодня широко используется. Главная причина, из-за которой большинство людей оказывает предпочтение хорошо знакомому старому, – это цена: лампа накаливания дешевле энергосберегающей. Как показали результаты теоретического и практического исследования наиболее безопасны и экономичны в применении светодиодные и люминесцентные лампы. Экономия электроэнергии, положительно влияет не только на сбережение денежных средств, но и на экологию. Таким образом, экономия электроэнергии положительно сказывается и на природных ресурсах.
Некоторое беспокойство вызываю люминесцентные лампы, так как содержат пары ртути, но при правильной эксплуатации, утилизации – они безопасны для здоровья людей и окружающей среды.
В целом, сопоставляя результаты теоретического и практического исследования можно сделать вывод, что выдвинутая нами гипотеза подтверждается: использование энергосберегающих ламп эффективно в экономии энергетических ресурсов и безопасно для здоровья человека.
Библиографический список
А.С. Мартынов, В.В. Семикашев Приоритеты технологического развития светотехники – консолидированный обзор
Янин Е.П. Ртутные лампы как источник загрязнения окружающей среды. – М.: ИМГРЭ, 2005.
Лесман Е.В. Перспективы ожидаемого энергосбережения в светотехнике // СтройПРОФИль, 2001, № 9.
Журнал «Квант» № 15 2011г.-изд. МУНМО, Москва.
Еженедельник «Комсомольская правда» от 08.02.2013г.
ru.wikipedia.org/wiki/Энергосберегающая_лампаru.wikipedia.org/wiki/Лампа_накаливанияАргументы.руtatvolt.ru/article/a-7.html
www.inosmi.ru/europe/20120901/197581489.html11. Реденко, К. Энергосбережение и экология [Текст] / К. Реденко, О. Ю. Мизина // Биология. – 2011. - № 6. – С. 41-45.
Приложение 1
Таблица. Сравнительная характеристика разновидностей энергосберегающих ламп и ламп накаливания по энергосберегающим качествам и относительно безопасности окружающей среды
Свойства Лампа
накаливания Галогеновая лампа Энергосберегающие люминесцентные лампы Светодиодные лампы
Срок службы До 1000 часов До 2000 часов 0т 80 до 15тыс.часов От 100 до 200 тыс.часов
Световая отдача 8-10 лм.Вт 12-18 лм.Вт 50-70 лм.Вт 12-140 лм.Вт
Спектр Приятный, привычный, теплый тон Приятный, привычный, теплый тон Возможность создавать свет разного спектра: теплый, естественный, белый. Хороший спектральный состав света, близкий к солнечному, возможность регулировки интенсивности освещения и изменения цвета светодиодов
Снижение уровня напряжения 10% более не вкл. 10% более не вкл. Влияет на яркость Не влияет
Цена 10-15 руб. 15-120 руб. 200 - 400 руб. 200 и выше руб.
Стойкость к механическим воздействиям Низкая Низкая Средняя Высокая
Нагревание сильное среднее низкое нет
Требования к специальной утилизации Нет Нет Есть Нет
Приложение 2.
1. Экономите ли Вы электроэнергию?
2. Каким лампам отдаете предпочтение?
3.Знаете ли Вы, какое влияние оказывают энергосберегающие лампы на окружающую среду и здоровье человека?
а) да;
б) нет.
4.Не раздражает ли глаза свет от таких ламп?
5. Как вы избавляетесь от перегоревших энергосберегающих ламп?
6. Знаете ли Вы о правильной утилизации энергосберегающих ламп?
7.Что важнее энергосбережение или экология?