Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №1»
Реферат
по теме
Выполнила: ученица 11 класса «Б»
МОУ «СОШ №1»
г. Изобильного
Германова Мария
Проверила: учитель физики
Васина И. В.
г.Изобильный, 2011
Содержание.
Введение………………………………………………………………………..
1. Сравнительная характеристика ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп…………………………
2. Преимущества энергосберегающих ламп………………
3. Недостатки энергосберегающих ламп…………………..
4. Практические испытания………………………………………..
- Расчет экономии электроэнергии и денежных затрат при использовании энергосберегающих ламп…………………..
-Анкетирование…………………………………………………………
5. Интересные факты об энергосберегающих лампах….
6. Заключение…………………………………………………………..
7.Литература…………………………………………………………..
Введение
Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп. Раньше для этого использовались только обычные лампочки накаливания.
Принцип действия ламп накаливания основан на преобразовании электрической энергии, проходящей через нить, в световую. В лампах накаливания вольфрамовая нить под действием электрического тока раскаляется до яркого свечения. Температура разогретой нити достигает 2600-3000 градусов С. Колбы ламп накаливания вакуумируются или заполняются инертным газом, в среде которого вольфрамовая нить накала не окисляется: азотом; аргоном; криптоном; смесью азота, аргона, ксенона. Лампы накаливания сильно греются в процессе эксплуатации.
С каждым годом все больше увеличиваются потребности человечества в электроэнергии. В результате анализа перспектив развития технологий освещения, наиболее прогрессивным направлением эксперты признали замену устаревших ламп накаливания энергосберегающими лампами. Причиной этого специалисты считают значительное превосходство последнего поколения энергосберегающих ламп над «жаркими» лампами.
Президент РФ Дмитрий Медведев поставил задачу: к 2012 году прекратить использование традиционных ламп накаливания и использовать альтернативные источники света, более экономичные и совершенные – это компактные люминесцентные лампы!
Энергосберегающими лампами принято называть люминесцентные лампы, которые входят в обширную категорию газоразрядных источников света. Газоразрядные лампы в отличие от ламп накаливания излучают свет благодаря электрическому разряду, проходящему через газ, заполняющий пространство лампы: ультрафиолетовое свечение газового разряда преобразуется в видимый нам свет.
Почему именно энергосберегающая лампа?
По данным статистики, средняя российская семья тратит на оплату жилищно-коммунальных услуг около 8-10 % своих доходов. Немалую долю этих затрат составляет оплата за электроэнергию. Прежде всего, за счет увеличения количества используемых нами бытовых приборов, изрядное количество электроэнергии расходуется на освещение.
Наиболее привычный для нас способ освещений своих домов - это использование ламп накаливания. Они широко распространены и очень дешевы. Вот только часто перегорают, особенно при скачках напряжения в сети - это тоже известно многим. Есть ли альтернатива лампам накаливания? Да. Есть! Это - люминесцентные лампы.
Энергосберегающие лампы могут иметь разную цветовую температуру, которая определяет цвет горения лампы:
* Y - 2700 К – теплый (желтый) свет;
* N - 4000 К – нейтральный (дневной) свет;
* W - 6400 К – холодный (белый) свет.
Цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина:
* чем она ниже, тем ближе цвет к красному; * чем выше - тем ближе к синему.
Таким образом, потребитель получает возможность любого цветового решения интерьера. Так, например, если в комнате нет естественного освещения, то лучше использовать лампы дневного света, с ними комната будет казаться светлее. От качества люминофора также зависит цветопередача (достоверность цветопередачи лампы показывает, насколько естественно передается цвет предметов в свете этой лампы).
Индекс цветопередачи — относительная величина, определяющая, насколько естественно передаются цвета предметов в свете той или иной лампы. Цветопередающие свойства ламп зависят от характера спектра их излучения. Индекс цветопередачи (Ra) эталонного источника света принят за 100 (это обычная лампа накаливания, галогеновая лампа). У энергосберегающей лампы индекс Ra составляет 80 и более единиц.
Комфортный для человеческого зрения диапазон цветопередачи составляет 80-100 Ra.
1.
Сравнительная характеристика ламп накаливания и компактных люминесцентных ламп.
Целью моей работы является выяснение, действительно ли компактные люминесцентные лампы являются на сегодняшний день альтернативой для освещения своих домов как высокоэффективные, энергосберегающие лампы, и рассчитать затраты на электроэнергию обычного жилого дома.
| Характеристики
|
Лампа накаливания (100 Вт)
|
Компактная люминесцентная лампа (20 Вт)
|
| Цена
|
Низкая – 5-15 рублей за лампу |
Высокая – 150-200 рублей за лампу |
| Срок службы
|
Низкий. Около 1000 часов непрерывного горения |
Высокий. 8000-15000 часов непрерывного горения |
| Световая отдача
|
Крайне низкая (10-15 лм/Вт), 85-90 % электроэнергии превращается не в свет, а в тепло |
Высокая, приближается к 100 лм/Вт |
| Спектр
|
Существенно отличается от естественного (дневного) света, преимущественно теплый тон излучения |
Возможность создавать свет разного спектрального состава: теплый, естественный, белый |
| Наличие вредных веществ
|
Нет |
Есть. Используется ртуть, поэтому лампы требуют особой утилизации |
Схема работы люминисцентной лампы
Схема работы лампы накаливания
2.
Преимущества энергосберегающих ламп
Для освещения квартир выпускаются компактные люминесцентные лампы (энергосберегающие лампы), потребляющие гораздо меньше электроэнергии, на первый взгляд, их цена (110-200 рублей за лампу) шокирует, но даже при такой большой стоимости они быстро окупаются за счет низкого энергопотребления и долгого срока службы. Простая замена привычных источников света на их энергосберегающих родственников сократит расходы энергоресурсов в 4 раза!
По уровню светимости люминесцентная энергосберегающая лампа как минимум в 5 раз ярче ламп накаливания той же мощности. Если у лампы накаливания светоотдача составляет 10-15 лм/ватт, то люминесцентная энергосберегающая лампа имеет светоотдачу порядка 50-80 лм/ватт. Это позволяет экономить до 80% электроэнергии.
Срок службы энергосберегающей лампы – в среднем 10000 часов. При стандартном режиме горения 2,73 часа в сутки, лампа исправно работает до 10 лет. В режиме непрерывного свечения (дежурное освещение и т.д.), люминесцентная энергосберегающая лампа может проработать до 12 000 часов. Эта цифра превышает срок службы обычных ламп накаливания приблизительно в 20 раз. Наиболее частая причина выхода из строя лампы накаливания – перегорание нити накала. Механизм работы энергосберегающей лампы позволяет избежать этой проблемы, благодаря чему они имеют более длительный срок службы.
Длительный срок службы энергосберегающих ламп, в несколько раз превышающий срок службы ламп накаливания, позволяет использовать энергосберегающие лампы в труднодоступных местах, где замена источников света затруднена (например, если в помещении высокие потолки) – торговых залах, выставочных комплексах, складских помещениях.
Энергосберегающие лампы не вызывают никакого стробоскопического эффекта. Они не утомляют зрение и благоприятно воздействует на глаза человека и его нервную систему, сохраняя его здоровье.
Помимо пониженного потребления электроэнергии, энергосберегающие лампы выделяют меньше тепла, чем лампы накаливания. Незначительное тепловыделение позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах, в которых от ламп накаливания с высокой температурой нагрева может оплавляться пластмассовая часть патрона, либо сам провод. Так, например, в светильнике, корпус которого сделан из материала, лучше использовать энергосберегающую лампу, так как высокий нагрев лампы накаливания со временем приведет к выгоранию материала. Важным преимуществом энергосберегающих ламп считается их высокая световая отдача, превышающая тот же показатель ламп накаливания в несколько раз. Энергосберегающая составляющая как раз и заключается в том, что максимум электроэнергии, запитанной на энергосберегающую лампу, превращается в свет, тогда как в лампах накаливания до 90% электроэнергии уходит просто на разогрев вольфрамовой проволоки.
Утилизация, в случае если энергосберегающая лампа получила повреждение или случайно разбилась, достаточно проветрить помещение и убрать осколки. Так как люминесцентные лампы содержат небольшое количество паров ртути, не вредных для здоровья.
Ещё одним достоинством энергосберегающих ламп можно назвать возможность выбора цвета свечения. Он может быть трех видов: дневным, естественным и теплым. Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному, чем выше – тем ближе к синему.
ЕСЛИ вы выбираете для своей квартиры энергосберегающие лампы, помните - стоит обращать внимание на световую температуру и цветовой спектр. Часто энергосберегающие лампочки кажутся некомфортными для глаза только потому, что неправильно подобраны к помещению. Кроме того, слишком яркая для данного метража лампа будет вредна для глаз так же, как и слишком тусклая».
1.Тёплый свет (2700-4000 К) - желтоватый, самый тёплый из спектра цвет. Подходит для кухни и спальни. А вот в рабочей зоне будет вызывать раздражение и дискомфорт.
2. Тёплый белый свет (4000-5000 К) - тон, наиболее приближенный к стандартной «лампочке Ильича», нейтральный мягкий свет. Подходит для гостиной и детской комнаты.
3. Холодный белый свет (6000-6500 К) - ярко-белое, голубоватое освещение. Подходит для офисных помещений, кабинетов. А вот в кухне и детской будет вызывать явный дискомфорт, утомляя глаз.
Следующее преимущество энергосберегающих ламп в том, что их свет распределяется мягче, равномернее, чем у ламп накаливания. Это объясняется тем, что в лампе накаливания свет идет только от вольфрамовой спирали, а энергосберегающая лампа светится по всей своей площади. Из-за более равномерного распределения света энергосберегающие лампы вред снижают утомляемость человеческого глаза.
3. Недостатки энергосберегающих ламп.
Энергосберегающие лампы имеют также и недостатки: фаза разогрева у них длится до 2 минут, то есть, им понадобится некоторое время, чтобы развить свою максимальную яркость. Также у энергосберегающих ламп встречается мерцание.
Другим недостатком энергосберегающих ламп является то, что человек может находиться от них на расстоянии не ближе, чем 30 сантиметров. Из-за большого уровня ультрафиолетового излучения энергосберегающих ламп при близком расположении к ним может быть нанесен вред людям с чрезмерной чувствительностью кожи и тем, кто подвержен дерматологическим заболеваниям. Однако если человек находится на расстоянии не ближе, чем 30 сантиметров от ламп, вред ему не наносится. Также не рекомендуется использовать в жилых помещениях энергосберегающие лампы мощностью более 22 ватт, т.к. это тоже может негативно отразиться на людях, чья кожа очень чувствительна.
Еще одним недостатком является то, что энергосберегающие лампы не приспособлены к функционированию в низком диапазоне температур (-15-20о
C), а при п
К недостаткам можно также отнести содержание ртути и фосфора, которые, хоть и в очень малых количествах, присутствуют внутри энергосберегающих ламп. Это не имеет никакого значения при работе лампы, но может оказаться опасным, если ее разбить. По той же причине энергосберегающие лампы можно отнести к экологически вредным, и поэтому они требуют специальной утилизации (их нельзя выбрасывать в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры).
Еще одним недостатком энергосберегающих ламп по сравнению с традиционными лампами накаливания является их высокая цена.
Недавно Всемирная организация здравоохранения, со ссылкой на министерства здравоохранения Канады и Великобритании, заявила, что столь популярные энергосберегающие лампы вовсе не безопасны: в них содержится высокотоксичная ртуть, а радиационный фон и электромагнитное излучение равны тем, что возникают при свете ультрафиолета. В Европе, например, отработавшие своё энергосберегающие лампы собирают в специальные контейнеры для… токсичных отходов. А у нас производители не считают своим долгом даже проинформировать покупателя о такой необходимости.
4.Практические испытания.
Расчет экономии электроэнергии и денежных затрат при использовании энергосберегающих ламп.
| Наименование
|
Срок службы
|
Затраты на электроэнергию из расчета 1 кВт час = 2,82 руб. (для домов с газовыми плитами)*
|
Затраты на электроэнергию из расчета 1 кВт час = 2,82 руб. (для домов с электроплитами)*
|
| Лампа накаливания (100 Вт), цена 10 руб.
|
1000 часов (1000/6 = 166 дней, т. е. около полугода) |
100 Вт = 0,1 кВт; 0,1 кВт х 12000 часов х 2,82 руб./кВтч = 3384 руб.
|
100 Вт = 0,1 кВт; 0,1 кВт х 12000 часов х 2,82 руб/Квтч. = 3384 руб.
|
| Лампа компактная люминесцентная (20 Вт), цена 200 руб.
|
12 тыс. часов (12000/6 = 2000 дней, т. е. 5,5 лет) |
20 Вт = 0,02 кВт; 0,02 кВт х 12000 часов х 2,82 руб./кВтч = 676,8 руб. |
20 Вт = 0,02 кВт; 0,02 кВт х 12000 часов х 2,82 руб./кВтч = 676,8 руб. |
| Лампа накаливания (60 Вт)
|
1000 часов (1000/6 = 166 дней, т. е. около полугода) |
60 Вт = 0,06 кВт; 0,06 кВт х 12000 часов х 2,82 руб./кВтч = 2030,4 руб. |
60 Вт = 0,06 кВт;
0,06 кВт х 12000 часов х 2,82 руб./кВтч =2030,4 руб. |
** 12000 часов – средний срок службы 1 КЛЛ.
*** В продаже можно встретить энергосберегающие лампы по цене от 80 до 200 рублей. В наших расчетах мы намеренно берем самую высокую цену, чтобы показать, что и в этом случае КЛЛ экономичнее дешевой лампы накаливания.
Итак, примерно за 3,5 года мы используем 3 лампы накаливания (3 х 10 руб. = 30 руб.) или 1 компактную люминесцентную лампу (200 руб.)
Общий расход при применении ламп накаливания с учетом стоимости лампы составит:
1896 руб. + 30 руб. = 1926 руб. (для домов с газовыми плитами)
1328 руб. + 30 руб. = 1358 руб. (для домов с электроплитами)
В случае использования КЛЛ:
436,08 руб. + 200 руб. = 636,08 руб. (для домов с газовыми плитами)
305,44 руб. + 200 руб. = 505,44 руб. (для домов с электроплитами)
Таким образом, получается, что даже с учётом высокой стоимости, КЛЛ, несмотря на высокую стоимость, экономичнее в 2,8 - 3 раза (!), чем дешевая лампа накаливания. Ежегодная экономия на 1 лампу при этом составляет 250-350 руб.
Световой поток.
В первую очередь качество горения лампы определяется световым потоком. Эта величина показывает полное количество света, излучаемое данным источником. Поскольку значительное снижение светового потока к концу службы является явным недостатком люминесцентных ламп, второй раз замеряли световой поток после того, как лампы отработали, то есть отгорели 70% от заявленного ресурса. Согласно ГОСТу стабильность светового потока должна быть не менее 70%, т.е. его потеря не должна превышать 30%. С проверкой по этому показателю справились все образцы. Самую малую потерю светового потока показали Lummax 8,2% и "Наша сила" 8,7%.
Интересно обстоит дело со световым потоком энергосберегающих ламп по сравнению с аналогичными лампами накаливания. На всех упаковках ламп имеется табличка, в которой указано, что 20Ваттная энергосберегающая лампа равноценна 100Ваттной лампе накаливания. Только лампа накаливания мощностью 100Вт дает световой поток в 1350лм. Получается, что энергосберегающие лампы экономят энергию по сравнению с лампами накаливания, но и света дают меньше. Лампа накаливания в 75Вт дает световой поток 1020лм. Т.е. 20Ваттная энергосберегающая лампа – это что-то среднее (по световому потоку) между 75Ваттной и 100Ваттной лампами накаливания.
Световая температура.
Цветность света описывается световой температурой. Это мера объективного впечатления от цвета данного источника света. Световая температура источника света определяется путем сравнения с так называемым "черным телом", выражается в Кельвинах (К). Чем выше световая температура, тем выше синяя составляющая света, чем ниже температура – тем больше будет красного. Лампа с тепло-белым светом имеет температуру 2700-3300К, 3300-5000К – это естественный белый или нейтральный белый, холодный белый свет имеет световую температуру 5000-6000К.
Часть производителей не указывает температуру света, а просто пишет "теплый свет" или "белый свет" и т.п. Но поскольку точного определения таким терминам нет, то они только вводят потребителя в заблуждение. Например "cool light" на лампе Camelion, буквально переводится как прохладный свет, ну и поймите, что вы получите у себя в квартире. Протестированные лампы показали реальную световую температуру около 4700К, притом, что заявлены все были около 4000-4100К.
Еще надо отметить, что данный "белый свет" на самом деле является дневным, т.е. его спектр как близок к понятию "дневной свет", а вот классическая лампочка дает температуру 2700К, которая близка к освещению при закате.
Дневное голубое небо имеет температуру от 5500К до 30000К,при восходе и закате примерно 2200К, солнечный свет в полдень летом имеет температуру примерно 5600К.
Мощность и экономия
.
Если посчитать экономию энергосберегающих ламп по их фактической мощности по сравнению с лампами накаливания, то получается, что энергосберегающие лампы действительно экономят до 80% энергии, иногда даже немного больше.
Световая отдача
– величина, которая показывает, с какой экономичностью потребляемая мощность преобразуется в свет. Этот термин относится исключительно к лампочкам, это своеобразный показатель КПД. Выражается не в %, а в лм/Вт. Чем выше значение световой отдачи, тем экономичнее работает лампочка. Теоретически достигаемая максимальная величина при полном преобразовании энергии в видимый свет для белого света составляет 199лм/Вт, для монохроматического зеленого света - 683лм/Вт. Однако это теоретически, практически же реально достижимые значения составляют 10…150лм/Вт. Обычная лампа накаливания имеет низкую световую отдачу - чуть больше 10лм/Вт, что и является ее основным недостатком. Как видно из результатов тестирования, у энергосберегающих ламп показатель световой отдачи составляет около 60лм/Вт.
5. Анкетирование.
Вопросы:
1. Сколько всего в вашей квартире ламп?
2. Сколько из них энергосберегающих?
3. Знаете ли Вы «+» и «-» энергосберегающих ламп?
| Кол-во анкет |
Общее кол-во ламп |
Кол-во ЭНС |
Среднее число ламп в квартире |
Не знают «+» и «-» ламп |
| 52 |
1560 |
120 7, 7 % |
13 |
43 |
Интересные факты.
Патентная заявка на компактную люминесцентную лампу со встроенным электронным балластом была подана в 1984 году. Первые компактные люминесцентные лампы появились на мировом рынке в конце 1980-х.
По данным "Гринпис", если каждый москвич заменит одну лампу накаливания мощностью 100 Вт на энергосберегающую лампу мощностью 23 Вт, то общая экономия электроэнергии в Москве составит около 800 МВт. А это больше половины имеющегося дефицита электроэнергии в столице.
При повышении напряжения всего на 6%, срок службы лампы накаливания сокращается в два раза, а при увеличении напряжения на 20%, яркость удваивается, но продолжительность"жизни" лампы уменьшается на 95%.
В США (город Ливермор, штат Калифорния) в одной из пожарных частей есть "Столетняя лампа" ручной работы мощностью 4 Вт, которая практически постоянно горит уже более 100 лет, начиная с 1901 года.
По данным «Гринпис», если человек работает в течение года (240 дней по 8 часов в день) в офисе при искусственном освещении люминесцентными лампами с очень высоким уровнем освещенности 1000 Лк (в 5 раз больше оптимального уровня освещенности жилья), то это равносильно пребыванию на открытом воздухе в г. Давос (Швейцария) летом по одному часу в полдень ежедневно всего в течение 12 дней.
Заключение.
В результате проделанной мною работы удалось установить, что действительно компактные люминисцентные лампы являются высокоэкономичными за счет низкого энергопотребления ( экономия до 80% энергии) и долгого срока службы (в 20 раз больше,чем у лампы накаливания) , несмотря на более высокую цену по сравнению с лампами накаливания.
Итак, общий расход при применении ламп накаливания с учетом стоимости лампы (100 Вт) составит:
3384 руб. + 30 руб. = 3414 руб. (для домов с газовыми плитами)
В случае использования КЛЛ:
676,8 руб. + 200 руб. = 876,8 руб. (для домов с газовыми плитами)
Таким образом, получается, что КЛЛ экономичнее в 2,8 – 3,9 раза (!) чем дешевая лампа накаливания. Ежегодная экономия на 1 лампу при этом составляет 250-350 руб.
Однако наряду с плюсами КЛЛ имеют и минусы. Среди них наиболее существенным, на мой взгляд, является негативное воздействие на организм человека, наличие стробоскопического эффекта. Энергосберегающая лампа может привести к гормональным изменениям в организме. Кроме того, эксперты предупреждают, что при неправильном обращении может развиться практически любое заболевание, свойственное постиндустриальному обществу, - сердечно-сосудистые заболевания, диабет, остеопороз и нарушения иммунной системы, а также повыситься риск заболевания раком груди и простаты. При использовании энергосберегающих ламп могут пострадать люди с искусственным хрусталиком старого типа, у которого нет защиты от ультрафиолетового излучения. По данным Британской ассоциации дерматологов, от лампочек нового поколения могут пострадать, прежде всего, люди с повышенной светочувствительностью кожи, поскольку лампочки излучают более интенсивный свет, нежели обычные. Также, по мнению ученых, использование энергосберегающих ламп может обострить уже имеющиеся у человека кожные заболевания, а также вызвать мигрень и головокружение у людей, страдающих эпилепсией.
Энергосберегающие лампы являются экологически вредными, так как являются ртутьсодержащим продуктом, и требуют утилизации.
Таким образом, я считаю, что никакая экономия энергии и денежных средств не стоит того вреда, который могут нанести энергосберегающие лампы здоровью человека. Получается, что мы экономим на своем же здоровье? Разумно ли это?
ВЫВОДЫ:
1. С точки зрения экономии электроэнергии и денежных средств энергосберегающие лампы более предпочтительны.
2. Однако, полностью перейти на новый вид ламп мешает психологический фактор «привычности» и осторожного отношения ко всему новому.
3. Надо найти «золотую середину»:
- постепенный переход на новый вид ламп
- учитывая «-» энергосберегающих ламп использовать параллельно с ними и лампы накаливания
Литература.