Быстро получить экономию ЭЭ путем прямой замены ЛН на КЛЛ со встроенным ЭПРА довольно трудно. Основная трудность - несоответствие размеров КЛЛ и размеров рассеивателей (отражателей) существующих светильников с ЛН. Так, необходимая защита от слепящего действия (прежде всего создание требуемого защитного угла) может быть обеспечена лишь при использовании, в основном, шестиканальных КЛЛ (в некоторых случаях и четырехканальных ламп).
Как правило, двухканальные лампы имеют недопустимо большую высоту и выходят за габариты рассеивателей (отражателей) светильников, создавая дискомфорт (светильники имеют отрицательные значения защитных углов).
КЛЛ с адаптерами со встроенными электромагнитными ПРА имеют большую массу, существенно превышающую значения, допустимые для надежной работы резьбовых пластмассовых патронов светильников, и приводящую к возникновению опасности выпадения ламп. И хотя во многих случаях экономически выгодно использовать более дешевые и простые штырьковые КЛЛ с адаптерами с ЭПРА (срок службы которых в 5-7 раз выше срока службы самой лампы), мировая светотехническая промышленность не пошла по этому пути. Во-первых, из-за увеличения габаритных размеров и массы комплекта адаптер-лампа, и, во-вторых, благодаря успехам в деле повышения срока службы самой лампы.
В отличие от встраиваемого в цоколь интегральной лампы ПРА внешний балласт имеет ряд важных преимуществ:
* меньше эксплуатационные расходы (при выходе из строя заменяется только сама лампа);
стоимость КЛЛ со штырьками (без встроенного ПРА) многократно ниже;
* обеспечивается резкое снижение риска возврата к ЛН после выхода из строя КЛЛ, так как конструкция светильника не позволит это сделать- (опыт Швеции показывает, что на первом этапе внедрения КЛЛ лишь 60 % пользователей заменили перегоревшую КЛЛ на новую КЛЛ).
Как показывает исследование [6], в Европе не более 42-46% парка существующих бытовых светильников допускает прямую замену ЛН на КЛЛ. Абсолютно невозможно использование КЛЛ в весьма популярных в быту светильниках с малогабаритными галогенными лампами (ГЛН). Отдельную проблему представляет собой необходимость замены парка напольных (частично настольных и настенных) светильников отраженного света с ГЛН. Как показано К. Колвеллом и Э. Миллсом [16], в США в настоящее время используется 42 млн. таких светильников с ГЛН мощностью 300- 500 Вт. Потребление ЭЭ парком этих мощных приборов сопоставимо с экономией ЭЭ от внедрения КЛЛ. Замена подобных светильников отраженного света на соответствующие по светораспределению и дизайну приборы с КЛЛ представляется исключительно важной. Структура парка бытовых светильников в Германии, Швеции и Великобритании по применяемым типам ИС и возможности использования в них КЛЛ показаны на рис. 8.
Интересны оценки эффективности применения КЛЛ, выполненные в различных странах. Эти оценки базируются не на гипотетической возможности массовой замены ЛН, а на весьма скромных программах реальных действий. Так, на рис. 9 показаны масштабы потенциальной экономии ЭЭ при наличии в каждом жилье не более четырех КЛЛ в Швеции и Великобритании, не более пяти КЛЛ в Германии. По оценкам фирмы Philips при замене ЛН мощностью 60 Вт на КЛЛ мощностью 11 Вт с ЭПРА лишь в трех светильниках в каждом из жилищ стран Европейского содружества можно получить экономию ЭЭ, эквивалентную вырабатываемой десятью ТЭЦ мощностью по 600 МВт каждая. По прогнозу фирмы Osram только при аналогичной замене всего лишь одной световой точки в 35,3 млн. жилищ Германии можно получить за срок службы КЛЛ экономию 17,3 млн. кВт-ч ЭЭ, что равносильно уменьшению расходов угля на ТЭЦ на 5 млн. т и выбросов СОг в атмосферу на 15 млн. т.
По оценкам, выполненным в США (при реструктуризации за 15 лет - до 2010 г. - парка из 2,9 млрд. ЛН), в жилом секторе необходимо добиться замены 27% существующих ЛН на более эффективные ЛН с автоматическим управлением, 35% парка светильников иметь с ГЛН с ИК фильтрами и 35% светильников - с КЛЛ различных типов, в основном со встроенными ЭПРА. При этом (и с учетом работы КЛЛ в среднем 4 ч в день) необходимо будет довести в США выпуск КЛЛ до 150 млн. в год, тогда общий парк КЛЛ составит более 1 млрд. ламп. Эти оценки основаны на предположении, что при наличии в жилье 30 резьбовых патронов КЛЛ будут использоваться не более, чем в 10 из них [14].
Программой «Зеленый свет Китая» предусматривается до 2000 г. заменить в эксплуатации 300 млн. ЛН на КЛЛ, а также расширить применение энергоэкономичных тонких ЛЛ, получить экономию 220 Твт-ч ЭЭ, сократить выбросы СО2 и SO2 на 7,4 млн. т и 200 тыс. т соответственно. При этом будут высвобождены 6-8 млрд. долларов США, которые были бы необходимы на строительство новых электростанций (при условии сохранения существующей ситуации с производством и применением ЛН). При таких оценках важно иметь в виду, что стоимость создания 1 кВт генерирующей мощности на электростанциях составляет около 2000 долларов США, а стоимость экономии 1 кВт мощности с помощью КЛЛ составляет 300-350 долларов США.
Какие же факторы влияют на внедрение КЛЛ в быт в большей степени? Какие меры предусматриваются в различных странах для широкого использования КЛЛ? Важнейшим экономическим рычагом является относительно высокая стоимость ЭЭ (0,07 долларов США, 0,28 немецкой марки в Германии за 1 кВт-ч). При этом во многих странах происходит достаточно быстрое постоянное повышение тарифов на ЭЭ (в Индии, например, с 1990 г. стоимость ЭЭ возросла в 7 раз и сравнялась с тарифом в США).
Для внедрения КЛЛ во всех странах мира играет большую роль разъяснение населению достоинств и экономической выгоды нового поколения ламп. Но самым главным, бесспорно, является целенаправленная организационная работа государства, электростанций, коммунальных электросетевых предприятий по внедрению КЛЛ в жилой сектор и государственные учреждения на основе создания различных экономических льгот и поощрений.
В ряде стран государство имеет финансируемые программы энергосбережения, которыми предусматривается на первом этапе бесплатная передача владельцам жилья одной-двух КЛЛ. Так, в Бразилии программой было предусмотрено трехэтапное внедрение КЛЛ в различных штатах (Сан Пауло, Минас-Жерайс) с бесплатной заменой ЛН на КЛЛ на первом и втором этапах и предоставлением 30%-ной скидки на цену ламп на третьем этапе. При этом вели систематический мониторинг за работой КЛЛ, опрашивали владельцев домов, проводили широкую разъяснительную работу, результаты публиковали в печати. Доля владельцев жилья, которые были довольны КЛЛ и хотели применять их в дальнейшем повысилась с 60 до 90%.
В Чехии государство выделило 0,5 , миллиона долларов США на первом этапе на внедрение КЛЛ и 0,1 миллиона долларов США - на создание показательной ОУ с КЛЛ в шестиэтажном государственном здании в центре Праги. На следующем папе покупателям представлялась скидка 40% иены КЛЛ (1/3 оплачивали электростанции, 2/3 -коммунальные службы).
Великобритании в рамках реализации национальной программы энергосбережения законодатели потребовали от 12 региональных энергетических компаний выделить 100 млн. фунтов стерлингов (ф. ст.) на эти цели на 1994-1998 гг. Из этих средств часть была направлена на стимулирование применения КЛЛ:
за счет снижения их розничной цены с 15 до 10 ф. ст. и субсидирования производителей КЛЛ; этот проект реализуется и механизм его совершенствуется, в конечном итоге субсидии стали также предоставляться производителям ЭПРА для КЛЛ и малым розничным торговцам; * в рамках подпрограммы «Энергетическая эффективность дома» людям с низкими доходами и пожилым (свыше 60 лет) стали бесплатно выдавать по две КЛЛ, объясняя, как их эффективно применять (всего было роздано 430000 КЛЛ).
К другим мерам, осуществляемым в Великобритании, относится дифференциация налога на добавленную стоимость для различных типов ИС.
В США государство (Department of Defence) объявило конкурс на поставку и оборудование ОУ ряда крупных государственных объектов (бараков для солдат, домов для госслужащих, правительственных зданий и др.) при условии выполнения ряда технико-экономических требований, которые могут быть обеспечены только с помощью энергоэкономичной недорогой новейшей техники и, прежде всего, с помощью КЛЛ. Так, требовалось, чтобы срок службы ламп был не менее 3000 ч (таким образом, исключались ЛН); срок окупаемости ОУ должен был быть менее 2 лет, cos ф > 0,9; коэффициент нарушения гармонической составляющей тока менее 33%, стоимость ламп при световой отдаче: 40 лм/Вт - менее 4,85 долларов, 60 лм/Вт - менее 5,9 долларов, 70 лм/Вт - менее 6,2 доллара США.
В Индии КЛЛ продаются в лизинг. В Швеции гигантская национальная коммерческая фирм Ikea, имеющая сеть магазинов по всей стране, продала в 1997 г. 0,5 млн. КЛЛ со встроенным ЭПРА за 50% их номинальной цены (5 долларов). Продажа осуществляется по купонам, опубликованным во всех газетах страны. Эффект от реализации 0,5 млн. КЛЛ на первом этапе - это экономия 35 ГВт-ч ЭЭ.
Таким образом, существует много способов стимулировать внедрение КЛЛ при наличии на деле, а не на словах, заинтересованности в энергосбережении и сохранении окружающей среды. Приведенные примеры далеко не исчерпывают эти возможности. Важно лишь отметить, что на первых порах это делает, как правило, государство, на следующем этапе снижение цены обеспечивают производители и продавцы электроэнергии, после чего во многих случаях финансовая поддержка уже не требуется, так как население, увидев достоинства КЛЛ и получив экономическую выгоду, само идет на повышенные расходы на приобретение КЛЛ.
В настоящей статье рассмотрена только первая группа вопросов, связанных с энергосбережением в ОУ. Предполагается в дальнейшем продолжить рассмотрение этой важной проблемы.
В заключение автор выражает искреннюю благодарность своим коллегам доктору Brenda Bordman (Великобритания), профессору Masato Oki (Япония) и инж. А Wacker (Германия) за предоставление материалов. использованных в настоящей статье.
Список литературы
люминесцентный лампа энергопотребление световой
1. Айзенберг Ю.Б., Демирчян К.С, Фаермарк МА. О повышении эффективное использования электроэнергии в осветительных установках. Светотехника. 1989. № 12. С. 1-6.
2. Слейтер А.И. Об энергоэффективности внутреннего освещения. Светотехника. 1996. № 1/2. С. 7-10.
3. Байер Б.Г., Зонневельдт Л. Энергетические аспекты освещения зданий. Светотехника. 1996. №9, С. 25-28.
4. Миллс Э. Государственная политика и программа США в области энергоэффективного освещения. Светотехника. 1995. № 4/5. С. 10-15.
5. Noguchi Т., Oki M., Yamaya T. Recent trends in energy consumption and some developments in the efficient use of lighting in Japan. Report of the Special Technical Committee of Effective Energy Utilisation in Lighting. The Ilium. Eng. Inst. of Japan, 1993.
6. Palmer j., Boardman B. DELight -Domestec Effecient lighting. ECU Report, 1998.
7. Палмер Д. Потребление электроэнергии на освещение в жилом секторе Великобритании. Светотехника. 1996. № 8. С. 21-27.
8. Айзенберг Ю.Б., Бухман Г.Б. Осветительный прибор в установке. Светотехника. 1985. № 10. С. 2-6.
9. Клюев С.А. Технико-экономические расчеты при проектировании осветительных установок. Светотехника. 1981. № 7. С. 23-27.
10. Borg N., Mills E. It pays one way or the other. IAEEL Newsletter. 1994. N 1. P. 8.
11. Айзенберг Ю.Б. О проблемах внедрения компактных люминесцентных ламп. Светотехника. 1995. № 8. С. 5-8.
12. Kofod С. Large CFL Potential in European Homes. IAEEL Newsletter. 1996. N 3. P. 4-6.
13. Borg N. Global CFL Boom. IAEEL Newsletter. 1997. N 3/4. P. 1, 3, 19.
14. Mills E., Vorsatz D. Compact fluorescents face tough competition IAEEL Newsletter. 1997. N 3/4. P. 4-8.
15. Хонг Л., Дади Ж. Программа «Зеленый свет Китая». Светотехника. 1998. № 3. С. 10-12.
16. Колвелл К., Миллс Е. Галогенные торшеры: взгляд на происходящие рыночные преобразования. Светотехника. 1998. № 2. С. 29-32.