Nie można sobie wyobrazić naszego życia bez sztucznego oświetlenia. Do życia i pracy ludzie po prostu potrzebują oświetlenia za pomocą lamp. Wcześniej używano do tego tylko zwykłych żarówek.
Zasada działania żarówek opiera się na konwersji energii elektrycznej przechodzącej przez żarnik na światło. W lampach żarowych żarnik wolframowy jest podgrzewany do jasnego blasku pod wpływem prądu elektrycznego. Temperatura rozgrzanego żarnika osiąga 2600-3000 stopni C. Kolby żarówek są opróżniane lub napełniane gazem obojętnym, w którym żarnik wolframowy nie jest utleniany: azot; argon; krypton; mieszanina azotu, argonu, ksenonu. Lampy żarowe bardzo się nagrzewają podczas pracy.
Każdego roku zapotrzebowanie ludzkości na elektryczność wzrasta coraz bardziej. W wyniku analizy perspektyw rozwoju technologii oświetleniowych eksperci uznali za najbardziej postępowy kierunek zastąpienie przestarzałych żarówek lampami energooszczędnymi. Eksperci uważają, że powodem tego jest znaczna przewaga najnowszej generacji lamp energooszczędnych nad lampami „gorącymi”.
Lampy energooszczędne nazywane są lampami fluorescencyjnymi, które należą do szerokiej kategorii gazowo-wyładowczych źródeł światła. Lampy wyładowcze, w przeciwieństwie do żarówek, emitują światło w wyniku wyładowania elektrycznego przechodzącego przez gaz wypełniający przestrzeń lampy: ultrafioletowa poświata wyładowania gazowego zamienia się w światło widzialne dla nas.
Lampy energooszczędne składają się z kolby wypełnionej parami rtęci i argonu oraz statecznika (rozrusznika). Na wewnętrzną powierzchnię kolby nakładana jest specjalna substancja zwana luminoforem. Pod działaniem wysokiego napięcia w lampie następuje ruch elektronów. Zderzenie elektronów z atomami rtęci wytwarza niewidzialne promieniowanie ultrafioletowe, które przechodząc przez luminofor zamienia się w światło widzialne.
Пzalety lamp energooszczędnych
Główną zaletą lamp energooszczędnych jest ich wysoka skuteczność świetlna, kilkukrotnie wyższa niż w przypadku żarówek. Energooszczędny komponent polega właśnie na tym, że maksimum energii elektrycznej dostarczanej do energooszczędnej lampy zamienia się w światło, podczas gdy w żarówkach do 90% energii elektrycznej zużywa się po prostu na podgrzanie drutu wolframowego.
Kolejną niewątpliwą zaletą lamp energooszczędnych jest ich żywotność, którą określa czas od 6 do 15 tysięcy godzin ciągłego palenia. Liczba ta przekracza żywotność konwencjonalnych żarówek około 20 razy. Najczęstszą przyczyną awarii żarówki jest spalony żarnik. Mechanizm lamp energooszczędnych pozwala uniknąć tego problemu, dzięki czemu mają dłuższą żywotność.
Trzecią zaletą lamp energooszczędnych jest możliwość wyboru koloru blasku. Może być trzech rodzajów: dzienny, naturalny i ciepły. Im niższa temperatura barwowa, tym bliżej koloru czerwonego; im wyższy, tym bliżej niebieskiego.
Kolejną zaletą świetlówek energooszczędnych jest ich niska emisja ciepła, co pozwala na zastosowanie świetlówek kompaktowych dużej mocy w delikatnych kinkietach, lampach i żyrandolach. Nie można używać w nich żarówek o wysokiej temperaturze nagrzewania, ponieważ plastikowa część wkładu lub drut może się stopić.
Kolejną zaletą lamp energooszczędnych jest to, że ich światło jest bardziej miękkie i równomiernie rozprowadzane niż w przypadku żarówek. Wynika to z faktu, że w lampie żarowej światło pochodzi tylko z żarnika wolframowego, podczas gdy lampa energooszczędna świeci na całej swojej powierzchni. Ze względu na bardziej równomierny rozkład światła, energooszczędne lampy zmniejszają zmęczenie ludzkiego oka.
Wady lamp energooszczędnych
Lampy energooszczędne mają również wady: ich faza nagrzewania trwa do 2 minut, co oznacza, że potrzebują trochę czasu, aby osiągnąć maksymalną jasność. Migoczą również lampy energooszczędne.
Inną wadą lamp energooszczędnych jest to, że dana osoba nie może znajdować się bliżej niż 30 centymetrów od nich. Ze względu na wysoki poziom promieniowania ultrafioletowego lamp energooszczędnych, umieszczonych blisko nich, mogą ucierpieć osoby z nadwrażliwością skóry oraz osoby podatne na choroby dermatologiczne. Jeśli jednak dana osoba znajduje się w odległości nie mniejszej niż 30 centymetrów od lamp, nie wyrządza mu się żadnej krzywdy. Nie zaleca się również stosowania lamp energooszczędnych o mocy powyżej 22 watów w lokalach mieszkalnych, ponieważ. może to również negatywnie wpłynąć na osoby, których skóra jest bardzo wrażliwa.
Kolejną wadą jest to, że lampy energooszczędne nie są przystosowane do pracy w niskich temperaturach (-15-20ºC), a przy podwyższonych temperaturach zmniejsza się intensywność ich emisji światła. Żywotność lamp energooszczędnych w dużej mierze zależy od trybu pracy, w szczególności nie lubią one częstego włączania i wyłączania. Konstrukcja lamp energooszczędnych nie pozwala na ich zastosowanie w oprawach, w których znajdują się regulatory poziomu światła. Gdy napięcie sieciowe spada o więcej niż 10%, lampy energooszczędne po prostu się nie zapalają.
Wadą jest zawartość rtęci i fosforu, które choć w bardzo małych ilościach są obecne we wnętrzach lamp energooszczędnych. Nie ma to znaczenia, gdy lampa działa, ale może być niebezpieczne, jeśli zostanie uszkodzona. Z tego samego powodu lampy energooszczędne można zaliczyć do szkodliwych dla środowiska i dlatego wymagają specjalnej utylizacji (nie można ich wyrzucać do zsypu na śmieci i ulicznych pojemników na śmieci).
Kolejną wadą lamp energooszczędnych w porównaniu z tradycyjnymi żarówkami jest ich wysoka cena.
Strategie oszczędzania energii Unii Europejskiej
W grudniu 2005 r. UE wydała dyrektywę zobowiązującą wszystkie kraje członkowskie do opracowania krajowych planów działania na rzecz efektywności energetycznej (EEAP – Energie-Effizienz-Actions-Plane). Zgodnie z planami EEAP w ciągu najbliższych 9 lat (od 2008 do 2017 r.) każdy z 27 krajów UE musi osiągnąć co najmniej 1% rocznie oszczędności energii elektrycznej we wszystkich sektorach jej zużycia.
Na zlecenie Komisji Europejskiej schemat wdrażania EEAP został opracowany przez Instytut Wuppertal (Niemcy). Od 2011 roku wszystkie kraje UE są zobowiązane do ścisłego przestrzegania tych zobowiązań. Opracowanie i monitorowanie realizacji planów poprawy efektywności energetycznej systemów sztucznego oświetlenia powierzono specjalnie utworzonej grupie roboczej – ROMS (Roll out Member States). Została utworzona na początku 2007 roku przez Europejską Unię Producentów i Komponentów Oświetleniowych (CELMA) oraz Europejską Unię Producentów Źródeł Światła (ELC). Według szacunkowych szacunków ekspertów z tych związków, wszystkie 27 krajów UE, poprzez wprowadzenie energooszczędnych urządzeń i systemów oświetleniowych, ma realne szanse na całkowitą redukcję emisji CO2 o prawie 40 mln ton/rok, z czego: 20 mln ton/rok CO2 – w sektorze prywatnym; 8,0 mln ton CO2/rok – w budynkach użyteczności publicznej o różnym przeznaczeniu oraz w sektorze usług; 8,0 mln ton/rok CO2 – w budynkach przemysłowych i małych gałęziach przemysłu; 3,5 mln ton/rok CO2 – w instalacjach oświetlenia zewnętrznego w miastach. Oszczędności energii ułatwi także wprowadzenie do praktyki projektowania instalacji oświetleniowych nowych europejskich norm oświetleniowych: EN 12464-1 (Oświetlenie miejsc pracy w pomieszczeniach); EN 12464-2 (Oświetlenie miejsc pracy na zewnątrz); EN 15193-1 (Ocena energetyczna budynków – Wymagania energetyczne dla oświetlenia – Ocena zapotrzebowania na energię do oświetlenia).
Zgodnie z Artykułem 12 Dyrektywy ESD (Energy Services Directive) Komisja Europejska przekazała Europejskiemu Komitetowi Normalizacyjnemu w Elektrotechnice (CENELEC) mandat do opracowania określonych standardów oszczędzania energii. Normy te powinny przewidywać zharmonizowane metody obliczania charakterystyk efektywności energetycznej zarówno budynków jako całości, jak i poszczególnych produktów, instalacji i systemów w kompleksie urządzeń inżynieryjnych.
Plan działań energetycznych przedstawiony przez Komisję Europejską w październiku 2006 r. określa rygorystyczne normy efektywności energetycznej dla 14 grup produktów. Lista tych produktów została rozszerzona do 20 pozycji na początku 2007 roku. Urządzenia oświetleniowe do użytku ulicznego, biurowego i domowego zostały zaklasyfikowane jako towary podlegające specjalnej kontroli pod kątem oszczędności energii.
W czerwcu 2007 r. europejscy producenci oświetlenia ujawnili szczegóły dotyczące wycofywania z użytku domowego żarówek o niskiej wydajności i całkowitego ich wycofania z rynku europejskiego do 2015 r. Według obliczeń, inicjatywa ta spowoduje 60% redukcję emisji CO2 (o 23 megatony rocznie) z oświetlenia domowego, oszczędzając około 7 miliardów euro lub 63 gigawatogodziny energii elektrycznej rocznie.
Komisarz UE ds. energii Andris Piebalgs wyraził zadowolenie z inicjatywy producentów sprzętu oświetleniowego. W grudniu 2008 r. Komisja Europejska podjęła decyzję o wycofaniu żarówek żarowych. Zgodnie z przyjętą uchwałą źródła światła zużywające dużo energii elektrycznej będą stopniowo zastępowane energooszczędnymi:
wrzesień 2009 – zakaz stosowania żarówek matowych i przezroczystych o mocy powyżej 100 W;
wrzesień 2010 – żarówki przezroczyste powyżej 75 W nie są dozwolone;
wrzesień 2011 – zakaz stosowania żarówek przezroczystych o mocy powyżej 60 W;
wrzesień 2012 – wprowadzenie zakazu stosowania żarówek przezroczystych o mocy powyżej 40 i 25 W;
wrzesień 2013 – wprowadzenie surowych wymagań dla świetlówek kompaktowych i opraw LED;
Wrzesień 2016 – wprowadzenie surowych wymagań dla lamp halogenowych.
Zdaniem ekspertów, w wyniku przejścia na żarówki energooszczędne zużycie energii elektrycznej w krajach europejskich zmniejszy się o 3-4%. Francuski minister energii Jean-Louis Borlo oszacował potencjał oszczędności energii na 40 terawatogodzin rocznie. Niemal tyle samo oszczędności przyniesie podjęta wcześniej przez Komisję Europejską decyzja o wycofywaniu tradycyjnych żarówek w biurach, fabrykach i na ulicach.
Strategie oszczędzania energii w Rosji
W 1996 roku w Rosji przyjęto ustawę „O oszczędzaniu energii”, która z wielu powodów nie działała. W listopadzie 2008 roku Duma Państwowa przyjęła w pierwszym czytaniu projekt ustawy „O oszczędzaniu energii i zwiększaniu efektywności energetycznej”, który przewiduje wprowadzenie norm efektywności energetycznej dla urządzeń o mocy powyżej 3 kW.
Celem wprowadzenia norm przewidzianych w projekcie ustawy jest zwiększenie efektywności energetycznej i stymulowanie oszczędności energii w Federacji Rosyjskiej. Zgodnie z projektem ustawy państwowe środki regulacyjne w zakresie oszczędzania energii i efektywności energetycznej są realizowane poprzez ustalenie: wykazu wskaźników oceny skuteczności działań organów wykonawczych podmiotów Federacji Rosyjskiej i samorządów lokalnych w dziedzina oszczędzania energii i efektywności energetycznej; wymagania dotyczące produkcji i obiegu urządzeń energetycznych; ograniczenia (zakaz) w zakresie produkcji w celu sprzedaży na terytorium Federacji Rosyjskiej i obrotu w Federacji Rosyjskiej urządzeń energetycznych pozwalających na bezproduktywne zużycie zasobów energetycznych; wymagania dotyczące rozliczania produkcji, przesyłu i zużycia zasobów energetycznych; wymagania dotyczące efektywności energetycznej budynków, konstrukcji i konstrukcji; wymagania dotyczące treści i terminów działań oszczędzających energię w zasobach mieszkaniowych, w tym dla obywateli – właścicieli mieszkań w budynkach mieszkalnych; wymagania dotyczące obowiązkowego rozpowszechniania informacji w dziedzinie oszczędzania energii i efektywności energetycznej; wymagania dotyczące realizacji programów informacyjno-edukacyjnych w zakresie oszczędzania energii i efektywności energetycznej.
2 lipca 2009 r. prezydent Rosji Dmitrij Miedwiediew, przemawiając na posiedzeniu Prezydium Rady Państwa w sprawie poprawy efektywności energetycznej rosyjskiej gospodarki, nie wykluczył, że w Rosji, w celu zwiększenia efektywności energetycznej, obowiązuje zakaz wprowadzony zostanie obieg lamp żarowych.
Z kolei minister rozwoju gospodarczego Elvira Nabiullina po posiedzeniu Prezydium Rady Państwowej Federacji Rosyjskiej ogłosiła, że od stycznia może zostać wprowadzony zakaz produkcji i obrotu żarówkami o mocy powyżej 100 W. 1, 2011. Według Nabiulliny, odpowiednie działania przewiduje projekt ustawy o efektywności energetycznej, który przygotowywany jest do drugiego czytania.