Електричні джерела світла, їх конструкції і параметри.

Електричні джерела світла за способом генерування ними випромінювання ділять на температурні (лампи розжарювання) і люмінесцентні (люмінесцентні і газорозрядні лампи).

Принцип дії ламп розжарювання оснований на вищеназваному тепловому випромінюванні. Використання цього принципу обумовлює основні недоліки ламп розжарювання, а саме:

низький ККД (близько 2%), так як переважна частина енергії, що споживається цими лампами, перетворюється не в світлову, а в теплову енергію;

низький термін служби, який с середньому складає біля 1000 годин, обмежується терміном служби спіралі, яка працює за великих температур. Термін служби ламп розжарювання знижується при їх вібраціях, частих вмиканнях і вимиканнях, не вертикальному положенні.

Крім того, світло ламп розжарювання відрізняється від природного перевагою променів жовто-червоної частини спектру, що викривляє природну розцвітку предметів.

Незважаючи на вказані недоліки, в наступний час лампи розжарювання все ще знаходять широке застосування в зв’язку з їх простотою в експлуатації, надійністю, компактністю і низькою вартістю.

Лампи розжарювання можуть бути вакуумними і газонаповненими. В останніх використовується аргон з додаванням 12-15% азоту.

Різновидом ламп розжарювання є галогенні лампи, основна відмінність яких заклечається в підвищеному терміні служби, як правило, до 2000 годин. Це досягається за рахунок того, що в склад газового заповнення колби галогенної лампи розжарювання додається йод, який за визначених умов забезпечує зворотний перенос часток вольфраму спіралі, які випарилися, зі стінок колби лампи на тіло розжарювання.

Люмінесцентна лампа становить собою запаяну з обох кінців скляну трубку, внутрішня поверхня якої вкрита тонким шаром люмінофору. З лампи відкачане повітря, і вона заповнена інертним газом аргоном за дуже низького тиску. В лампу поміщена крапля ртуті, яка під час нагрівання перетворюється в ртутну пару. Вольфрамові електроди лампи, як правило, мають вид спіралі. Паралельно спіралі розміщуються два жорстких нікелевих електроди, кожен з яких з’єднаний з одним з кінців спіралі. При подачі на електроди напруги в газовому середовищі лампи виникає електричний розряд, в частковості між жорсткими електродами і спіраллю.

В циліндричному балоні ртутної лампи йде електричний розряд. Збуджені атоми ртуті випускають потоки електромагнітного випромінювання, основна енергія якого лежить в ультрафіолетовій частині спектру. Під дією ультрафіолетового випромінювання проходить світіння покритих люмінофором стінок лампи різним кольором. Поглинаючи ультрафіолетове випромінювання, суміш люмінофорів випромінює у видимій частині спектру і в достатній степені відтворює спектр денного світла.

Зниження споживання енергії при повсюдному впровадженні люмінесцентних ламп.

В країнах СНД не менше 10% виробленої електроенергії споживається при освітленні житлових і невиробничих службових приміщень лампами розжарювання. З урахуванням вищевикладеного їх повсюдна заміна у вказаних приміщеннях люмінесцентними лампами дозволить знизити потрібну кількість виробленої енергії на 7%. В частковості, для Республіки Білорусь при цьому в абсолютних числах щорічна економія електроенергії буде складати не менше 4 млрд кВт ч.

Світлотехніку, що нині використовується в Україні, не можна визнати ефективною. Витрати на освітлення в нашій державі в кілька разів вищі, ніж у розвинених країнах світу. Використання в Україні лише застарілого світлотехнічного обладнання виливається державі у значні перевитрати електроенергії на 30—40 відсотків. А низький рівень технічного обслуговування освітлювальних установок зумовлює втрату від 40 до 60 відсотків світлового потоку. Вагоме досягнення в галузі оптоелектроніки — поява твердотільних світлодіодів, енергоефективність яких у 8—12 разів більша за ефективність ламп розжарювання.

Саме тому для «інвентаризації» всіх можливостей та невикористаних резервів створення і виробництва високоефективних джерел та приладів освітлення у Тернополі відбувся круглий стіл з участю провідних українських виробників світлотехніки, науковців, представників тернопільської обласної та міської влади.

Світлом у кінці тунелю можна вважати державну цільову науково-технічну програму «Розробка і впровадження енергозберігаючих світлодіодних джерел світла та освітлювальних систем на їх основі», затверджену розпорядженням Кабінету міністрів у червні 2008 року. Її замовником визначено Національну академію наук України, а органом управління виконання програми — Інститут фізики напівпровідників імені В.Лашкарьова НАНУ. Виконання програми, за розрахунками фахівців, дасть змогу налагодити промислове виробництво енергозберігаючих світлодіодних джерел (5—7 млн. штук на рік). А заміна 5 млн. ламп розжарювання на світлодіодні лампи забезпечить економію електроенергії 2 млн. КВт•год.

Потрібно розробити комплексну державну програму з енергозбереження у світлотехнічній галузі, яка б на законодавчому рівні дозволила закріпити досягнення українських учених-світлотехніків і заборонити використання малоефективної техніки та технологій в освітленні. Вступ у минулому році України до Міжнародної комісії з освітлення (МКО) — найавторитетнішої у світі організації в галузі світлотехніки — відкриває для України можливість користуватися всіма досягненнями світової світлотехніки і вийти на ринки країн — членів МКО. Але сьогодні зарубіжні виробники сучасних джерел світла й освітлювальних приладів на їх основі мають набагато більші можливості для просування своєї продукції на український ринок. Тому Україна має сказати вагоме слово на підтримку своєї національної освітлювальної продукції. Насамперед це стосується світлових приладів зі світлодіодними лампами, бо тут ми є визнаними лідерами у світі. Всі пам’ятаємо, як колись у ряді держав безплатно роздавали компактні люмінесцентні лампи, і населення звикало до їх використання. Теж саме можна зробити і зі світлодіодними приладами. Тому, необхідно повернутися до цієї практики і широко її впроваджувати.