La nostra vida no es pot imaginar sense il·luminació artificial. Per a la vida i la feina, la gent simplement necessita il·luminació amb làmpades. Anteriorment, només s'utilitzaven bombetes incandescents ordinàries per a això.
El principi de funcionament de les làmpades incandescents es basa en la conversió de l'energia elèctrica que travessa el filament en llum. En les làmpades incandescents, un filament de tungstè s'escalfa a una brillantor brillant per l'acció d'un corrent elèctric. La temperatura del filament escalfat arriba als 2600-3000 graus C. Els flascons de les làmpades incandescents s'evacuen o s'omplen amb un gas inert, en el qual el filament de tungstè no s'oxida: nitrogen; argó; criptó; mescla de nitrogen, argó, xenó. Les làmpades incandescents s'escalfen molt durant el funcionament.
Cada any, les necessitats d'electricitat de la humanitat augmenten cada cop més. Com a resultat de l'anàlisi de les perspectives del desenvolupament de les tecnologies d'il·luminació, els experts van reconèixer la substitució de làmpades incandescents obsoletes per làmpades d'estalvi energètic com la direcció més progressiva. Els experts creuen que la raó d'això és la superioritat significativa de l'última generació de làmpades d'estalvi d'energia sobre les làmpades "calentes".
Les làmpades d'estalvi d'energia s'anomenen làmpades fluorescents, que s'inclouen a l'àmplia categoria de fonts de llum de descàrrega de gas. Les làmpades de descàrrega, a diferència de les làmpades incandescents, emeten llum a causa d'una descàrrega elèctrica que travessa el gas que omple l'espai del llum: la resplendor ultraviolada de la descàrrega de gas es converteix en llum visible per nosaltres.
Les làmpades d'estalvi d'energia consisteixen en un matràs ple de vapor de mercuri i argó i un llast (arrancador). Una substància especial anomenada fòsfor s'aplica a la superfície interior del matràs. Sota l'acció de l'alta tensió a la làmpada, es produeix el moviment dels electrons. La col·lisió d'electrons amb àtoms de mercuri produeix radiació ultraviolada invisible que, passant a través del fòsfor, es converteix en llum visible.
Пavantatges de les làmpades d'estalvi d'energia
El principal avantatge de les làmpades d'estalvi d'energia és la seva alta eficiència lluminosa, que és diverses vegades superior a la de les làmpades incandescents. El component d'estalvi d'energia rau precisament en el fet que el màxim de l'electricitat subministrada a la làmpada d'estalvi d'energia es converteix en llum, mentre que en les làmpades incandescents fins al 90% de l'electricitat es gasta simplement en escalfar el cable de tungstè.
Un altre avantatge indubtable de les làmpades d'estalvi d'energia és la seva vida útil, que està determinada per un període de temps de 6 a 15 mil hores de combustió contínua. Aquesta xifra supera la vida útil de les làmpades incandescents convencionals en unes 20 vegades. La causa més comuna de fallada de la bombeta incandescent és un filament cremat. El mecanisme de la làmpada d'estalvi d'energia evita aquest problema, de manera que tenen una vida útil més llarga.
El tercer avantatge de les làmpades d'estalvi d'energia és la possibilitat de triar el color de la resplendor. Pot ser de tres tipus: diürna, natural i càlida. Com més baixa sigui la temperatura del color, més a prop està el color del vermell; com més alt, més a prop del blau.
Un altre avantatge de les làmpades d'estalvi energètic és la seva baixa emissió de calor, que permet l'ús de làmpades fluorescents compactes d'alta potència en aplics de paret, llums i canelobres fràgils. És impossible utilitzar làmpades incandescents amb una temperatura de calefacció elevada, ja que la part de plàstic del cartutx o el cable es poden fondre.
El següent avantatge de les làmpades d'estalvi d'energia és que la seva llum es distribueix més suau, de manera més uniforme que la de les làmpades incandescents. Això es deu al fet que en una làmpada incandescent, la llum prové només d'un filament de tungstè, mentre que una làmpada d'estalvi d'energia brilla per tota la seva àrea. A causa de la distribució més uniforme de la llum, les làmpades d'estalvi d'energia redueixen la fatiga de l'ull humà.
Desavantatges de les làmpades d'estalvi d'energia
Les làmpades d'estalvi d'energia també tenen inconvenients: la seva fase d'escalfament dura fins a 2 minuts, és a dir, necessitaran un temps per desenvolupar la seva màxima lluminositat. A més, els llums d'estalvi d'energia parpellegen.
Un altre desavantatge de les làmpades d'estalvi d'energia és que una persona no pot estar a menys de 30 centímetres de distància. A causa de l'alt nivell de radiació ultraviolada de les làmpades d'estalvi d'energia, quan es col·loquen a prop d'elles, les persones amb una sensibilitat excessiva de la pell i aquelles que són propenses a malalties dermatològiques es poden veure perjudicades. Tanmateix, si una persona es troba a una distància no inferior a 30 centímetres de les làmpades, no se li fa cap mal. Tampoc es recomana utilitzar làmpades d'estalvi d'energia amb una potència de més de 22 watts en locals residencials, perquè. això també pot afectar negativament les persones la pell de les quals és molt sensible.
Un altre inconvenient és que les làmpades d'estalvi energètic no estan adaptades per funcionar en un rang de baixa temperatura (-15-20ºC), i a temperatures elevades, la intensitat de la seva emissió de llum disminueix. La vida útil de les làmpades d'estalvi d'energia depèn significativament del mode de funcionament, en particular, no els agrada encendre i apagar freqüentment. El disseny de làmpades d'estalvi energètic no permet el seu ús en lluminàries on hi ha controls de nivell de llum. Quan la tensió de la xarxa baixa més d'un 10%, els llums d'estalvi d'energia simplement no s'encenen.
Els inconvenients inclouen el contingut de mercuri i fòsfor, que, encara que en quantitats molt petites, estan presents a les làmpades d'estalvi d'energia. Això no té importància quan el llum funciona, però pot ser perillós si es trenca. Per la mateixa raó, els llums d'estalvi d'energia es poden classificar com a nocius per al medi ambient i, per tant, requereixen una eliminació especial (no es poden llençar a la deixalleria i als contenidors d'escombraries del carrer).
Un altre desavantatge de les làmpades d'estalvi d'energia en comparació amb les làmpades incandescents tradicionals és el seu alt preu.
Estratègies d'estalvi energètic de la Unió Europea
El desembre de 2005, la UE va emetre una directiva que obligava tots els seus països membres a desenvolupar plans d'acció nacionals per a l'eficiència energètica (EEAP – Energie-Effizienz-Actions-Plane). D'acord amb els EEAP, en els propers 9 anys (del 2008 al 2017), cadascun dels 27 països de la UE ha d'aconseguir almenys un 1% anual d'estalvi d'electricitat en tots els sectors del seu consum.
Segons instruccions de la Comissió Europea, l'esquema d'implementació dels EEAPs va ser desenvolupat per l'Institut Wuppertal (Alemanya). A partir de 2011, tots els països de la UE estan obligats a complir estrictament aquestes obligacions. El desenvolupament i el seguiment de la implementació dels plans de millora de l'eficiència energètica dels sistemes d'il·luminació artificial està encarregat a un grup de treball especialment creat – ROMS (Roll out Member States). Es va formar a principis de 2007 per la Unió Europea de Fabricants i Components d'Il·luminació (CELMA) i la Unió Europea de Fabricants de Fonts de Llum (ELC). Segons les estimacions d'experts d'aquests sindicats, els 27 països de la UE, mitjançant la introducció d'equips i sistemes d'il·luminació energèticament eficients, tenen oportunitats reals per a una reducció total de les emissions de CO2 en gairebé 40 milions de tones/any, de les quals: 20 milions de tones/any de CO2 - al sector privat; 8,0 milions de tones/any de CO2 – en edificis públics amb finalitats diverses i en el sector serveis; 8,0 milions de tones/any de CO2 - en naus industrials i petites indústries; 3,5 milions de tones/any de CO2 - en instal·lacions d'il·luminació exterior a les ciutats. També es facilitarà l'estalvi energètic amb la introducció en la pràctica del disseny d'instal·lacions d'il·luminació de les noves normes d'il·luminació europees: EN 12464-1 (Il·luminació de llocs de treball interiors); EN 12464-2 (Il·luminació de llocs de treball exteriors); EN 15193-1 (Avaluació energètica dels edificis – Requisits energètics per a la il·luminació – Avaluació de la demanda energètica per a la il·luminació).
D'acord amb l'article 12 de la Directiva ESD (Directiva de serveis energètics), la Comissió Europea va delegar al Comitè Europeu d'Estandardització en Enginyeria Elèctrica (CENELEC) el mandat d'elaborar normes específiques d'estalvi energètic. Aquestes normes haurien de preveure mètodes harmonitzats per calcular les característiques d'eficiència energètica tant dels edificis en conjunt com dels productes, instal·lacions i sistemes individuals d'un complex d'equips d'enginyeria.
El Pla d'acció energètica presentat per la Comissió Europea l'octubre de 2006 va establir estàndards estrictes d'eficiència energètica per a 14 grups de productes. La llista d'aquests productes s'ha ampliat a 20 posicions a principis de 2007. Els aparells d'il·luminació per a carrer, oficines i ús domèstic es van classificar com a béns subjectes a control especial per a l'estalvi energètic.
El juny de 2007, els fabricants europeus d'il·luminació van donar a conèixer detalls sobre l'eliminació progressiva de les bombetes de baixa eficiència per a ús domèstic i la seva retirada total del mercat europeu l'any 2015. Segons els càlculs, aquesta iniciativa suposarà una reducció del 60% de les emissions de CO2. (en 23 megatones anuals) de la il·luminació domèstica, estalviant uns 7 milions d'euros o 63 gigawatts-hora d'electricitat a l'any.
El comissari d'Afers Energètics de la UE, Andris Piebalgs, va expressar la seva satisfacció per la iniciativa presentada pels fabricants d'equips d'il·luminació. El desembre de 2008, la Comissió Europea va decidir eliminar gradualment les bombetes incandescents. Segons la resolució aprovada, les fonts de llum que consumeixen molta electricitat es substituiran gradualment per altres d'estalvi energètic:
Setembre de 2009: es prohibeixen les làmpades incandescents transparents i de més de 100 W;
Setembre de 2010: no es permeten les làmpades incandescents transparents de més de 75 W;
Setembre de 2011: estan prohibides les làmpades incandescents transparents de més de 60 W;
Setembre de 2012: s'introdueix una prohibició de les làmpades incandescents transparents de més de 40 i 25 W;
Setembre de 2013: s'introdueixen requisits estrictes per a làmpades fluorescents compactes i lluminàries LED;
Setembre de 2016: s'introdueixen requisits estrictes per a les làmpades halògenes.
Segons els experts, com a resultat de la transició a bombetes d'estalvi d'energia, el consum d'electricitat als països europeus disminuirà entre un 3 i un 4%. El ministre francès d'Energia, Jean-Louis Borlo, ha estimat el potencial d'estalvi d'energia en 40 terawatts-hora l'any. Gairebé la mateixa quantitat d'estalvi vindrà de la decisió presa anteriorment per la Comissió Europea d'eliminar progressivament les làmpades incandescents tradicionals a les oficines, les fàbriques i als carrers.
Estratègies d'estalvi d'energia a Rússia
El 1996, a Rússia es va aprovar la Llei "d'estalvi d'energia", que, per diverses raons, no va funcionar. El novembre de 2008, la Duma de l'Estat va adoptar en primera lectura el projecte de llei "Sobre l'estalvi energètic i l'augment de l'eficiència energètica", que preveu la introducció de normes d'eficiència energètica per a dispositius amb una potència superior a 3 kW.
L'objectiu de la introducció de les normes previstes per l'esborrany de llei és augmentar l'eficiència energètica i estimular l'estalvi energètic a la Federació Russa. Segons el projecte de llei, les mesures de regulació estatal en l'àmbit de la conservació de l'energia i l'eficiència energètica es porten a terme mitjançant l'establiment de: una llista d'indicadors per avaluar l'eficàcia de les activitats de les autoritats executives de les entitats constitutives de la Federació de Rússia i els governs locals a l'àmbit de l'estalvi energètic i l'eficiència energètica; requisits per a la producció i circulació de dispositius d'energia; restriccions (prohibició) en l'àmbit de la producció amb la finalitat de vendre al territori de la Federació de Rússia i la circulació a la Federació de Rússia de dispositius energètics que permeten el consum improductiu de recursos energètics; requisits per comptabilitzar la producció, transmissió i consum de recursos energètics; requisits d'eficiència energètica d'edificis, estructures i estructures; requisits per al contingut i el calendari de les mesures d'estalvi d'energia en el parc d'habitatges, inclosos els ciutadans, propietaris d'apartaments en edificis d'apartaments; requisits per a la difusió obligatòria d'informació en l'àmbit de l'estalvi energètic i l'eficiència energètica; requisits per a l'execució de programes informatius i educatius en l'àmbit de l'estalvi energètic i l'eficiència energètica.
El 2 de juliol de 2009, el president rus Dmitri Medvedev, parlant en una reunió del Presidium del Consell d'Estat sobre la millora de l'eficiència energètica de l'economia russa, no va descartar que a Rússia, per tal d'augmentar l'eficiència energètica, una prohibició de s'introduiria la circulació de làmpades incandescents.
Al seu torn, la ministra de Desenvolupament Econòmic, Elvira Nabiullina, després d'una reunió del Presidium del Consell d'Estat de la Federació de Rússia, va anunciar que a partir del gener es podria introduir la prohibició de la producció i circulació de làmpades incandescents amb una potència de més de 100 W. 1 de 2011. Segons Nabiullina, les mesures corresponents estan previstes pel projecte de llei d'eficiència energètica, que s'està preparant per a la segona lectura.