ВНЕДРЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЭНЕРГЕТИКУ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

В ближайшее время важнейшей задачей для нашей страны является создание новых организационных и технологических основ для эффективного и экологически доступного развития и функционирования отраслей топливно - энергетического комплекса (ТЭК) в условиях формирования рыночных отношений. Задача следующих этапов - создание и обеспечение развития конкурентоспособных объектов ТЭК с учетом все более тесной взаимосвязи с мировым энергетическим хозяйством.

Для осуществления экономической, научно-технической, социальной деятельности, направленной на создание условий для эффективной работы организаций, существует Министерство энергетики Республики Беларусь (Минэнерго). Главная задача - удовлетворение потребности народного хозяйства и населения в электрической и тепловой энергии, природном и сжиженном газе, твердых видах топлива, а также их рационального и безопасного использования.

В Республике Беларусь, с учетом климатических, географических и метеорологических условий в качестве возобновляемых и нетрадиционных источников энергии рассматриваются гидроресурсы, ветровая и солнечная энергия, биогаз, коммунальные отходы, фитомасса, отходы растениеводства, топливный этанол и биодизельное топливо, геотермальные ресурсы.

Применение этих источников энергии очень важно в настоящее время для развития энергетики по следующим причинам:

•  Возобновляемые и нетрадиционные источники, как правило, экологически чистые;
• Их применение обеспечивает переход от расточительной к рациональной экономике;
• Использование нетрадиционных источников способствует развитию новых технологий в энергетике.

Наиболее интересной и современной инновацией в энергетике стало использование светодиодов вместо привычных ламп накаливания и люминесцентных.

Светодиоды – это устройства, которые излучают свет при протекании через них электрического тока. В отличие от ламп накаливания, основную часть энергии светодиоды превращают в свет, а не в тепло. Это значит, что они создают максимум света при незначительной энергии, что делает их самыми эффективными по сравнению с другими лампами. Светодиодные светильники помогут сэкономить до 85% энергии, потребляемой лампами накаливания и до 50% энергии, потребляемой энергосберегающими лампочками. Используя светодиодные лампы, затраты на электроэнергию снижаются минимум в 2 раза.  Работают лампы долго: до 30 тыс. часов непрерывной работы (примерно 3-5 лет). Поэтому, работая 5-7 часов в день, они могут прослужить 15-20 лет.

Использование маломощных ламп накаливания для уменьшения энергопотребления является не только неразумным, но еще и опасным для здоровья. От этого человек портит зрение, быстрее устает и раздражается, ухудшается его психоэмоциональное состояние. Яркость же светодиодов может быть выбрана из широкого спектра цветов: от теплого желтого до холодного белого. Так же светодиодные лампы абсолютно бесшумны, что является огромным плюсом. Именно поэтому их внедрение необходимо не только в квартире, но и в офисах, школах, учебных центрах, библиотеках.

Нельзя не отметить тот факт, что в светодиодах не содержится ртути, поэтому их можно утилизировать без затрат, а это значит они не принесут вреда окружающей среде.

Подведя итоги, светодиодное освещение является безопасным и даже полезным для здоровья человека.

Преимуществами светодиодов на фоне других источников освещения являются:

• Энергоэффективность. Светопередача у светодиодов составляет 120-150 люмен/ватт, что является максимальным показателем;
• Экологичность. Подобные источники освещения не выделяют вредных веществ;
• Температура нагревания данных ламп в работе невелика;
• Продолжительный срок службы. Показатель составляет 50 тысяч часов;
• Работу светодиодного освещения можно контролировать с помощью мобильных приложений, изменять цвет испускаемого излучения и вносить другие настройки;

Рассмотрим современные инновации светодиодов:

• LED-освещение на GaN-подложках.

Обеспечивает более качественную цветопередачу и улучшает интенсивность светового потока (если сравнивать с предыдущей технологией). Размер инвестиций, которые получила эта сфера энергетики, подсчитать сложно. По мнению аналитиков, в 2018 году объём рынка LED-освещения достигнет 25,9 миллиарда долларов.

• GaN-светодиоды на подложках из кремния.

Технология обеспечивает хорошую светоотдачу, благодаря чему снижаются расходы в энергетике.

• LED SlimStyle.

Особенность источников освещения, построенных на базе этой технологии, заключается в наличии множества мелких светодиодов.

 Стоимость подобных ламп составляет около 10 долларов.

На примере учебного корпуса Гродненского государственного университета имени Янки Купалы будет предложено внедрение светодиодов для улучшения энергопотребления. Для этого необходимо рассчитать количество светильников в учебной аудитории и их потребление в год, далее так же посчитать потребление светодиодов и сравнить значения.

Н – высота помещения, (в нашем случае 3,05м);

h_р – высота расчетной поверхности над полом, м (если значение не известно, то принимается высота условной рабочей поверхности h_р = 0,8 м,

для нашей аудитории 0,7);

h_с – расстояние от светильника до перекрытия («свес»), м (принимается 0 – 1,5 м); ( в нашем случае 0м)

L – расстояние между соседними светильниками в ряду или рядами светильников, м;

Н_р – расчетная высота от условной рабочей поверхности до светильника, м:

l – расстояние от крайних светильников или рядов до стены, м (принимается (0,3 – 0,5)L);

А – длина помещения, м;

В – ширина помещения, м.

Определив Н_р и задавшись значением L/Н_р, вычисляют расстояние L.

Далее производится расчет числа рядов светильников:

а также числа светильников в ряду:

Полученные результаты округляются до ближайшего целого значения, после чего пересчитываются реальные расстояния между рядами светильников (1.4) и между центрами светильников в ряду (1.5):

Для прямоугольных помещений проверяется условие:

Общее число светильников определяем по формуле:

Светильники с люминесцентными лампами могут располагаться вплотную друг к другу либо с разрывами не более 0,5 Н_р. При этом расстояние между соседними светильниками в ряду:

Произведем размещение светильников для аудитории.

В соответствии с (1.1) определим высоту установки светильников над освещаемой поверхностью, приняв высоту расчетной поверхности над полом , а расстояние от светильника до перекрытия :

                                  (1.9)

Для выбранной КСС типа Д по таблице 3.9 [1] принимаем . Тогда расстояние между соседними светильниками или рядами светильников

                        (1.10)

а расстояние от крайних светильников или рядов до стен

                                   (1.11)

Число рядов светильников:

                               (1.12)

число светильников в одном ряду:

                (1.13)

Уточняем реальные расстояния между рядами LB и между светильниками LA:

                                   (1.14)

                        (1.15)

Проверяем условие (2.6):

                                    (1.16)

что находится в допустимых пределах.

Таким образом, освещение аудитории выполняется двумя рядами светильников. В каждом из рядов устанавливается по 3 светильника, а общее количество светильников в аудитории:

                                  (1.17)

Методом коэффициента использования определим расчетное значение светового потока одной лампы, принимая нормируемую освещенность E_Н = 300 лк. Коэффициент запаса для инструментального цеха равен K_З = 1,4. Индекс помещения будет равен:

                 (1.18)

Для кривой силы света Д-2 и коэффициентов отражения потолка, стен и рабочей поверхности соответственно 50, 50 и 10% определяем коэффициенты использования светового потока для  , а для  . Тогда интерполируя получаем значение коэффициента использования для :

           (1.19)

Освещаемая площадь:

                              (1.20)

Приняв коэффициент неравномерности освещенности для люминесцентных ламп   [с. 32, 1], определим расчетное значение светового потока:

                    (1.21)

Зная, что число люминесцентных ламп в светильнике , найдём количество светильников в ряду:

                          (1.22)

Принимаем для освещения данной аудитории два ряда светильников, по три светильника в каждом ряду. Тогда общее число светильников необходимых для освещения склада 6 штук. При этом = 4320Лм мощностью 80Вт.

Расчётное значение светового потока одной лампы светильника:

                      (1.23)

Отличие значение светового потока одной лампы светильника:

                  (1.24)

что допустимо.

Теперь заменим люминесцентные лампы на светодиодные и проведем такие же расчеты.

Известно, что если заменить люминесцентную лампу мощностью 80вт, получим светодиодную мощностью 30Вт (=2500)Лм. Легко заметить, что экономия составит более 50 процентов только на одной лампе.

Список литературы:

1. Козловская В. Б. Проектирование систем электрического освещения: учебно-методическое пособие для студентов / В. Б. Козловская, В. Н. Радкевич, В. Н. Сацукевич. – Минск: БНТУ, 2008. – 133 с.
2. Л.В. Кропочева, В.Н. Комар, В.А. Самойло. Электрические источники света и их параметры: пособие по дисциплине «Электрическое освещение» для студентов специальности «Техническая эксплуатация энергооборудования организаций» - Гродно: ГрГУ им. Я. Купалы, 2015.