От «лампочки Ильича» – к светодиоду

До распада СССР на цели освещения в нашей стране расходовалось до 13 процентов всей вырабатываемой электроэнергии. Это составляло около 220 миллиардов кВт-ч, которые использовались почти 1,5 миллиарда световых точек.

Их общая установленная мощность составляла 150 миллионов кВт, в том числе в промышленности и шахтах – 90 миллионов кВт (54 процента); общественных зданиях и коммерческих учреждениях – 25 миллионов кВт (12 процентов); наружных и уличных установках – 3 миллиона кВт (1 процент); жилых зданиях – 15 миллионов кВт (24 процента); сельском хозяйстве и облучательных установках – 19 миллионов кВт (9 процентов).

В стране работали 20 электроламповых заводов, 35 специализированных заводов по выпуску световых приборов, 6 заводов пускорегулирующей аппаратуры.

Кроме того, 230‑250 неспециализированных предприятий выпускали бытовые и электроустановочные изделия. Так, в 1991 году в СССР производство светотехнических изделий составило: люминесцентных ламп – 155 миллионов штук, ламп накаливания – 2500‑2800 миллионов штук, разрядных ламп высокого давления – 13 миллионов штук. Светильников было изготовлено всего 85 миллионов штук, из которых светильников с люминесцентными лампами – 20 миллионов штук, с разрядными лампами высокого давления – 6,5 миллиона штук. Производство бытовых светильников составляло 25 миллионов штук, уличных – 1 миллион штук, а для промышленных и общественных зданий – 66 миллионов штук.

При этом следует отметить, что средний технический уровень массовых изделий был низок и их экспорт практически отсутствовал; с другой стороны, цены на светотехнические изделия были многократно ниже зарубежных и вполне доступными для населения и предприятий.

Новые времена

Распад СССР отрицательно сказался на светотехнической промышленности. Свыше 60 процентов производственных мощностей оказалось за пределами России. Нарушились производственные связи. Возросла стоимость светотехнической продукции. Результат – падение спроса на отечественные товары, рост импорта. Например, объем выпуска бытовых светильников падает с 1424 тысяч штук на момент распада СССР до 290,7 тысячи штук в 1997 году. Правда, в 1998 году он возрастает до 445,5 тысячи штук. Объем производства ламп также снижается, составляя в 1998 году 568,1 тысячи штук. Резко возрастает импорт осветительного оборудования: с 11,2 миллиона долларов США в 1994 году до 85 миллионов в 1997 году. В 1998 году наблюдается его падение до 57,8 миллиона долларов. Аналогичная картина и с источниками света – затраты на их импорт в 1998 году составили 42 миллиона долларов.

На российском светотехническом рынке начинают действовать многие зарубежные фирмы из Италии, Германии, Австрии, Чехии и др. Известные фирмы Thorn, Kalmar, Philips и т. п. активно участвуют в светотехнической жизни страны.

После 17 августа 1998 года, в связи с подорожанием доллара, импорт сократился. Ряд фирм ушли с российского рынка и отечественное производство начало расти. Общий прирост продукции в 1998 году по сравнению с предыдущими годами составил 10‑13 процентов. Производство люминесцентных ламп возросло на 15 процентов, а компактных люминесцентных ламп – на 45 процентов.

Огромные задачи, стоявшие перед светотехнической промышленностью, воплотились в программу, выполнение которой стало возможно в результате скоординированных и целенаправленных действий многих организаций, таких, как, например, ассоциация «Российский свет», Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический светотехнический институт им. С. И. Вавилова (ВНИСИ), Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт источников света им. А. Н. Лодыгина (ВНИИИС), Торговая светотехническая ассоциация, Московский дом света, светотехнические заводы России.

Тенденции потребления

Учитывая возрастающий с годами расход электроэнергии в России на осветительные установки, возникли вопросы определения количественного прогноза на перспективу ее расхода и возможных путей энергосбережения. Все это нашло отражение в публикациях ведущих светотехников России: Ю. Б. Айзенберга, Г. Р. Шахпарунянца и др. Следует отметить, что подобна тематика сформулирована и в документе «Видение-2020» департамента энергетики и строительства США. Подобный прогноз выполнила и известная фирма Osram (Германия).

Известно, что в 2000 году потребление электроэнергии в России составило 832,1 миллиарда кВт-ч, а освещения – 108 миллиардов кВт-ч.

При сохранении нормальных величин освещенностей расход электроэнергии определяется параметрами светотехнических изделий и структурой парка средств освещения, то есть соотношением числа световых точек с определенными источниками света и их мощностью.

В настоящее время характеристики парка средств освещения выглядят так: в сфере услуг доля светового потока от люминесцентных ламп составляет 96,2 процента, от ламп накаливания – 3,3 процента; в промышленности  от люминесцентных ламп – 36,5 процента, от ламп ДРЛ – 56,3 процента; в жилом секторе – от ламп накаливания 97 процентов, от люминесцентных – 2,8 процента, а от перспективных компактных люминесцентных ламп всего лишь 0,03 процента.

При существующей ситуации, то есть без проведения энергосберегающих мероприятий в области увеличения светотехнических параметров источников света, расходы электроэнергии на освещение, с учетом тенденции роста ее потребления с каждым годом, составили бы по сравнению с базовым, 2000 годом: в 2010 году – 131,5 миллиарда кВт-ч, а в 2020 году – 157,8 миллиарда кВт-ч.

В случае проведения мероприятий энергосбережения эти показатели, соответственно, составят 97,3 миллиарда кВт-ч и 86 миллиардов кВт-ч.

Таким образом, предполагаемая экономия электроэнергии составит: в 2010 году – 34,2 миллиарда кВт-ч, в 2020 году – 71,8 миллиарда кВт-ч.

Значение величины этого экономического эффекта велико и многогранно: экономия топлива, существенное снижение загрязнения атмосферы, экономический эффект. Все это достигается при возможности использования электрической энергии для освещения в нормируемых значениях, а не за счет уменьшения ее потребления и тем самым создания неблагоприятного светового климата для людей.

За счет чего же предполагается достичь этих результатов в 2020 году по сравнению с 2000-м?

Пути сбережения

Во‑первых, это увеличение световой отдачи источников света: для ламп накаливания в 1,6 раза (с 12,5 лм/Вт до 20 лм/Вт), для галогенных – в 2,7 раза (с 18 лм/Вт до 50 лм/Вт), люминесцентных – в 1,6 раза (с 65 лм/Вт до 105 лм/Вт), компактных люминесцентных – в 1,2 раза (с 70 лм/Вт до 85 лм/Вт), металлогалоидных – в 1,2 раза (с 75 лм/Вт до 90 лм/Вт), ртутных – в 1,09 раза (с 55 лм/Вт до 60 лм / Вт), натриевых ламп высокого давления – в 1,2 раза (от 100 лм/Вт до 120 лм/Вт).

Во‑вторых, это увеличение срока службы ламп. Для галогенных ламп – в три раза, люминесцентных – в 1,6 раза, компактных – в 2,7 раза, металлогалоидных – в 2,4 раза, ртутных – в 1,6 раза, натриевых – в 2 раза.

В‑третьих, изменение структуры парка средств освещения, предполагающее уменьшение светильников с лампами накаливания в 1,35 раза, ртутных – в 1,1 раза. Одновременно существенно возрастет доля люминесцентных светильников – в 1,5 раза, галогенных – в 10 раз, металлогалоидных, натриевых – в 23 раза. Существенным будет увеличение числа компактных люминесцентных ламп, которые сейчас выпускаются в небольшом объеме.

Наконец, четвертой мерой может стать широкое применение в светотехнике светоизлучающих диодов (СД), прогрессивное изготовление которых позволяет достичь световой отдачи в 240 лм/Вт. К сведению: первые коммерческие СД, появившиеся в 1968 году, имели световую отдачу лишь только 0,2 лм/Вт.

Кроме того, СД имеют срок службы 50‑100 тысяч часов, обладают высокой надежностью, имеют незначительные эксплуатационные затраты.

В заключение следует подчеркнуть, что реальными показателями внедрения энергосберегающих технологий является процент светового потока, генерируемого различными осветительными приборами в общем потоке осветительных установок.

Например, для сферы услуг в 2020 году прогнозируется: люминесцентное освещение в размере 85 процентов, натриевое – 8 процентов, металлогалоидное – 4,6 процента, галогенное, 1,4 процента, с лампами накаливания – 1 процент.

Естественно, что воплощение этих программ в жизнь и дальнейшее развитие в данном направлении потребуют определенных финансовых затрат, но в перспективе они окупятся сторицей.