بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به اهمیت یافتن موضوع مدیریت روشنایی،روشهایی که بتوان از طریق آنها در زمینه مصرف انرژی و کیفیت سیستمهای روشنایی بهبود حاصل نمود،مورد توجه قرار گرفته اند.در این مقاله به بررسی یکی از این روشها،که جایگزینی لامپهای کم مصرف با لامپهای LED می باشد،پرداخته شده است . برای روشن شدن موضوع ضمن معرفی مختصر لامپهای کم مصرف و LED مشخصات هر کدام از این دو نوع لامپ ذکر گردیده است و سپس روشنایی یک فضای داخلی با شدت روشنایی یکسان در محیط با استفاده از لامپ کم مصرف و LED تامین شده است در ادامه عواملی از قبیل میزان مصرف انرژی، هزینه های مربوطه - هزینه مصرف انرژی وتهیه لامپ - در یک دوره ی یکساله مورد بررسی قرار گرفته است.
واژه های کلیدی:لامپ های LED ، محاسبات روشنایی ، محاسبات اقتصادی
-1 مقدمه
زندگی انسان از ابتدای خلقت ، به انواع انرژی وابسته بوده است،و با توجه به رشد افزاینده ی تقاضای انرژی،مبحث بهینه سازی مصرف انرژی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است .به طور کلی نقاطی که به منظور بهبود وضعیت انرژی ، می توان برآنها تمرکز نمود به سه دسته تقسیم می شود:
الف . تولید : تولید انرژی از منابع جدید، بهینه سازی روشهای تولید و...
ب . انتقال : کاهش اتلاف انتقالی جهت دست یافتن به روشهای بهینه انتقال انرژی به نقاط مصرف ج . مصرف : بهینه سازی مصرف کننده ها ، تغییر الگوی مصرف ، صرفه جویی در مصرف
در این مقاله به تحقیق درمورد یکی از اساسی ترین زیر مجموعه های مدیریت انرژی یعنی مدیریت روشنایی می پردازیم.بهینه سازی در سیستم های روشنایی نه تنها از دیدگاه بهره وری مصرف انرژی ضروری می باشد. بلکه از لحاظ ایمنی،سلامت،آرامش و...قابل اهمیت می باشد.چرا که اثرات یک سیستم روشنایی نامناسب می تواند بصورت سر درد،سوزش چشم،کاهش بینایی،افت راندمان کار و... بروز نماید .
لامپ کم مصرف : حباب لامپهای فلورسنت با گاز بخار جیوه وفشار کم پر می شود و در اثر تخلیه ی الکتریکی در گاز بخار جیوه،نور ماوراء بنفش ساطع می شود.این نور در اثر برخورد با لایه ی پوشش داخلی فلور سانی به نور مریی تبدیل می شود. در لامپهای کم مصرف به خاطر اینکه حجم آنها بسیار کوچکتر از لامپهای فلورسنت است آنها را لامپهای فلورسنت فشرده - - CFL می نامند.و به دلیل مصرف بسیار پایین آنها در مقایسه با لامپهای رشته ای ، به کم مصرف مشهور شده اند . با توجه به تنوع در شکل و نوع لامپهای کم مصرف و داشتن نمود رنگ خوب ، می توان این لامپها را در محل های مختلف مورد استفاده قرر داد .در سالهای اخیر،لامپهای کم مصرف بصورت گسترده ای جایگزین لامپهای رشته ای پر مصرف گردیده است،که قطعا با کاهش چشمگیر مصرف انرژی و هزینه همراه بوده است . اما از طرفی با توجه به وجود بخار جیوه موجود در لامپهای کم مصرف تولید داخل،خطرات جدی و مخرب این لامپها ، سلامت مردم را تهدید می کند.جیوه ی موجود در این گونه لامپها برای کودکان ، سالمندان و زنان باردار خطر ناک است .
اگر مدت زمان روشن ماندن لامپ های کم مصرف در هر بار تنها چند دقیقه باشد طول عمر آن کاهش می یابد بطوری که در دوره های 5 دقیقه ای روشن ماندن لامپ ، طول عمر آن را به میزان 85 درصد کاهش می دهد. برای پیشگیری از چنین مشکلی باید هر بار حداقل 15 دقیقه لامپ کم مصرف را روشن نگه داشت . به همین خاطر استفاده از این لامپ ها در مکانهایی که لازم است مدت زمان کوتاهی روشن شوند به صرفه نیست . میزان روشنایی این لامپ ها نیز با گذشت زمان کمتر می شود به طوری که در نیمه عمر آنها به 70 تا 80 درصد میزان اولیه می رسد .در صورت اندود نشدن کامل سطح لامپ کم مصرف با پودر فلورسنت و یا هر دلیل دیگری اشعه ماوراء بنفش از لامپ نشت می کند که بسیار خطرناک بوده و بیماریهای پوستی و چشمی را بدنبال خواهد داشت .
لامپ : LED در لامپ LED نور توسط تحریک کریستالها که از عناصر نیمه هادی هستند تولید میشود که به این روش الکترو لومینانس می گویند .رنگ نور LED بستگی به نوع کرسیتال به کار رفته و ترکیبات آن دارد. نور های تولیدی توسط LED ها دارای طول موج مشخصی می باشند و این بدان معنی است که رنگ تولیدی کاملا خالص می باشد.LED ها تا اواخر دهه گذشتهفقط در سه رنگ آبی، سبز و قرمز تولید می شدند وبدین دلیل کاربرد بسیاری نداشتند. هم اکنون با تغییردر ساختار فیزیکی و مواد تشکیل دهندهLED ها ، به آسانی می توان نور را در رنگها و شدت های مختلف و باطول موج مشخص با رنگ کاملاً خالص تولید نمود. LED های سفید قابلیت تولید همه نوع رنگ را داشته و علاوه بر آن از انرژی بسیار کمی برای تولید روشنایی استفاده می کنند.
لامپهای LED در واقع مجموعهای از یک یا چند LED میباشند که برای به دست آوردن شدت نور و رنگ مورد نیاز با یکدیگر در یک مجموعه قرار داده میشوند و به منظور تأمین روشنایی و یا تزئینات مورد استفاده قرارمی گیرند .بازده بالا ، قابلیت اطمینان بالا ،عمر مفید بالا ، عدم وجود پرتوهای فرا بنفش و مادون قرمز ،به کارگیری با ولتاژهای بسیار پایین ،تولید حرارت کم ،قابلیت استفاده از هر دو نوع جریان وگریزان بودن حشرات از نور لامپهای LED نمونه هایی از برتری لامپ های LED نسبت به لامپهای کم مصرف می باشد . قیمت لامپها ی LED نسبت به سایر لامپها بالاتر می باشد که با توجه به عمر مفید بالای آنها و سیر نزولی قیمتشان ، به سایر لامپها ارجحیت دارند .
-2 محاسبات روشنایی
محاسبات روشنایی داخلی برای محیطهای سر بسته مورد استفاده قرار می گیرد و هدف از انجام آن عبارت است از:
.1محاسبه تعداد چراغ مورد نیاز .2تعیین نحوه قرار گیری چراغها - نوع چیدمان و محل قرارگیری و... - .3تعیین نوع لامپ مناسببه گونه ای که خواسته های زیر در مورد روشنایی تامین گردد. .1تامین شدت روشنایی متوسط مورد نیاز .2توزیع مناسب شدت روشنایی در نقاط مختلف 3 .محدود کردن خیرگی و...
-1-2 محاسبات روشنایی لامپ کم مصرف
در نرم افزار دیالوکس یک اتاق پذیرایی دارای طول،عرض و ارتفاع به ترتیب7و 5و2/8 متر و ضرایب انعکاس سقف ،دیوارها و کف به ترتیب 70% و%50 و%20 را در نظر گرفته و با استفاده از لامپ کم مصرف ،شدت روشنایی متوسط تقریبی 200 لوکس را برای آن مناسب دانسته و نتایج آن را بررسی می کنیم .در شکل - 1 - ،چراغ استفاده شده از نوع توکار مدل M581H6CFE مناسب برای لامپهای کم مصرف و LED با سر پیچ 27 می باشد.لامپ مورد استفاده شده ،کم مصرف 32 وات ،تمام پیچ مهتابی - نور آن مهتابی است - ، 27 می باشد.که دارای منحنی توزیع شدت نوری مطابق شکل - 2 - می باشد .
با در نظر گرفتن شدت روشنایی متوسط 200 لوکس ،برای فضای مورد نظر،بهترین نوع چیدمان و تعداد چراغ مطابق شکل - - 3می باشد. که بهترین گزینه از نظر یکنواختی نور و تامین میزان شدت روشنایی می باشد.پس از تعیین وضعیت قرار گیری چراغهاو انجام محاسبات روشنایی منحنی ایزولوکس ،مطابق شکل - - 4 به نمایش در می آید.منحنی ها و محاسبات بیانگر این مساله می باشد که برای روشن نمودن فضایی به مساحت 35 متر مربع با شدت روشنایی متوسطتقریبا برابربا 200 لوکس، به 8 عدد لامپ کم مصرف 32 وات نیاز است که توان مصرفی کل برابر با 256 وات می باشد.
2-2 محاسبات روشنایی لامپ LED
در این مرحله شدت روشنایی متوسط 200 لوکس را برای همان فضا ،با لامپ 12 - led وات، e27 ،مهتابی - تامین کرده و نتایج را مشاهده می کنیم .چراغ استفاده شده از نوع توکار و مدل M581H6CFE می باشد.که نما و نحوه ی نصب آن در شکل - 1 - آمده است و برای لامپهای LED نیز مناسب است و دیگر نیاز به تعویض چراغ نمی باشد.تعداد و محل قرارگیری چراغ ها مانند شکل - 3 - می باشد.
