Светодиодное уличное освещение

Знаете ли вы, что если в квартире заменить обычные лампы накаливания на светодиодные, то платить за электричество вы станете в 7 раз меньше, а работать такая лампочка без замены сможет почти 10 лет! Представляете, сколько можно будет сэкономить электроэнергии и денежных средств, если заменить на улицах городов, регионов и всей страны традиционные светильники на светодиодные?

Доступность такой эффективной лампы в освещении, стала возможной для жителей планеты в начале 1990-х годов благодаря изобретению технологии промышленного выращивания ярких синих светодиодов японского ученого Сюдзи Накамуры. А впервые красный светодиод был разработан в 1962 году Ником Холоньяком. Оба этих ученых являются лауреатами Международной энергетической премии «Глобальная энергия», учрежденной российскими энергетическими компаниями.

В начале XXI века появились белые светодиоды с теплыми и холодными оттенками, похожими на оттенки от ламп накаливания, люминесцентных ламп и подобные естественному освещению. Но массовый переход на светодиодное освещение в мире начался совсем недавно – примерно пять лет назад.

Ежегодно на уличное освещение в России расходуется около 7 млрд. КВт/ч электроэнергии. При выработке такого количества электроэнергии в атмосферу выбрасываются миллионы тонн различных вредных веществ. Снизить количество электроэнергии, требуемой на освещение городских улиц, позволяют переход на светодиодное освещение и системы умного уличного освещения (Источник: http://iot.ru/gorodskaya-sreda/upravlenie-ulichnym-osveshcheniem-kogda-v-rossii-stanet-svetlo-po-umnomu).

В населенных пунктах светодиоды используются для освещения улиц, автодорог, пешеходных переходов, домов, дворов, спортивных объектов и детских площадок. Широкое применение светодиодное освещение получило в архитектурно-художественной подсветке улиц и зданий, которая позволяет сделать образ города ярким, особенно в дни долгожданных новогодних праздников. Света становится больше, а потребление энергии меньше – главный результат для жителей страны.

Светодиоды в корпусе лампы напаивают на специальную поверхность – плату, количество светодиодов, установленных в одной лампе, может быть от нескольких штук до нескольких десятков. Так может выглядеть светодиодная лампочка для использования в квартире:

Светильники, используемые на улицах, могут выглядеть так:

Светодиодные светильники дают самое четкое освещение на автомобильных трассах, без темных пятен или тускло освещенных областей.

Применение уличного светодиодного освещения позволяет также существенно экономить затраты на обслуживание таких светильников за счет длительного срока их использования и современных корпусов, которые снижают воздействие окружающей среды на светильник. Возможность управлять светодиодным освещением с помощью современных автоматизированных систем, программирование системы на изменение режима освещения в зависимости от изменения освещенности не только при смене дня и ночи, но и в течение всего светового дня, также помогает снижать расходы. Интеллектуальные LED-лампы уличного освещения оснащаются датчиками движения, фотодатчиками, специализированными сенсорам, контроллерами и блоками передачи данных.

Примеры проектов перехода на уличное светодиодное освещение

К всемирной выставке «ЭКСПО» в Милане (2015 г.) были переоснащены 141 000 уличных фонарей. По расчетам потребление электроэнергии должно снизиться более чем на 50% по сравнению с традиционным освещением. Причем экономию обусловливают не только светодиоды, но и применение встроенных устройств управления. Устройства могут работать в нескольких режимах управления и диммирования: от классического двухступенчатого режима с использованием встроенных астрономических часов до режима интеграции с цифровой системой телеменеджмента с помощью интерфейса DALI (источник: http://www.ets-electro.ru/news/moda-vo-vsem-svetodiody-na-ulitsakh-milana-/).

В Нидерландах специалисты разработали новый метод освещения пешеходных переходов со светодиодами. Пешеходный переход с вертикальными линиями («зебра»), место очень многих дорожно-транспортных происшествий и даже летальных исходов в ночное время. Обычные белые полосы, нанесенные на асфальт, практически не заметны в ночное время. Использование светодиодов для освещения полосатых пешеходных переходов позволяет обеспечить безопасность пешеходов.

Объединенные Арабские Эмираты пошли еще дальше в создании экономного уличного освещения. Кроме использования энергоэффективных светодиодных фонарей, они еще и оснащают их солнечными панелями, которые накапливают энергию для их работы в темное время суток.

Власти Абу-Даби заменили 350 000 уличных фонарей на светодиодные. Это позволило им сократить расходы на их работу и содержание с 267 млн дирхам до 44 миллионов дирхам.

Светодиодное освещение позволяет делать яркие цветные световые инсталляции как в рамках повседневного освещения городов, так и при проведении фестивалей света. Самый известный и масштабный фестиваль в области искусства проводится в Лионе: http://www.fetedeslumieres.lyon.fr/en. В России также проводится свой фестиваль в Москве «Круг света», который на несколько дней преображает архитектурный образ столицы: http://lightfest.ru.

В России практически во всех регионах есть реализованные проекты по светодиодному уличному освещению или подсветке зданий. Наиболее активно переход на светодиодное освещение идет в Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Владимирской области. Активно развивается и производство собственных отечественных бытовых и промышленных светодиодных светильников.

Примеры реализованных проектов можно найти в базе Всероссийского конкурса реализованных проектов в области энергосбережения и энергоэффективности ENES, одна из номинаций которого посвящена уличному светодиодному освещению и светодиодной подсветке зданий.

Проекты 2016 г.: http://16.enes-expo.com/14/28, http://16.enes-expo.com/14/30

Проекты 2015 г.: http://2015.enes-expo.ru/213,

Примеры также можно посмотреть на сайтах компаний-производителей светодиодных светильников.

В 2016 году в рамках Фестиваля энергосбережения #ВместеЯрче более 45 тыс. жителей России подписали петицию в поддержку перехода страны на энергоэффективное светодиодное освещение. С учетом высказанной гражданами поддержки в 2017 году по инициативе Минэнерго России Правительством Российской Федерации были приняты решения об обязательном использовании только энергоэффективных и экологичных светодиодных источников света в подъездах многоквартирных домов при их строительстве и капитальном ремонте, в приемных отделениях больниц и других помещениях общественных зданий с продолжительной работой освещения (постановление №275 от 7 марта 2017 г.).

В 2017 году каждый желающий, старше 18 лет, с 01 августа по 22 декабря может присоединиться также к петиции по ускоренному переходу на энергоэффективное освещение, где говорится уже не только о принятии регулирующих законодательных мерах в этой области, но и о финансировании. Подписав декларацию на сайте www.вместеярче.рф, участник сможет дополнительно сделать репост данной акции на своих страницах в социальных сетях и пригласить присоединиться друзей.

При обсуждении данной темы рекомендуется распечатать и раздать участникам макет с информацией об изобретении светодиодов и заданиями по теме, подготовленный Ассоциацией «Глобальная энергия» - скачайте материалы по ссылке, указанной на стр. 2

ВЕТРЯНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

Ветряные электростанции (ВЭС) – один из самых экологически чистых способов получить электроэнергию. Ветер является возобновляемым источником энергии (ВИЭ), в отличие от традиционных энергоресурсов: угля, газа, нефти. Работа ветряных электростанций полностью зависит от наличия ветра, поэтому идеальным вариантом является тот, когда ветрогенератор функционирует в связке с бытовой электросетью или топливным генератором. Тогда электричество будет постоянно, даже когда на улице штиль. Немало случаев, когда ветряки используют вместе с солнечными батареями, которые работают на другом ВИЭ - солнце.

Крупные ветровые электростанции могут состоять из 100 и более ветрогенераторов. Иногда ветровые электростанции называют «ветряными фермами» (от англ. Wind farm).

Для успешной работы ветряной электростанции требуется средняя скорость ветра в регионе 4─5 метров в секунду. Объём вырабатываемой электроэнергии в ветряной электростанции зависит от диаметра лопастей и скорости вращения ветра. Чем сильнее ветер крутит лопасти, тем больше будет вырабатываемое электричество. Но выработка электричества зависит не только скорости ветра. Высота, на которую подвешивается ветрогенератор, также оказывает большое влияние. Ближе к земле сила ветра снижается, а скорость становится медленнее, поскольку мешают элементы ландшафта. Ветряное колесо должно устанавливаться, как можно выше. Поэтому ветряные электростанции строят на вершинах холмов или возвышенностей, а генераторы устанавливают на башнях высотой 30—60 метров. Принимаются во внимание предметы, способные влиять на ветер: деревья, крупные здания и т. д.

Во многих странах государственными структурами или с государственной помощью создаются карты ветров для ветроэнергетики. Например, в Канаде Министерство развития и Министерство Природных ресурсов создали Атлас ветров Канады и WEST (Wind Energy Simulation Toolkit) — компьютерную модель, позволяющую планировать установку ветрогенераторов в любой местности Канады.

Лидерами по строительству ветряных электростанций являются следующие страны: Китай, США, Испания, Германия, Индия, Великобритания, Франция, Италия, Канада, Бразилия.

При этом лидером в мире по использованию ВЭС в общем объеме потребляемой энергии в стране является Дания, около 50% потребленного в стране электричества было произведено с помощью ветряных электростанций.

Самая мощная в мире ветряная электростанция - Burbo Bank, она построена в Ливерпульском заливе в Великобритании. Ее мощность составляет 346 МВт. Рекорд бьют и ее ветрогенераторы. Каждая из турбин мощностью 8 МВт имеет три лопасти длиной 79,8 метра; общая высота каждой конструкции — 195 метров. Для сравнения можно привести со зданием 206-метровой гостиницы «Украина» на Кутузовском проспекте в Москве.

ВЭС устанавливаются как на поверхности земли, так и на шельфах в морях.

Шельфовым ветровым электростанциям требуются более высокие башни и более массивные фундаменты, а солёная вода угрожает коррозией металлических конструкций. Здесь башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров. Для передачи энергии на берег нужно прокладывать подводные кабели длиной в десятки километров. Во всех отношениях морские ветряки гораздо дороже, чем наземные аналоги. Правда, у них есть и важное преимущество — они имеют бóльшую эффективность из-за регулярных морских ветров.

Рис.: Шельфовая ВЭС Sheringham Shoal, Великобритания

В России последние годы тоже идёт активный процесс строительства ветряных электростанций. В том числе, ВЭС построены в следующих регионах:

· Башкортостан (станция Тюлкильды);

· Калмыкия (Калмыцкая ВЭС);

· Калининградская область (Зеленоградская ветряная станция);

· Крым (несколько станций);

· Белгородская область (ВЭС ООО «АльтЭнерго»);

· Оренбургская область (ВЭС с. Тамар-Уткуль, ВЭС г. Орск);

· Чукотка (Анадырская ВЭС).

Оборудование для бытовых и промышленных ВЭС в России производится как за рубежом, так и в нашей стране, в том числе в следующих регионах: Санкт-Петербург, Москва, Хабаровск, Смоленская область, Ярославская область, Челябинская область.

Источники для получения более детальной информации по теме ВЭС:

http://akbinfo.ru/alternativa/vetrjanye-jelektrostancii.html

http://www.nanonewsnet.ru/news/2017/vetrovaya-energetika-vpervye-stanet-pribylnoi-bez-subsidii-deshevle-atomnoi-energii

http://www.nat-geo.ru/science/1066472-krupneyshaya-v-mire-vetryanaya-elektrostantsiya-nachala-rabotu-v-britanii/

https://dekatop.com/archives/9838

Видео: https://www.youtube.com/watch?v=sL1xe0pNcTQ

Расширенный список построенных и планируемых к строительству ВЭС в России: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BF%D0%B8%D1%81%D0%BE%D0%BA_%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%80%D1%8F%D0%BD%D1%8B%D1%85_%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%B9_%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%81%D0%B8%D0%B8

СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ

С каждым днем потребление электроэнергии в мире растет, а её производство становится дороже, природных энергоресурсов становится все меньше. Поэтому сегодня немало внимания уделяется альтернативным источникам энергии, в том числе активно развивается строительство солнечных электростанций и использование солнечных батарей для обеспечения энергией отдельных зданий и сооружений.

Солнечная электростанция (СЭС) — инженерное сооружение, преобразующее солнечную радиацию в электрическую энергию. Способы преобразования солнечной радиации различны и зависят от конструкции электростанции.

Интерес к преобразователям энергии солнца в электричество закономерен. Солнечное излучение – дешевый и возобновляемый источник энергии. За неделю на Землю попадает такое количество солнечной энергии, которую мы не смогли бы израсходовать за всю свою жизнь. СЭС всё чаще используются в промышленности, и всё больше перспектив получают в индивидуальном потреблении. Они прекрасно подходят в качестве альтернативного источника питания для частных домов и районов с перебоями в электроэнергии: отдаленных посёлков, дачных массивов.

Существует несколько видов СЭС, которые отличаются по конструкции и назначению.

Башенные электростанции. Это - высокое сооружение с емкостью, на которую нанесена черная краска. Вода в емкости под действием солнечных лучей конденсируется и подается в генератор пара. Такие СЭС имеют высокий КПД (коэффициент полезного действия) и часто применяются в промышленности.

Тарельчатые СЭС. По принципу действия схожи с башенными, но отличаются конструкцией. Они складываются из отдельных модулей и монтируются на возвышенностях. Также применяются в промышленной области.

СЭС с фотоэлементами. Состоят из нескольких солнечных панелей, которые могут быть различных мощностей и размеров. Их применяют как на небольших предприятиях для питания отдельных машин, так и в быту. Кроме того, есть возможность сделать такие электростанции мобильными. В этом случае она может состоять всего из одного модуля и аккумуляторов.

Список крупнейших солнечно-тепловых электростанций на Земле: https://ru.wikipedia.org/wiki/Солнечная_электростанция

Солнечная энергия часто подвергается критике, так как обладает рядом недостатков по сравнению с традиционными видами, такими как уголь, нефть и газ. Но нет никаких сомнений, что многие страны с крупнейшими экономиками активно развивают это направление. Если нынешние темпы роста сектора сохранятся, то к 2020 г. около 10% электроэнергии в мире может вырабатываться за счет фотоэлектрических систем. Основной рост ожидается в Китае, Японии, Германии и США. Большая часть подобной электроэнергии производится за счет масштабных наземных установок или солнечных ферм, которые представляют собой тысячи фотоэлектрических панелей на нескольких милях пустынной местности. Именно такие системы позволяют производить электроэнергию за счет энергии солнца в промышленных масштабах. Они даже больше похожи на солнечные города, а не на солнечные фермы.

СЭС. Калифорния, США Мощность: 580 МВт. На строительство объекта потребовалось 2 года. Общее число солнечных панелей, расположившихся на площади в 9,5 кв. миль, превышает 9 млн. Мощности достаточно, для того чтобы обеспечить доступ к электроэнергии в большей части города Сан-Луис-Обиспо, население которого составляет 276 тыс. человек.

(Источник: http://animalworld.com.ua/news/10-krupnejshih-solnechnyh-elektrostancij)

Интересный факт: ученый Михаэль Гретцель, лауреат Международной энергетической премии «Глобальная энергия», учрежденной российскими энергетическими компаниями, разработал «Ячейки Гретцеля», которые способны перерабатывать энергию солнца в электричество как это делают растения. Но, в отличие от растения, ячейки преобразуют свет в ватты. Батареи на основе ячеек Гретцеля еще и очень удобны, их можно делать гибкими и разноцветными, поэтому они легко применимы! К примеру, такие панели установлены на фасаде нового швейцарского конференц-центра Swiss High Tech в Лозанне. Предполагается, что и у нас в стране новая технология Михаэля Гретцеля вскоре будет широко применяться в быту, промышленности и прочих областях.