Хто міняв звичайну лампочку, знає, що її не можна хапати голіруч відразу після вимкнення — можна обпектися. Бо лампочка розжарювання починає світитися, коли розміщену у її колбі вольфрамову спіраль розігрівають до величезних температур (розжарюють — звідси й назва). Іншими словами, величезна кількість енергії іде просто на нагрівання спіралі і, відповідно, простору навколо лампочки.
У люмінесцентних лампах світиться не спіралька, а спеціальний газ. І енергії на те, щоб змусити його світитися, витрачається на третину менше.
Та справжнім хітом електротехніки нині вважаються світлодіодні лампи, оскільки вони починають працювати за кількості енергії, меншої в десять разів, ніж споживає «звичайна» лампа. Тут роль джерела світла виконують напівпровідникові кристали з нанесеними на них люмінофорами (речовинами, здатними світитися за певних умов).
Заміна 5 мільйонів ламп розжарювання потужністю 65 ват (Вт) на світлодіодні лампи потужністю 5 Вт у разі 10-годинної роботи за добу дає економію електроенергії 1,1 млрд кВт.год. на рік. За ціни електроенергії 40 коп/кВт.год. економія становить 440 мільйонів гривень на рік. При цьому світла ми отримаємо стільки само.
Нині світлодіодні світильники ще критикують за дорожнечу. Але висока вартість окуповується тривалістю роботи таких приладів. Вікіпедія пише, що термін служби світлодіодної лампи — понад 100 000 годин (більш як 11 років). Ще плюс: світлодіоди не бояться частих вмикань і вимикань.
Також говорять про недостатню вивченість впливу світла від цих приладів на зір та психіку людини, хоч наразі даних про негативний вплив на здоров’я немає.
Тож не дивно, що в усьому світі шукають шляхи вдосконалення світлодіодної техніки та активно впроваджують такі прилади в усіх галузях. В Україні теж роблять відповідні кроки. Основою державної політики в цій царині стало виконання Державної цільової науково-технічної програми «Розробка і впровадження енергозберігаючих світлодіодних джерел світла та освітлювальних систем на їх основі».
Програма затверджена постановою Кабміну ще 2008 року. Мета програми — розроблення й організація виробництва світлодіодних джерел світла для значного зменшення витрат електроенергії на освітлення, підвищення його якості, зниження рівня забруднення довкілля.
Де світять діоди
Згодом програму доповнили пілотними проектами. Відразу скажу, що ця частина вже успішно виконана. За останні два роки, зокрема, встановлено 2100 вуличних світильників українського виробництва на 47 кілометрів доріг у Києві (930 світильників на Повітрофлотському проспекті та прилеглих вулицях), Харкові (650 світильників освітлюють 20 кілометрів Набережної та центральних вулиць), Донецьку, Житомирі. Загалом економія електроенергії від цих ліхтарів становить 1 млн кВт.год на рік, окупитися вони мають за 2—3 роки.
Близько 4000 світлодіодних ламп освітлюють шість станцій Київського метрополітену (економія електроенергії — 1,7 млн кВт.год на рік, термін окупності — лише 9 місяців (!), а строк служби — 10 років).
Об’єкти ЖКГ Києва і Харкова оснащено 7000 світильників, що дає економію електроенергії 1,26 млн кВт.год на рік. Термін окупності становить 2,5 року, а строк служби — 10 років.
За частиною встановлених приладів уважно спостерігають вчені й інженери. П’ятсот світлодіодних світильників наразі проходять експлуатаційні випробування в приміщеннях НТУУ «Київський політехнічний інститут», Київського національного університету ім. Тараса Шевченка, Президії НАН України, Держінформнауки. Для проведення довгострокових експлуатаційних випробувань в умовах підвищеної вологості інстальовано 250 вуличних світлодіодних світильників на центральних вулицях Сімферополя. Чотириста — на розв’язках траси Київ — Бориспіль. Багатокольорові динамічні світлодіодні модулі забезпечують святкову ілюмінацію вечірнього Тернополя тощо.
Треба визнати, що в Україні здійснюється неповний цикл виробництва світлодіодної техніки — власне вирощування кристалів вимагає дуже великих капіталовкладень і надзвичайно високої культури виробництва. Тому розробники програми сконцентрувалися на науковому супроводі, вдосконаленні та інновації подальших етапів. Зокрема, розв’язувати завдання підвищення енергоефективності цих приладів, їх охолодження (в них усе одно частина енергії перетворюється на тепло, і його треба якось відводити), вдосконалення систем електронного керування світлодіодами (це доволі складні пристрої, і фактично до кожного додається такий собі елемент комп’ютера).
Щоб не пропускати з-за кордону непотріб
Оскільки такі прилади для нас доволі нові, то постало питання розробки стандартів на них — щоб і своє робити не нижче за певний рівень, і щоб непотріб з-поза кордону не завозити. Вже розроблено 9 українських стандартів на світлодіодні лампи, світлодіодні модулі та допоміжні пристрої.
І наукові розробки, і пілотні зразки техніки треба, як-то кажуть, просувати. Для цього програмою передбачено створення НАК «Укрсвітлолізинг». А для підвищення рівня підготовки фахівців у галузі напівпровідникової світлотехніки було створено підрозділ при Інституті фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова.
Не забули і про здоров’я. Разом з Інститутом медицини праці НАМН України впродовж останніх трьох років вивчали вплив випромінювання світлодіодних джерел світла різного спектрального складу на фізіологічні функції основних систем організму — зорові, нервові та серцево-судинні. Поки що отримано позитивні результати, однак для впровадження світлодіодного освітлення у шкільних і дошкільних закладах потрібно, щоб такі дослідження тривали ще кілька років.
КОМПЕТЕНТНО
Віктор СОРОКІН,
керівник Державної цільової науково-технічної програми
«Розробка і впровадження енергозберігаючих світлодіодних
джерел світла та освітлювальних систем на їх основі», доктор технічних наук:
— Досвід розвинених країн світу в організації ринку систем освітлення свідчить про потребу якнайшвидшого переходу до використання енергоощадної світлодіодної техніки. Як правило, держава фінансовими та організаційними заходами заохочує такий перехід. Однак в Україні найближчим часом можна очікувати впровадження проектів з переоснащення систем освітлення з обсягом фінансування до 200—250 мільйонів гривень на рік, що становить лише 7—10% від реальної потреби регульованого державою ринку споживання освітлювальної техніки. За таких капіталовкладень перехід до ефективного освітлення триватиме від 6 до 12 років, а економіка недоотримає щорічно 11,5 мільярда гривень. Тому увагу до світлодіодних пристроїв треба посилити.