Обзор развития светотехнической отрасли: перспективы

В предыдущей статье мы рассмотрели существующее на сегодняшний день положение вещей, сравнив отдельные показатели эффективности источников света в разных странах. Сегодня мы продолжим погружение в тематику, изучив возможные направления совершенствования данного рынка и прогноз на ближайшие годы/десятилетия.

Около пяти лет назад ООН заложила фундамент глобальной сети, деятельность которой направлена на повышение энергоэффективности, призвав локальные профессиональные сообщества объединиться во имя общей цели. Эту инициативу поддержали не только теоретики отрасли, но и многие практики, в том числе, компании по производству светодиодных светильников, ламп, дополнительного оборудования, электрофурнитуры и расходных материалов. По территориальному признаку стали создаваться укрупнённые и межгосударственные онлайн-площадки, где учёные, эксперты, производители и просто неравнодушные граждане могли бы обмениваться мнениями, опытом и знаниями, направленными на разрешение поставленных задач. Планируется, что подобные кластеры будут только разрастаться и стимулировать прогресс в отрасли.

Что можно сделать уже сейчас?

Самый первый вопрос, на который обращают внимание специалисты, это несовременность нормативной документации, её несоответствие существующей материальной базе в отрасли. Так, многие нормы перекочевали к нам из советских справочников, где некоторые из указанных величин сейчас признаются не только потерявшими актуальность, но даже вредными для человеческого здоровья. Те светильники, которые использовались полвека назад, не имеют права становиться ориентиром для нынешних.

Необходим комплексный пересмотр принципов сочетания осветительных приборов по их эффективному световому воздействию, мощности, доступным режимам и пр. Более того, методики расчёта должны стать более гибкими и всеобъемлющими, но одновременно быть доступными для широкого круга светотехников. Разумеется, большинство рядовых потребителей интересуют гораздо более приземлённые вопросы, которые могут быть решены введением относительно простых мер. Давайте же их перечислим:

• редакция и внесение правок в СНиП (Санитарные нормы и правила), а также другие нормативно-правовые документы, для достижения их корреляции с характеристиками существующего оборудования;
• добавление в указанные документы нормирующих величин по допустимой удельной мощности используемых осветительных установок – как для помещений различного назначения, так и для всего здания;
• закрепление положения о запрете применения устаревших типов ламп и светильников, имеющих нерационально малую световую отдачу;
• ввод ограничения на лампы, потерявшие значительную часть своего светового потока в процессе естественной эксплуатации с последующей их заменой на новые светодиодные лампочки;
• ввод запрета на использование светильников с газоразрядными лампами и пускорегулирующей аппаратурой, имеющей регулярно высокие потери мощности на всём протяжении срока эксплуатации;
• установление минимального значения КПД работы светильников и уровня световой отдачи ламп;
• ввод требования на обязательное применение в масштабных осветительных установках датчиков, отвечающих за автоматическое включение/выключение приборов или повышение/понижение яркости света в зависимости от времени суток, естественного освещения, обусловленного погодой, количества людей в помещении и пр.;
• создание специального знака или маркировочного символа, наносимого на электротехнические изделия и означающего соответствие всем указанным нормативам по энергоэффективности.

В дополнение к перечисленным мерам эксперты предлагают также иначе оценивать светотехнические конструкции, принимая во внимание их масштабность, степень износа, реальный расход энергии, затраты на обслуживание и другие факторы. Кроме того, специалисты видят необходимость в создании типовых проектов осветительных сетей, которые могут пригождаться при строительстве жилых домов, приходя на замену устаревшим. Безусловно, все подобные мероприятия требуют привлечения квалифицированной рабочей силы, технического оснащения и немалых инвестиций, а потому в значительной степени ориентированы на привлечение к процессу энергоаудиторских фирм, представителей малого и среднего бизнеса, а также брендовых производителей.

Оценка экономической составляющей

В украинских городах с населением менее полумиллиона жителей типичный износ светильников составляет более 50%. В учреждениях коммунальной формы собственности этот параметр превышает 85%, в заведениях общественного питания – около 65%, а в большинстве жилых домов – от 60 до 70%. Разумеется, мы не станем поднимать вопросы, почему старые люминесцентные светильники не были заменены на современные LED-панели там, где это возможно, а сконцентрируемся лишь на той стороне вопроса, которая отвечает за сохранность средств. Замена всех изделий, превысивших порог в 75%, на приборы нового поколения показывает экономию в 20-25 раз!

Если говорить о крупных промышленных и городских объектах, нуждающихся в постоянном качественном освещении, доля расходов на оплату потреблённой электроэнергии составляет 40-45% от суммы всех возможных затрат на эксплуатацию системы в целом. Поиск альтернатив и оптимизация позиционирования источников света на городских улицах способны вернуть в казну хотя бы пятую часть от этого количества, что эквивалентно сотням тысяч гривен ежемесячно. Основные надежды возлагаются на светодиодные уличные светильники, призванные заменить натриевые лампы, преобладающие сейчас в этой сфере технического оснащения. Следует отдать должное последним – их свет имеет довольно высокое качество в сравнении с предшественниками, однако по уровню энергосбережения и сроку службы полупроводники легко обходят такие приборы, имея сопоставимый световой поток.

Стоимость генерации 1 кВт на электростанции на данный момент достаточно стабильна. Таким образом, принятие решения о всеобщем снижении энергопотребления не пошатнёт экономику и останется механизмом, полностью управляемым государством. В то же время, можно пойти на более стратегически выгодный шаг и продавать сэкономленные «излишки» за рубеж. Это принесёт в казну капитал без ущерба для иных сфер, а рядовые потребители лишь получат выгоду.

Объективно говоря, все постсоветские страны отстают от Евросоюза примерно вдвое по такому показателю как «средняя освещённость на душу населения». Таким образом, прогресс в обе упомянутых стороны для нас выгоден и логичен. Однако мы хотели бы предоставить читателям максимально полную информацию, а потому внесём ещё большую неопределённость в эту намечающуюся путаницу. Начиная с 2004 года, международная организация Гринпис рьяно ратует за то, чтобы во всех городах-миллионниках мира использовались системы автоматического регулирования освещения. При этом речь идёт не только о стоящих вдоль дороги фонарных столбах, но также о витринах, вывесках, подсветке билбордов и пр. В Украине подобные меры способны сохранить более 1 млрд. грн ежегодно, будучи внедрёнными только лишь в областных центрах! В масштабах всей страны величина экономии пока не оценивалась.

Эксперты из Международной энергетической комиссии подсчитали, что с начала третьего тысячелетия на каждые последующие 6 лет приходится половинный прирост в количественном потреблении электроэнергии. Значение, актуальное в 2001-ом году, выросло на половину к 2007-го, в 2013-том оно удвоилось, к началу 2019-го достигло 150%. Ожидается, что при нынешних темпах потребления ресурса уже даже 2025-тый год превысит оценочную величину, задав новую динамику.

Что ждёт разные типы ламп?

Несмотря на то, что традиционные лампы накаливания повсеместно признаются малоэффективными, в мире всё ещё предпринимаются попытки дать им второе дыхание. В этом процессе наметились два следующих метода, направленных на увеличение световой отдачи.

1)    Применение в качестве тела накала таких материалов, которые допускали бы работу на более высоких температурах, чем была возможна с использованием вольфрама. При этом подобные вещества должны испаряться гораздо медленнее. В качестве одного из вариантов рассматривались некоторые карбиды.

2)    Применение в качестве тела накала ультратонких пластинок из особого полупроводникового сырья, которое было бы прозрачным в инфракрасной части спектра при нагревании до высоких температур и при этом соответствовало многим другим типичным для изделия требованиям.

На упомянутые разработки было брошено немало сил, а сами они начались за рубежом более 25 лет назад, когда о массовом применении LED-элементов ещё и не слышали. Среди вариаций была наиболее продвинутая модель от фирмы General Electric, представляющая собой галогенную лампу накаливания с дополнительными рефлекторными поверхностями. На внешнюю поверхность кварцевой колбы в несколько слоёв наносилась высокотемпературная плёнка, способная отражать инфракрасное излучение обратно на тело накала. Результатом стало повышение световой отдачи на 40-50% при сохранении всех остальных параметров. Работы в этом направлении продолжаются и сегодня, однако значимых практических результатов достичь учёным так и не удалось. По состоянию на сегодняшний день, на фоне светодиодных ламп SMD-типа подобные изделия всё равно заметно проигрывают.

Компактные люминесцентные лампы, которые у нас стало принято называть энергосберегающими, изначально имели огромный успех и перспективы. Став более простой и лаконичной заменой прямых люминесцентных ламп, они смогли обрести популярность в быту, ЖКХ, промышленности, образовании, здравоохранении, транспортной сфере и пр. Более того, на их основе были изобретены новые классы изделий с улучшенными характеристиками: натриевые лампочки высокого и сверхвысокого давления в керамических колбах и металлогалогенные модели. Все они выдают световой поток высокой интенсивности и могут применяться практически во всех сферах жизни – от быта до промышленности. Сегодня специалисты не решаются давать по ним фундаментальных прогнозов, поскольку потенциальные возможности данных изделий пока не до конца понятны. Очевидно, что для некоторых типов светильников требуются лампочки весьма специфического форм-фактора, однако даже среди светодиодных изделий уже существуют лампы с цоколем T8, решающим многие проблемы. Таким образом, от совокупности разрядных моделей со всеми их подклассами можно ожидать либо невероятный технологический скачок, либо стремительное забвение.

В свою очередь, светодиодные технологии являются самыми молодыми из упомянутых и по огромному перечню параметров имеют лучшие показатели, чем у предшественников. Единственное негативное отличие от конкурентов – более высокая цена. Тем не менее, ежемесячно полупроводниковая продукция на украинском рынке только дешевеет, так что можно быть уверенными в её популярности на ближайшие два-три года. Разумеется, если в данной сфере не будет каких-либо подвижек, она тоже начнёт понемногу устаревать в нашем динамичном мире, однако известий о ещё более прогрессивных технологиях в освещении от мирового научного сообщества пока не поступало. Предполагается, что к следующему году средняя световая отдача обычных белых светодиодов для бытовых ламп составит около 200 лм/Вт, а её теоретический предел замрёт на отметке 300 лм/Вт.

Резюмируя, хочется отметить, что основными препятствиями для внедрения наиболее передовых технических решений в массовое потребление на всех этапах стали три фактора: цена изделия, вопросы утилизации и недостаточное образование населения в рассматриваемых вопросах. Особенно сильно на пространстве постсоветских государств стал заметен фактор менталитета и привычки: люди подолгу не интересовались новинками, даже после появления их на рынке, отдавая предпочтение традиционным лампам накаливания. Для украинской действительности подобный консерватизм во взглядах чреват прогрессирующим отставанием от других стран Западной цивилизации.