Научно исследовательский проект "Рентабельность установки светодиодных ламп освещения в нашей школе"

Научно-исследовательская работа.

Физика.

Тема работы :

"Рентабельность установки светодиодных ламп в нашей школе."

Выполнил: Павловский Кирилл Вячеславович.

Руководитель: Бортников Алексей Валерьевич

учитель физики ЦСШ.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………..3 стр

РАЗДЕЛ 1. СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ....................................4 стр

Основные характеристики..................................................4-5 стр

Преимущества и недостатки...............................................5-6 стр

РАЗДЕЛ 2. Лампы накаливания...........................................6 стр

Основные характеристики..................................................6-7 стр

Преимущества и недостатки...............................................7 -8 стр

РАЗДЕЛ 3.Сравнительная таблица светодиодной лампы и лампы накаливания......................................................................... 9 стр

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.....................................................................10 стр

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ. ……..11 стр

ВВЕДЕНИЕ.

Все чаще и чаще в последнее время повышается цена на электроэнергию. Это может быть связано прежде всего с тем, что запасы энергоресурсов сокращаются, повышаются затраты на добычу электроэнергии. Тем временем, в современном мире появилось огромное множество новых электронных приборов, массовое использование которых, увеличивает потребление электричества. Это дает дополнительную нагрузку на подстанции, они не справляются, происходят поломки все чаще и чаще, ведь они не рассчитаны на такие нагрузки. Тема исследования является актуальной, так как на сегодняшний день вопрос энергосбережения, в частности освещения помещений, и экономической эффективности его внедрения стоит особо остро. Особенно это актуально в школах и прочих учебных заведениях, где возникает вопрос о здоровье учащихся, в котором освещение играет немалую роль. В большинстве казахстанских школ до сих пор применяется освещение с использованием ламп накаливания, однако, постепенно школы переходят на современные методы освещения. Целесообразность выбора темы связана с тем, что в процессе перехода перед руководством встает вопрос об оптимальном выборе ламп для использования в школах. Руководству школ следует учитывать стоимость ламп, которые они хотят приобрести, а также их соответствие всем нормам для обеспечения максимальной безопасности здоровью учеников. При четком понимании разницы между видами ламп, а также особенностями их функционирования сделать правильный выбор в разы проще.

Жизнь без ламп кажется совсем невыносимой, неудобной, непривычной. Вот по этой причине люди ценят тот комфорт, который дают лампы. Изобрести что-то лучшее, чем привычная лампочка, ученым удалось недавно. Они сумели ее значительно преобразить, усовершенствовать, сделать более мощной и экономичной. В современном мире люди используют для освещения разные виды электрических лампочек: люминесцентная лампа, галогенная лампа, лампа накаливания, светодиодная лампа. Я более подробно решил остановться на двух последних.

Цель работы: описание основных видов светодиодных ламп и ламп накаливания , а также провести их сравнительную характеристику.

Основные задачи работы:

1. Изучить основные характеристики светодиодных ламп и ламп накаливания;

2. Проанализировать особенности функционирования светодиодных ламп и ламп накаливания;

3. Установить преимущества и недостатки применения этих двух видов ламп.

Объект исследования: светодиодные лампы и лампы накаливания.

Предмет исследования: экономическое и физическое обоснование использования данных видов ламп.

В работе использованы методы анализа, обобщения и систематизации.

Работа включает введение, три раздела,общий итог и список использованных источников.

РАЗДЕЛ 1. СВЕТОДИОДНЫЕ ЛАМПЫ.

1.1. Основные характеристики

Для более четкого определения оптимального выбора ламп, используемых в школах необходимо описать ключевые плюсы и минусы, а также различия в видах светодиодных ламп и ламп накаливания.

Светодиодная лампа — это достаточно сложное электронное устройство с несколькими десятками деталей, от которых зависит качество света, безопасность его для здоровья и долговечность лампы. Светодиодные лампы используются в самых разных помещениях: жилых, производственных, офисных, торговых, учебных. Они отличаются длительным сроком службы, компактностью и строгим дизайном, что позволяет удачно вписывать их практически в любые интерьеры. Для казахстанского потребителя это относительно новый тип осветительных приборов. Высокая стоимость таких ламп и противоречивые данные об их качественных характеристиках заставляют покупателей внимательнее относиться к выбору изделий. Необходимо разобраться в вопросах безопасности и экономической целесообразности использования светодиодных осветительных приборов.

Небольшой экскурс в историю , что касается светодиода, первый, свечение которого было видимым, изобрели в 1962 году. Человек, который придумал LED освещение – Ник Холоньяк, американский ученый.

Впервые светодиоды появились на рынке около полувека назад, и за это время их конструкция претерпела целый ряд качественных изменений. Их характеристики говорят это сами за себя:

1) ресурс работы. 50 000–100 000 часов;

2) цветовая температура: распространены светильники с показателем от 3000 К до 5000 К;

3) световой поток: для помещений должен составлять 3200 лм от одного светильника, для улицы — от 6000 лм;

6) эффективность: в настоящее время эффективность качественных светодиодов составляет 90–120 лм/вт.

1.2. Преимущества и недостатки.

У светодиодных ламп много плюсов по сравнению с обычными лампами накаливания:

- Безопасность (светодиодные светильники не содержат ртуть и защищены прочными рассеивателями, которые сложно разбить, отсутствует мерцание – вредное для глаз).

- Снижение энергопотребления, а значит снижение расходов на оплату электроэнергии в 2-3 раза.

- Увеличение степени освещенности. По многочисленным исследованиям, самое комфортное для человека освещение в помещении - это естественное дневное. Спектр свечения светодиодных светильников максимально близок к солнечному. Такой свет благотворно влияет на процесс обучения, ведь он улучшает самочувствие и настроение учителей и учеников.

- Уменьшение затрат на замену ламп в среднем в 2,5 раза. У светодиодных светильников нет расходных элементов, т.е. менять и утилизировать лампы не нужно. Такие лампы не требуют обслуживания и стабильно работают свыше 75 000 часов без снижения светового потока.

Но, конечно, есть и свои минусы:

 Высокая цена. Безусловно, фактор цены очень важен. С другой стороны, быстрая окупаемость за счет экономии электроэнергии и срока службы светодиодов делает этот минус уже не таким значительным.

 Присутствие на рынке ламп с плохим качеством света (пульсация, плохие цветовые характеристики, некомфортная цветовая температура, несоответствие светового потока и эквивалента лампы накаливания заявленным).

 Проблемы у некоторых ламп с выключателями, имеющими индикатор.

 Регулировку яркости (диммирование) поддерживают только некоторые дорогие модели.

Как небольшой итог можно сказать , что таким образом, в настоящее время светодиоды считаются самым перспективным источником освещения.

Раздел 2. Лампы накаливания.

2.1.Основные характеристики.

Лампы накаливания – это самый первый вид электрических ламп, их еще называют «лампы Ильича», так как в России они нашли широкое распространение при В.И. Ленине. Первый источник света (с вольфрамовой нитью) был запатентован в 1890-х годах российским инженером Александром Николаевичем Лодыгиным. В то же время первой попыткой можно считать изобретение 11 июля 1874 года – нитевая лампа.

Принцип действия лампы накаливания очень простой. Суть работы всех ЛН в использовании принципа нагревания вещества при прохождении сквозь него тока. В этом случае повышается температура нити накала после замыкания электрической цепи. Как результат запускается эффект электромагнитного теплового излучения. Чтобы оно стало видимым для человека, температура нагревания должна превышать 570 ⁰C – это начало красного свечения.Внутри лампы нить накаливания разогревается до 2000–2800 ⁰С. При разогревании до такой температуры на воздухе вольфрам превращается в оксид – на нем образуется белый налет, поэтому внутрь колбы закачиваются нейтральные газы. На заре развития данной технологи освещения в лампочке создавался вакуум, сейчас это практикуют только для изделий минимальной мощности. При закручивании в патрон цоколя лампы и замыкании цепи запускается процесс накаливания нити, и она дает свет.

2.2.Преимущества и недостатки.

Достоинства ламп накаливания

-Низкая стоимость. На сегодняшний день это самый дешёвый тип электрических ламп.

-Лампы накаливания имеют сплошной (непрерывный) спектр излучения, в видимой части которого, преобладают оранжево-красные лучи. Соответственно при освещении такими лампами усиливаются «теплые» цветовые тона (красный, оранжевый, коричневый) и ослабляются «холодные» (голубой, зеленый, фиолетовый).

Недостатки ламп наливания

-Лампы накаливания не могут обеспечить высокое качество цветопередачи, однако способны принести в дом атмосферу уюта и тепла. Категорически не подходят для освещения витрин и торговых площадей в тех магазинах, где покупателю важно видеть точный цвет товара.

-Лампы накаливания обладают высоким энергопотреблением. Существуют модели ламп накаливания с различными видами напыления, которые более экономичны.

-При проектировании интерьера следует учитывать высокую теплоотдачу этих ламп и использовать их на безопасном расстоянии от плавких (натяжные ПВХ потолки, полиуретановые элементы декора) и пожароопасных материалов.

Проведя общую характеристику двух типов ламп , мы можем составить с равнительную таблицую

РАЗДЕЛ 3.Сравнительная таблица светодиодной лампы и

лампы накаливания.

Общее количество лампочек в школе составляет 128 штук.

Сравнительная таблица ламп накаливания и светодиодных ламп

Экономия финансовых средств при использовании светодиодных ламп в течении года – 340800

Заключение.

Про анализировав и систематизировав все вышеприведенные довыды можно сделать обширный вывод.

В настоящее время все большее значение приобретает экономия электроэнергии. Нерациональное потребление этого ресурса приводит к его дефициту, в частности, в Республике Крым, а также его растущей стоимости. В связи с этим во всех организациях в той или иной степени должны осуществляться мероприятия, направленные на экономию энергии. 19% потребляемой электроэнергии в мире расходуется на освещение, поэтому необходимо уделять внимание световым технологиям. А замена ламп на энергоэффективные не потребует таких колоссальных вложений, как в иные направления осуществления программы энергосбережения. . В работе изучены характеристики ламп накаливания и светодиодных ламп, проанализированы особенности функционирования, а также установлены преимущества и недостатки таких ламп. В ходе исследования установлено, что использование светодиодных ламп сможет создать высококачественное освещение при этом их характеристики сохраняются долгое время, электроэнергии расходуется небольшое количество, и, что важно, не требуются высокие затраты на то, чтобы приобрести, установить и ввести в эксплуатацию такое электрооборудование. Также при использовании светодиодных ламп не снижаются нормы на освещение, такие лампы имеют хорошую светоотдачу.

Таким образом, на основе данного исследования можно сделать вывод, что стандартные лампы накаливания, несомненно, устарели, а при рассмотрении альтернатив, преимущество над лампами накаливания имеют светодиодные, так как, даже несмотря на их высокую стоимость их эффективность подтверждается более долгим сроком службы, чем у ламп накаливания и более высоким качеством освещения, что делает их приоритетными для приобретения как в школах, так и в других учебных заведениях.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.

Детская энциклопедия РОСМЭН «Открытия и изобретения». Москва 2008

lampaexpert.ru

infourok.ru

samelectrik.ru

7