Исследование энергосберегающих технологий | Статья в сборнике международной научной конференции

Библиографическое описание:

Соломатин А. С., Мирзоян А. Г., Суруджян А. С. Исследование энергосберегающих технологий [Текст] // Технические науки: теория и практика: материалы III Междунар. науч. конф. (г. Чита, апрель 2016 г.). — Чита: Издательство Молодой ученый, 2016. — С. 88-92. — URL https://moluch.ru/conf/tech/archive/165/10032/ (дата обращения: 14.12.2018).



Энергетика — одна из самых важных отраслей жизнедеятельности человека. В связи с важностью данной сферы, проблемы и задачи, возникающие в энергетической нише, должны решаться немедленно. Современный мир невозможно представить без электроэнергии, поэтому каждое государство старается вывести энергетическую отрасль на высший уровень. Можно утверждать, что развитость энергетики — показатель общего развития государства. Перед энергетиками всего мира стоит очень много проблем, требующих немедленного решения. Среди них: рационализация использования исчерпаемых природных ресурсов, снижение вреда, наносимого окружающей среде, от процесса выработки электроэнергии, исследование альтернативных источников энергии и создание электростанций нового типа, создание новейших технологий, позволяющих экономить электроэнергию. В данной статье будет рассмотрена проблема создания технологий, позволяющих экономить электроэнергию, и пути ее решения.

Энергосбережение сегодня — одно из приоритетных направлений развития энергетики, так как эта проблема тесно связана с государственной политикой, экономикой и положением страны на мировом энергетическом рынке. Экономия электроэнергии — один из факторов роста экономической эффективности государства.

В настоящее время на смену обыкновенным лампам накаливания приходят новые светодиодные светильники. Светодиод — электротехнический прибор на основе полупроводникового материала, излучающий фотоны света при пропускании через него электрического тока. К преимуществам светодиодной техники стоит отнести:

  1. Малая себестоимость;
  2. Высокая энергоэффективность;
  3. Долгий срок службы — до 50000 часов;
  4. Энергобезопасность, обеспечиваемая за счет малого напряжения питания;
  5. Высокая скорость переключения режимов работы.

Но как и любой электротехнический прибор, светодиодный светильник не может не иметь недостатков. К ним относятся:

  1. Нагревание при использовании светодиодной техники мощностью более 1 Вт;
  2. Плохая взаимозаменяемость светодиодной техники.

Несмотря на приведенные отрицательные качества, светодиодные светильники активно внедряются в систему современного энергосбережения и производственную сферу. На рисунке 1 приведен пример светодиодного светильника.

Рис. 1 Светодиодный светильник

Рассмотрим принцип работы такого устройства. При подаче напряжения на светодиодный элемент, электрический ток, проходя от анода(+) к катоду(-), проходит через полупроводниковый кристалл и вызывает рекомбинацию электронов, то есть их переход с одного энергетического уровня на другой, что, собственно, и вызывает свечение, представляющее собой излучение фотонов света. На рисунке 2 приведен принцип действия светодиодных светильников.

Рис. 2. Принцип работы светодиодного светильника.

Теперь рассмотрим электротехническую схему светодиодного светильника и поясним о назначении каждого элемента. На рисунке 3 приведена электротехническая схема светодиодного светильника.

Рис. 3. Электротехническая схема светодиодного светильника

На входе такой схемы обязательно устанавливают резистор большого сопротивления и емкость. Они выполняют роль понижающей питающей установки. Дело в том, что для питания светодиода требуется очень маленький ток, в связи с этим устанавливают резистор большого сопротивления для падения напряжения до нужного уровня. Емкость устанавливают для сглаживания пульсаций, установки номинальной частоты питающего тока. Если эта емкость будет подобрана неверно, возможна неправильная работа установки, то есть мерцание или перебои в работе. Далее в схеме устанавливают светодиодный мост, выполняющий роль выпрямителя, так как светодиодные элементы восприимчивы только к постоянному току. После всех дополнительных конструкций устанавливаются уже сами светодиоды, непосредственно. Так как 1 светодиод дает недостаточное свечение, устанавливают группу диодов, соединенную параллельно или последовательно. Преимуществом последовательного соединения является простота конструкции, но есть существенный недостаток — при выходе из строя 1 элемента, вся установка не может работать, так как пропускание тока через испорченный элемент невозможно. В плане надежности гораздо выгоднее использовать параллельное соединение, но это дорогостоящее изделие, в связи с тем, что к каждому светодиоду нужно устанавливать ограничивающий резистор, который будет ограничивать пропускаемый ток и предохранять диод от сгорания. В связи со сложностью и дороговизной конструкции параллельное соединение светодиодных элементов применяется редко. На рисунке 4 приведен параллельный способ соединения светодиодов.

Рис. 4. Параллельное соединение светодиодов

Самым распространенным способом соединения считается смешанное соединение. Оно представляет собой несколько параллельных групп диодов, соединенных между собой внутри групп последовательно. Преимуществом такого способа соединения является то, что при выходе из строя 1 светодиода, выйдет из строя только 1 группа последовательно соединенных диодов, а остальные группы, соединенные с этой группой параллельно, останутся в рабочем состоянии. На рисунке 5 приведен смешанный тип соединения светодиодов.

Рис. 5. Смешанное соединение светодиодов

В подтверждение вышесказанного приведем сводную таблицу 1, в которой покажем преимущество светодиодных ламп по сравнению с люминесцентными и лампами накаливания.

Таблица 1

В таблице 2 проведено сравнение по нескольким параметров всех осветительных приборов, включая лампы накаливания, светодиодные и люминесцентные лампы.

Таблица 2

Итак, подводя итог, стоит отметить, что использование светодиодных ламп очень выгодно и широко распространено в наши дни. Единственное, что откладывает полную замену ламп накаливания и люминесцентных ламп на светодиодные — дороговизна светодиодных установок и недостаточное изучение влияния на человеческий организм. Но, с современными темпами развития технологий, можно быть уверенным, что будущее энергосберегающей техники стоит именно за приборами, собранными на основе светодиодов.

Литература:

  1. Энергосберегающие лампы. Диагностика, ремонт, модернизация. Тищенко И. В. 2012г.
  2. Институциональные проблемы повышения энергоэффективности жилищного и бюджетного секторов. Сиваев С. Б., Гордеев Д. П., Лыкова Т. Б. 2010г.
Основные термины (генерируются автоматически): светодиодный светильник, светодиодная техника, электротехническая схема, электрический ток, лампа накаливания, светодиод, рисунок, принцип работы, параллельное соединение, электротехнический прибор.

Похожие статьи

Обзор светодиодных фар | Статья в журнале «Молодой ученый»

Светодиоды, или светоизлучающие диоды (СИД, в английском варианте LED — light emitting diode) — полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока (рисунок 1). Работа основана на физическом явлении...

Светодиодные подъездные ЖКХ-светильники с фото...

светильник, светодиоды, датчик движения, датчик шума, лампа, энергосбережение

Рекомендуется размещать светильники с лампами накаливания параллельными рядами, принимают: , для ламп.

Основные принципы освещения в интерьере | Статья в журнале...

Светодиодные светофоры для Российских железных дорог

В целом светодиод, долговечный прибор срок службы светодиодов составляет в

Например, удаленный от поста электрической централизации светодиодный светофор с

Основные термины (генерируются автоматически): светофор, лампа накаливания, светодиод, головка...

Теоретическое описание устройства дистанционного управления...

В статье представлена принципиальная электрическая схема устройства, структурная схема и

Допускается параллельное соединение диодов, если обеспечивается

При работе диодов на емкостную нагрузку действующее значение тока через диод не должно превышать .

Использование светодиодных ламп в конструкции автомобиля

Все большую популярность приобретают автомобильные светодиодные лампы или светодиоды для авто.

Лампы КЛЛ имеют срок службы в 5–15 раз больше, чем лампы накаливания. Обзор светодиодных фар | Статья в журнале «Молодой ученый».

К вопросу контролирования тока при работе многокатушечного...

Транзистор оптрона является ключом, коммутирующим нагрузку, которой служат параллельно подключенные светодиод VD1 и генератор звуковой частоты ГЗЧ (рисунок 4). Работа схемы аналогична предыдущему варианту. Когда ток в катушке достигнет значения Iср, падение...

Интегрированный урок как средство формирования...

Инструкция к работе: Определить размещение приборов на столе. Собрать электрическую схему.

Полученные опытным путем ВАХ и для последовательного и параллельного соединений нанести в этом же масштабе на график.

Модель системы освещения на основе микроконтроллера.

Светодиодная лента — универсальный источник света, гибкая печатная плата с прикрепленными светодиодами и

Рис. 5. Схема подключения устройств модели. Рис. 6. Принципиальная электрическая схема систем. Программный код работы Arduino

Экономия электроэнергии электропоездов | Статья в журнале...

Светодиодные лампы состоят из: Рассеивателя. Собственно светодиодов. Платы, на которую они (светодиоды) крепятся.

При любой конструкции и схеме электроподвижного состава должна быть предусмотрена его работа в рекуперативном режиме работы.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Обзор светодиодных фар | Статья в журнале «Молодой ученый»

Светодиоды, или светоизлучающие диоды (СИД, в английском варианте LED — light emitting diode) — полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока (рисунок 1). Работа основана на физическом явлении...

Светодиодные подъездные ЖКХ-светильники с фото...

светильник, светодиоды, датчик движения, датчик шума, лампа, энергосбережение

Рекомендуется размещать светильники с лампами накаливания параллельными рядами, принимают: , для ламп.

Основные принципы освещения в интерьере | Статья в журнале...

Светодиодные светофоры для Российских железных дорог

В целом светодиод, долговечный прибор срок службы светодиодов составляет в

Например, удаленный от поста электрической централизации светодиодный светофор с

Основные термины (генерируются автоматически): светофор, лампа накаливания, светодиод, головка...

Теоретическое описание устройства дистанционного управления...

В статье представлена принципиальная электрическая схема устройства, структурная схема и

Допускается параллельное соединение диодов, если обеспечивается

При работе диодов на емкостную нагрузку действующее значение тока через диод не должно превышать .

Использование светодиодных ламп в конструкции автомобиля

Все большую популярность приобретают автомобильные светодиодные лампы или светодиоды для авто.

Лампы КЛЛ имеют срок службы в 5–15 раз больше, чем лампы накаливания. Обзор светодиодных фар | Статья в журнале «Молодой ученый».

К вопросу контролирования тока при работе многокатушечного...

Транзистор оптрона является ключом, коммутирующим нагрузку, которой служат параллельно подключенные светодиод VD1 и генератор звуковой частоты ГЗЧ (рисунок 4). Работа схемы аналогична предыдущему варианту. Когда ток в катушке достигнет значения Iср, падение...

Интегрированный урок как средство формирования...

Инструкция к работе: Определить размещение приборов на столе. Собрать электрическую схему.

Полученные опытным путем ВАХ и для последовательного и параллельного соединений нанести в этом же масштабе на график.

Модель системы освещения на основе микроконтроллера.

Светодиодная лента — универсальный источник света, гибкая печатная плата с прикрепленными светодиодами и

Рис. 5. Схема подключения устройств модели. Рис. 6. Принципиальная электрическая схема систем. Программный код работы Arduino

Экономия электроэнергии электропоездов | Статья в журнале...

Светодиодные лампы состоят из: Рассеивателя. Собственно светодиодов. Платы, на которую они (светодиоды) крепятся.

При любой конструкции и схеме электроподвижного состава должна быть предусмотрена его работа в рекуперативном режиме работы.

Задать вопрос