La nostra vita non può essere immaginata senza l'illuminazione artificiale. Per la vita e il lavoro, le persone hanno semplicemente bisogno di illuminazione con lampade. In precedenza, per questo venivano utilizzate solo normali lampadine a incandescenza.
Il principio di funzionamento delle lampade a incandescenza si basa sulla conversione dell'energia elettrica che passa attraverso il filamento in luce. Nelle lampade a incandescenza, un filamento di tungsteno viene riscaldato a un bagliore luminoso dall'azione di una corrente elettrica. La temperatura del filamento riscaldato raggiunge i 2600-3000 gradi C. Le boccette delle lampade a incandescenza vengono evacuate o riempite con un gas inerte, in cui il filamento di tungsteno non è ossidato: azoto; argon; krypton; miscela di azoto, argon, xeno. Le lampade a incandescenza diventano molto calde durante il funzionamento.
Ogni anno, il fabbisogno di elettricità dell'umanità aumenta sempre di più. A seguito dell'analisi delle prospettive di sviluppo delle tecnologie di illuminazione, gli esperti hanno riconosciuto la sostituzione delle lampade a incandescenza obsolete con lampade a risparmio energetico come la direzione più progressista. Gli esperti ritengono che la ragione di ciò sia la significativa superiorità dell'ultima generazione di lampade a risparmio energetico rispetto alle lampade "calde".
Le lampade a risparmio energetico sono chiamate lampade fluorescenti, che sono incluse nella vasta categoria delle sorgenti luminose a scarica di gas. Le lampade a scarica, a differenza delle lampade ad incandescenza, emettono luce a causa di una scarica elettrica che passa attraverso il gas che riempie lo spazio della lampada: il bagliore ultravioletto della scarica del gas viene convertito in luce a noi visibile.
Le lampade a risparmio energetico sono costituite da un pallone riempito con vapori di mercurio e argon e un alimentatore (starter). Una sostanza speciale chiamata fosforo viene applicata alla superficie interna del pallone. Sotto l'azione dell'alta tensione nella lampada, si verifica il movimento degli elettroni. La collisione degli elettroni con gli atomi di mercurio produce una radiazione ultravioletta invisibile che, attraversando il fosforo, viene convertita in luce visibile.
Пvantaggi delle lampade a risparmio energetico
Il vantaggio principale delle lampade a risparmio energetico è la loro elevata efficienza luminosa, che è parecchie volte superiore a quella delle lampade a incandescenza. La componente di risparmio energetico sta proprio nel fatto che il massimo dell'elettricità fornita alla lampada a risparmio energetico si trasforma in luce, mentre nelle lampade ad incandescenza fino al 90% dell'elettricità viene spesa semplicemente per riscaldare il filo di tungsteno.
Un altro indubbio vantaggio delle lampade a risparmio energetico è la loro durata, che è determinata da un periodo di tempo compreso tra 6 e 15 mila ore di combustione continua. Questa cifra supera di circa 20 volte la durata delle lampade a incandescenza convenzionali. La causa più comune di guasto della lampadina a incandescenza è un filamento bruciato. Il meccanismo della lampada a risparmio energetico evita questo problema, in modo che abbiano una maggiore durata.
Il terzo vantaggio delle lampade a risparmio energetico è la possibilità di scegliere il colore del bagliore. Può essere di tre tipi: diurno, naturale e caldo. Più bassa è la temperatura del colore, più il colore è vicino al rosso; più è alto, più si avvicina al blu.
Un altro vantaggio delle lampade a risparmio energetico è la loro bassa emissione di calore, che consente l'utilizzo di lampade fluorescenti compatte ad alta potenza in fragili lampade da parete, lampade e lampadari. È impossibile utilizzare lampade a incandescenza con un'elevata temperatura di riscaldamento, poiché la parte in plastica della cartuccia o il filo potrebbero fondersi.
Il prossimo vantaggio delle lampade a risparmio energetico è che la loro luce è distribuita in modo più morbido, in modo più uniforme rispetto a quella delle lampade a incandescenza. Ciò è dovuto al fatto che in una lampada a incandescenza la luce proviene solo da un filamento di tungsteno, mentre una lampada a risparmio energetico si illumina su tutta la sua area. Grazie alla distribuzione più uniforme della luce, le lampade a risparmio energetico riducono l'affaticamento dell'occhio umano.
Svantaggi delle lampade a risparmio energetico
Anche le lampade a risparmio energetico presentano degli svantaggi: la loro fase di riscaldamento dura fino a 2 minuti, ovvero avranno bisogno di un po' di tempo per sviluppare la loro massima luminosità. Inoltre, le lampade a risparmio energetico lampeggiano.
Un altro svantaggio delle lampade a risparmio energetico è che una persona non può trovarsi a una distanza inferiore a 30 centimetri da esse. A causa dell'elevato livello di radiazione ultravioletta delle lampade a risparmio energetico, se posizionate vicino ad esse, le persone con un'eccessiva sensibilità cutanea e coloro che sono soggetti a malattie dermatologiche possono essere danneggiate. Tuttavia, se una persona si trova a una distanza non inferiore a 30 centimetri dalle lampade, non gli viene fatto alcun danno. Si sconsiglia inoltre di utilizzare lampade a risparmio energetico con una potenza superiore a 22 watt in locali residenziali, perché. questo può anche influire negativamente sulle persone la cui pelle è molto sensibile.
Un altro svantaggio è che le lampade a risparmio energetico non sono adatte per funzionare in un intervallo di basse temperature (-15-20ºC) ea temperature elevate, l'intensità della loro emissione luminosa diminuisce. La durata delle lampade a risparmio energetico dipende in modo significativo dalla modalità di funzionamento, in particolare non amano l'accensione e lo spegnimento frequenti. Il design delle lampade a risparmio energetico non ne consente l'uso in apparecchi di illuminazione in cui sono presenti controlli del livello di luce. Quando la tensione di rete scende di oltre il 10%, le lampade a risparmio energetico semplicemente non si accendono.
Tra gli svantaggi c'è il contenuto di mercurio e fosforo che, sebbene in quantità molto ridotte, sono presenti all'interno delle lampade a risparmio energetico. Questo non ha importanza quando la lampada è in funzione, ma può essere pericoloso se è rotta. Per lo stesso motivo, le lampade a risparmio energetico possono essere classificate come dannose per l'ambiente, e quindi richiedono uno smaltimento speciale (non possono essere gettate nello scivolo dei rifiuti e nei cassonetti stradali).
Un altro svantaggio delle lampade a risparmio energetico rispetto alle tradizionali lampade a incandescenza è il loro prezzo elevato.
Strategie di risparmio energetico dell'Unione Europea
Nel dicembre 2005 l'UE ha emanato una direttiva che obbliga tutti i suoi paesi membri a sviluppare piani d'azione nazionali per l'efficienza energetica (EEAPs – Energie-Effizienz-Actions-Plane). Secondo gli EEAP, nei prossimi 9 anni (dal 2008 al 2017), ciascuno dei 27 paesi dell'UE deve ottenere almeno l'1% annuo di risparmio di elettricità in tutti i settori di consumo.
Su indicazione della Commissione europea, lo schema di attuazione dei PAEE è stato sviluppato dal Wuppertal Institute (Germania). A partire dal 2011, tutti i paesi dell'UE sono tenuti a rispettare rigorosamente questi obblighi. Lo sviluppo e il monitoraggio dell'attuazione dei piani per migliorare l'efficienza energetica dei sistemi di illuminazione artificiale è affidato a un gruppo di lavoro appositamente creato – ROMS (Roll out Member States). È stata costituita all'inizio del 2007 dall'Unione europea dei produttori e componenti di illuminazione (CELMA) e dall'Unione europea dei produttori di sorgenti luminose (ELC). Secondo le stime degli esperti di questi sindacati, tutti i 27 paesi dell'UE, attraverso l'introduzione di apparecchi e sistemi di illuminazione ad alta efficienza energetica, hanno reali opportunità per una riduzione totale delle emissioni di CO2 di quasi 40 milioni di tonnellate/anno, di cui: 20 milioni di tonnellate/anno di CO2 – nel settore privato; 8,0 milioni di ton/anno di CO2 – negli edifici pubblici a vario uso e nel terziario; 8,0 milioni di ton/anno di CO2 – negli edifici industriali e nelle piccole industrie; 3,5 milioni di tonnellate/anno di CO2 – negli impianti di illuminazione esterna nelle città. Il risparmio energetico sarà facilitato anche dall'introduzione nella pratica della progettazione degli impianti di illuminazione delle nuove norme europee sull'illuminazione: EN 12464-1 (Illuminazione dei luoghi di lavoro interni); EN 12464-2 (Illuminazione di luoghi di lavoro all'aperto); EN 15193-1 (Valutazione energetica degli edifici – Requisiti energetici per l'illuminazione – Valutazione del fabbisogno energetico per l'illuminazione).
In conformità con l'articolo 12 della Direttiva ESD (Direttiva sui servizi energetici), la Commissione Europea ha delegato al Comitato Europeo per la Standardizzazione dell'Ingegneria Elettrica (CENELEC) il mandato di sviluppare specifici standard di risparmio energetico. Tali norme dovrebbero prevedere metodi armonizzati per calcolare le caratteristiche di efficienza energetica sia degli edifici nel loro insieme che dei singoli prodotti, installazioni e sistemi in un complesso di apparecchiature di ingegneria.
Il piano d'azione per l'energia presentato dalla Commissione europea nell'ottobre 2006 ha stabilito severi standard di efficienza energetica per 14 gruppi di prodotti. L'elenco di questi prodotti è stato portato a 20 posizioni all'inizio del 2007. Gli apparecchi di illuminazione per uso stradale, ufficio e domestico sono stati classificati come beni soggetti a controlli speciali per il risparmio energetico.
Nel giugno 2007, i produttori europei di illuminazione hanno rilasciato dettagli sull'eliminazione graduale delle lampadine a bassa efficienza per uso domestico e sul loro ritiro completo dal mercato europeo entro il 2015. Secondo i calcoli, questa iniziativa comporterà una riduzione del 60% delle emissioni di CO2 (di 23 megatoni all'anno) dall'illuminazione domestica, risparmiando circa 7 miliardi di euro o 63 gigawattora di elettricità all'anno.
Il commissario europeo per gli affari energetici Andris Piebalgs ha espresso soddisfazione per l'iniziativa presentata dai produttori di apparecchiature per l'illuminazione. Nel dicembre 2008, la Commissione europea ha deciso di eliminare gradualmente le lampadine a incandescenza. Secondo la delibera adottata, le sorgenti luminose che consumano molta elettricità saranno sostituite gradualmente da quelle a risparmio energetico:
Settembre 2009 – sono vietate le lampade ad incandescenza satinate e trasparenti superiori a 100 W;
settembre 2010 – non sono ammesse lampade ad incandescenza trasparenti superiori a 75 W;
settembre 2011 - sono vietate le lampade a incandescenza trasparenti superiori a 60 W;
Settembre 2012 - viene introdotto il divieto di lampade a incandescenza trasparenti superiori a 40 e 25 W;
Settembre 2013 – vengono introdotti severi requisiti per le lampade fluorescenti compatte e gli apparecchi di illuminazione a LED;
Settembre 2016: vengono introdotti severi requisiti per le lampade alogene.
Secondo gli esperti, a seguito del passaggio alle lampadine a risparmio energetico, il consumo di elettricità nei paesi europei diminuirà del 3-4%. Il ministro dell'Energia francese Jean-Louis Borlo ha stimato il potenziale di risparmio energetico in 40 terawattora all'anno. Quasi la stessa quantità di risparmio deriverà dalla decisione presa in precedenza dalla Commissione europea di eliminare gradualmente le tradizionali lampade a incandescenza negli uffici, nelle fabbriche e nelle strade.
Strategie di risparmio energetico in Russia
Nel 1996 in Russia è stata adottata la legge "Sul risparmio energetico", che, per una serie di motivi, non ha funzionato. Nel novembre 2008 la Duma di Stato ha adottato in prima lettura il disegno di legge “Sul risparmio energetico e sull'aumento dell'efficienza energetica”, che prevede l'introduzione di standard di efficienza energetica per i dispositivi con potenza superiore a 3 kW.
Lo scopo dell'introduzione delle norme previste dal disegno di legge è aumentare l'efficienza energetica e stimolare il risparmio energetico nella Federazione Russa. Secondo il disegno di legge, le misure di regolamentazione statale nel campo del risparmio energetico e dell'efficienza energetica vengono attuate stabilendo: un elenco di indicatori per valutare l'efficacia delle attività delle autorità esecutive delle entità costituenti della Federazione Russa e dei governi locali in il campo del risparmio energetico e dell'efficienza energetica; requisiti per la produzione e la circolazione dei dispositivi energetici; restrizioni (divieto) nel campo della produzione ai fini della vendita nel territorio della Federazione Russa e della circolazione nella Federazione Russa di dispositivi energetici che consentono il consumo improduttivo di risorse energetiche; requisiti per la contabilizzazione della produzione, trasmissione e consumo di risorse energetiche; requisiti di efficienza energetica per edifici, strutture e strutture; requisiti per il contenuto e la tempistica delle misure di risparmio energetico nel patrimonio abitativo, anche per i cittadini - proprietari di appartamenti in condomini; requisiti per la diffusione obbligatoria di informazioni nel campo del risparmio energetico e dell'efficienza energetica; requisiti per l'attuazione di programmi informativi ed educativi nel campo del risparmio energetico e dell'efficienza energetica.
Il 2 luglio 2009 il presidente russo Dmitry Medvedev, intervenendo a una riunione del Presidium del Consiglio di Stato sul miglioramento dell'efficienza energetica dell'economia russa, non ha escluso che in Russia, al fine di aumentare l'efficienza energetica, sia vietato verrebbe introdotta la circolazione delle lampade ad incandescenza.
A sua volta, il ministro dello Sviluppo economico Elvira Nabiullina, a seguito di una riunione del Presidium del Consiglio di Stato della Federazione Russa, ha annunciato che da gennaio potrebbe essere introdotto il divieto di produzione e circolazione di lampade ad incandescenza con potenza superiore a 100 W 1, 2011. Secondo Nabiullina, le misure corrispondenti sono previste dal disegno di legge sull'efficienza energetica, che è in preparazione per la seconda lettura.