Brez umetne razsvetljave si našega življenja ni mogoče predstavljati. Za življenje in delo ljudje preprosto potrebujejo osvetlitev s svetilkami. Prej so za to uporabljali le navadne žarnice z žarilno nitko.
Načelo delovanja žarnic z žarilno nitko temelji na pretvorbi električne energije, ki prehaja skozi žarilno nitko, v svetlobo. V žarnicah z žarilno nitko se volframova žarilna nitka segreje do svetlega sijaja z delovanjem električnega toka. Temperatura segrete žarilne nitke doseže 2600-3000 stopinj C. Bučke žarnic z žarilno nitko se izpraznijo ali napolnijo z inertnim plinom, v katerem volframova žarilna nitka ni oksidirana: dušik; argon; kripton; mešanica dušika, argona, ksenona. Žarnice z žarilno nitko se med delovanjem zelo segrejejo.
Vsako leto se potrebe človeštva po električni energiji vedno bolj povečujejo. Kot rezultat analize možnosti za razvoj svetlobnih tehnologij so strokovnjaki prepoznali zamenjavo zastarelih žarnic z žarilno nitko z energetsko varčnimi žarnicami kot najbolj napredno smer. Strokovnjaki menijo, da je razlog za to pomembna premoč najnovejše generacije varčnih sijalk nad "vročimi" sijalkami.
Energijsko varčne sijalke imenujemo fluorescenčne sijalke, ki so vključene v široko kategorijo svetlobnih virov na principu električnega praznjenja v plinu. Sijalke na razelektritev za razliko od žarnic z žarilno nitko oddajajo svetlobo zaradi električne razelektritve, ki prehaja skozi plin, ki zapolnjuje prostor svetilke: ultravijolični sij razelektritve plina se pretvori v svetlobo, ki jo vidimo.
Energijsko varčne sijalke so sestavljene iz bučke, napolnjene z živosrebrnimi hlapi in argonom, ter predstikalne naprave (starterja). Na notranjo površino bučke se nanese posebna snov, imenovana fosfor. Pod delovanjem visoke napetosti v žarnici pride do gibanja elektronov. Trčenje elektronov z atomi živega srebra povzroči nevidno ultravijolično sevanje, ki se pri prehodu skozi fosfor pretvori v vidno svetlobo.
Пprednosti varčnih sijalk
Glavna prednost varčnih sijalk je njihov visok svetlobni izkoristek, ki je nekajkrat večji kot pri žarnicah z žarilno nitko. Energijsko varčna komponenta je ravno v tem, da se največ električne energije, dovedene v varčno sijalko, spremeni v svetlobo, medtem ko se pri žarnicah z žarilno nitko do 90% električne energije porabi zgolj za segrevanje volframove žice.
Druga nedvomna prednost energetsko varčnih sijalk je njihova življenjska doba, ki je določena s časovnim obdobjem od 6 do 15 tisoč ur neprekinjenega gorenja. Ta številka presega življenjsko dobo običajnih žarnic z žarilno nitko za približno 20-krat. Najpogostejši vzrok za okvaro žarnice z žarilno nitko je pregorela žarilna nitka. Mehanizem varčne sijalke se izogne tej težavi, tako da imajo daljšo življenjsko dobo.
Tretja prednost varčnih sijalk je možnost izbire barve sijaja. Lahko je treh vrst: podnevi, naravno in toplo. Nižja kot je barvna temperatura, bližje je barva rdeči; višje, bližje modri barvi.
Druga prednost varčnih sijalk je njihova nizka emisija toplote, kar omogoča uporabo kompaktnih fluorescentnih sijalk visoke moči v krhkih stenskih svetilkah, svetilkah in lestencih. Nemogoče je uporabljati žarnice z žarilno nitko z visoko temperaturo ogrevanja v njih, saj se lahko plastični del vložka ali žice stopi.
Naslednja prednost varčnih sijalk je, da se njihova svetloba porazdeli mehkeje, bolj enakomerno kot pri žarnicah z žarilno nitko. To je posledica dejstva, da v žarnici z žarilno nitko svetloba prihaja samo iz volframove žarilne nitke, medtem ko varčna žarnica sveti po celotnem območju. Zaradi enakomernejše porazdelitve svetlobe varčne sijalke zmanjšajo utrujenost človeškega očesa.
Slabosti varčnih sijalk
Energijsko varčne sijalke imajo tudi slabosti: njihova faza ogrevanja traja do 2 minuti, kar pomeni, da bodo potrebovale nekaj časa, da razvijejo največjo svetlost. Prav tako utripajo varčne sijalke.
Druga pomanjkljivost varčnih sijalk je, da se človek od njih ne sme približati manj kot 30 centimetrov. Zaradi visoke stopnje ultravijoličnega sevanja varčnih sijalk lahko, če jih postavite blizu njih, poškodujete ljudi s prekomerno občutljivostjo kože in tiste, ki so nagnjeni k dermatološkim boleznim. Vendar, če je oseba na razdalji, ki ni bližja kot 30 centimetrov od svetilk, mu ni škode. Prav tako ni priporočljivo uporabljati varčnih sijalk z močjo nad 22 vatov v stanovanjskih prostorih, ker. to lahko negativno vpliva tudi na ljudi, katerih koža je zelo občutljiva.
Druga pomanjkljivost je, da varčne sijalke niso prilagojene za delovanje v nizkem temperaturnem območju (-15-20ºC), pri povišanih temperaturah pa se intenzivnost njihove svetlobne emisije zmanjša. Življenjska doba varčnih sijalk je močno odvisna od načina delovanja, zlasti ne marajo pogostega vklapljanja in izklapljanja. Zasnova varčnih sijalk ne dovoljuje njihove uporabe v svetilkah, kjer so nameščeni regulatorji svetlobe. Ko omrežna napetost pade za več kot 10 %, varčne sijalke preprosto ne zasvetijo.
Slabosti vključujejo vsebnost živega srebra in fosforja, ki sta v zelo majhnih količinah prisotna v varčnih žarnicah. To ni pomembno, ko svetilka deluje, vendar je lahko nevarno, če se razbije. Iz istega razloga lahko varčne sijalke uvrščamo med okolju škodljive, zato zahtevajo posebno odlaganje (ne smemo jih odvreči v smetnjake in ulične zabojnike).
Druga pomanjkljivost varčnih sijalk v primerjavi s tradicionalnimi žarnicami z žarilno nitko je njihova visoka cena.
Strategije varčevanja z energijo Evropske unije
Decembra 2005 je EU izdala direktivo, ki vse države članice zavezuje k razvoju nacionalnih akcijskih načrtov za energetsko učinkovitost (EEAP – Energie-Effizienz-Actions-Plane). V skladu z EEAP mora vsaka od 9 držav EU v naslednjih 2008 letih (od 2017 do 27) doseči vsaj 1 % letno prihranek električne energije v vseh sektorjih svoje porabe.
Po navodilih Evropske komisije je shemo izvajanja EEAP razvil Inštitut Wuppertal (Nemčija). Od leta 2011 so vse države EU dolžne dosledno spoštovati te obveznosti. Razvoj in spremljanje izvajanja načrtov za izboljšanje energetske učinkovitosti sistemov umetne razsvetljave je zaupan posebej ustanovljeni delovni skupini – ROMS (Roll out States Member). V začetku leta 2007 sta jo ustanovili Evropska zveza proizvajalcev in komponent za razsvetljavo (CELMA) in Evropska zveza proizvajalcev svetlobnih virov (ELC). Po ocenah strokovnjakov teh zvez ima vseh 27 držav EU z uvedbo energetsko učinkovite svetlobne opreme in sistemov realne možnosti za skupno zmanjšanje emisij CO2 za skoraj 40 milijonov ton/leto, od tega: 20 milijonov ton/leto CO2 – v zasebnem sektorju; 8,0 mio ton/leto CO2 – v javnih stavbah za različne namene in v storitvenem sektorju; 8,0 milijona ton/leto CO2 – v industrijskih stavbah in majhni industriji; 3,5 milijona ton/leto CO2 – v napravah za zunanjo razsvetljavo v mestih. K prihrankom energije bo prispevala tudi uvedba v prakso projektiranja svetlobnih instalacij novih evropskih standardov za razsvetljavo: EN 12464-1 (Razsvetljava notranjih delovnih mest); EN 12464-2 (razsvetljava zunanjih delovnih mest); EN 15193-1 (Energijska ocena stavb – Energetske zahteve za razsvetljavo – Ocena potreb po energiji za razsvetljavo).
V skladu z 12. členom direktive ESD (Direktiva o energetskih storitvah) je Evropska komisija Evropskemu odboru za standardizacijo v elektrotehniki (CENELEC) podelila mandat za razvoj posebnih standardov za varčevanje z energijo. Ti standardi morajo zagotavljati usklajene metode za izračun značilnosti energetske učinkovitosti tako stavb kot celote kot posameznih proizvodov, naprav in sistemov v kompleksu inženirske opreme.
Energetski akcijski načrt, ki ga je predstavila Evropska komisija oktobra 2006, določa stroge standarde energetske učinkovitosti za 14 skupin izdelkov. Seznam teh izdelkov se je v začetku leta 20 povečal na 2007 mest. Svetlobne naprave za ulično, pisarniško in domačo uporabo so bile razvrščene kot blago, ki je predmet posebnega nadzora za varčevanje z energijo.
Junija 2007 so evropski proizvajalci razsvetljave objavili podrobnosti o postopnem opuščanju žarnic z nizkim izkoristkom za domačo uporabo in njihovem popolnem umiku z evropskega trga do leta 2015. Po izračunih bo ta pobuda povzročila 60-odstotno zmanjšanje emisij CO2. (za 23 megaton na leto) iz gospodinjske razsvetljave, s čimer prihranimo približno 7 milijard evrov ali 63 gigavatnih ur električne energije na leto.
Evropski komisar za energetiko Andris Piebalgs je izrazil zadovoljstvo nad pobudo proizvajalcev svetlobne opreme. Decembra 2008 se je Evropska komisija odločila za postopno opuščanje žarnic z žarilno nitko. Po sprejetem sklepu bodo svetlobne vire, ki porabijo veliko električne energije, postopno zamenjali z varčnimi:
september 2009 – prepovedane matirane in prozorne žarnice z žarilno nitko nad 100 W;
september 2010 – prosojne žarnice z žarilno nitko nad 75 W niso dovoljene;
september 2011 – prepovedane so prozorne žarnice z žarilno nitko nad 60 W;
september 2012 – uvedena je prepoved prozornih žarnic z žarilno nitko nad 40 in 25 W;
september 2013 – uvedene so stroge zahteve za kompaktne fluorescenčne sijalke in LED svetila;
September 2016 – uvedene so stroge zahteve za halogenske žarnice.
Po mnenju strokovnjakov se bo zaradi prehoda na varčne žarnice poraba električne energije v evropskih državah zmanjšala za 3-4%. Francoski minister za energijo Jean-Louis Borlo je potencial za prihranek energije ocenil na 40 teravatnih ur na leto. Skoraj enak prihranek bo prinesel prejšnja odločitev Evropske komisije o postopni opustitvi tradicionalnih žarnic z žarilno nitko v pisarnah, tovarnah in na ulicah.
Strategije varčevanja z energijo v Rusiji
Leta 1996 je bil v Rusiji sprejet zakon o varčevanju z energijo, ki iz več razlogov ni deloval. Novembra 2008 je Državna duma v prvi obravnavi sprejela osnutek zakona "O varčevanju z energijo in povečanju energetske učinkovitosti", ki predvideva uvedbo standardov energetske učinkovitosti za naprave z močjo nad 3 kW.
Namen uvedbe norm, ki jih predvideva predlog zakona, je povečanje energetske učinkovitosti in spodbujanje varčevanja z energijo v Ruski federaciji. V skladu z osnutkom zakona se ukrepi državne ureditve na področju varčevanja z energijo in energetske učinkovitosti izvajajo z določitvijo: seznama kazalnikov za ocenjevanje učinkovitosti dejavnosti izvršnih organov sestavnih subjektov Ruske federacije in lokalnih oblasti v področje varčevanja z energijo in energetske učinkovitosti; zahteve za proizvodnjo in promet energetskih naprav; omejitve (prepoved) na področju proizvodnje z namenom prodaje na ozemlju Ruske federacije in prometa v Ruski federaciji energetskih naprav, ki omogočajo neproduktivno porabo energetskih virov; zahteve za obračunavanje proizvodnje, prenosa in porabe energetskih virov; zahteve za energetsko učinkovitost stavb, objektov in struktur; zahteve za vsebino in časovni okvir ukrepov za varčevanje z energijo v stanovanjskem skladu, vključno za državljane - lastnike stanovanj v večstanovanjskih stavbah; zahteve za obvezno širjenje informacij na področju varčevanja z energijo in energetske učinkovitosti; zahteve za izvajanje informacijskih in izobraževalnih programov s področja varčevanja z energijo in energetske učinkovitosti.
2. julija 2009 ruski predsednik Dmitrij Medvedjev, ki je govoril na seji predsedstva državnega sveta o izboljšanju energetske učinkovitosti ruskega gospodarstva, ni izključil, da bi v Rusiji za povečanje energetske učinkovitosti prepovedali uvedli bi obtok žarnic z žarilno nitko.
Ministrica za gospodarski razvoj Elvira Nabiullina je po seji predsedstva Državnega sveta Ruske federacije napovedala, da bi lahko od januarja uvedli prepoved proizvodnje in prometa žarnic z žarilno nitko z močjo nad 100 W. 1, 2011. Po besedah Nabiulline so ustrezni ukrepi predvideni v osnutku zakona o energetski učinkovitosti, ki je v pripravi za drugo obravnavo.