Файл: Физика Таырыбы Электр энергиясын немдеу жне оны тиімділігін арттыру.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.12.2023
Просмотров: 77
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
– қызмет ету мерзімінің аздығы, оның себебі, біріншіден электр энергиясы сапасының нашарлығы, екіншіден электр тогы желілерінің қанағаттанарлықсыз жағдайда болуы;
– өрт қауіпсіздігі ережелеріне сәйкес, қыздыру шамдарын сыртқы қаптамасыз қолдануға рұқсат етілмейді. Себебі жұмыс істеу барысында шамдардың температурасы өте жоғары болады.
Энергия үнемдеуші шам. Энергия үнемдеуші шам – люминесцентті шамның ықшамдалған түрлерінің бірі. Мұндай шамдар ішкі қабырғасы люминоформен өңделген соның арқасында көзге көрінбейтін электрлік разрядтың ультракүлгін сәулесі жарық таратады. Электрлік разряд түтікше ішіне толтырылған аргонды-сынапты будың ішінен электрлік токтың өтуі барысында пайда болады. Разрядтың қуаттылығы шамға орнатылған стартер арқылы басқарылады.
2. Люминесцентті шамдар энергия көзін 80%-ға дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Бағасы 380 теңге. Жарамдылық мерзімі – 20000 сағат (833күн немесе үздіксіз 2 жыл)
Артықшылықтары:
– ең маңызды артықшылығы энергия шығыны өте аз, жарық берілісі қыздыру шамдарымен салыстырғанда 5-6 есе жоғары және 60-80 лм/вт құрайды;
– жұмыс жасауы барысында қызу температурасы 80 °с аспайды және соның арқасында қорғаныш қаптамасының қажеттігі жоқ;
– жұмыс жасау мерзімі 12000-15000 сағат көлемінде болады.
Кемшіліктері:
– люминесценті шамдардың бағасы 200-350 теңгенің көлемінде, салыстырмалы түрде қымбат деп айта алмаймыз, алайда сапасыз жасалынған люминсцентті шамдардың нарықты жаулап алуынан мұндай шамдарды қолдану қиындықтар тудырады;
– қолдану аясының тарлығы, себебі ауаның ылғалды болуы шамдарға кері әсерін береді, ауа температурасы төмен жерлерде жарық беруі төмен болады, температура жоғары жерлерде шамдардың ішкі құрылысына кері әсер етіп жұмыс мерзімін кемітеді;
– люминесцентті шамдардың ең басты кемшілігі оның жұмыс жасауы түтікшенің ішінде сынап буының болуымен анықталады, сынап буы адам ағзасына және қоршаған ортаға зиянды әсері көп.
Жарық үнемдейтін лампалар 8 жыл «қызмет етеді» дейді. Дегенмен, жарамсыз болып қалған, қолданылған жарық үнемдегіш лампаларды қоқысқа тастаған өте зиян. Жарық үнемдейтін лампаның құрамында 3-5 мг аралығында сынап болады. Бұл – аса қауіпті химиялық зат. Оның буы улы және бұл уланудың ауыр түріне алып келеді. Сынаптың түсі мен иісі болмағанымен, топырақ пен суға түскен жағдайда қоршаған ортаға зор залал келтіреді. Аталмыш лампалардың тез сынатынын ескерсек, олардың адам мен қоршаған ортаға қаншалықты зиян келтіріп отырғанын шамалауға болады. Қолданыстан шыққан лампаларды арнайы орындарға өткізу әзірше мүмкін емес. Лампаларды пайдаға асыратын ұйымдар тек қана заңды тұлғалармен келісім-шарт негізінде жұмыс істейді. Бүгінде облыс жұршылығын құрамында сынапты бар заманауи электршамдарының мәселесі алаңдата бастады. Қазір облыста олардың істен шыққандарын қабылдап, көзін жоятын бірде-бір арнайы орын жоқ. Сондықтан, тұрғындар оларды қоқысқа лақтыруға мәжбүр. Ал, бұл өз кезегінде халықтың денсаулығына зиян келтіруі мүмкін. Сынаптың қаншалықты адам ағзасына зиян екендігі көпке мәлім. Ал, қазіргі электр қуатын үнемдеуші шамдар химиялық зат қосылып жасалуда. Қазір олар ел арасында үлкен сұранысқа ие. Ал, істен шыққандарын тұрғындар амалдың жоқтығынан тұрмыстық қоқыспен қоса тастауға мәжбүр. Қазір бұл мәселені шешудің жолдары республикалық деңгейде қарастырылып жатыр. Әзірге оңтүстіктің халқы мен табиғатын қорғау үшін жергілікті әкімдік уақытша шараларды қарастыратын болады. Қолданылған лампаларды залалсыздандыру мәселесіне ешкім аса алаңдамайды.
Энергияны үнемдеу мақсатында қандай шара қолданатынымызды жан-жақты қарастырып алмайынша үйдегі қыздыру шамын, энергия үнемдеуші лминесцентті шамдарға ауыстыру арқылы проблеманы шештік деп айтуға болмайды. Оның себебі люминесцентті шамдардың құрылысында қолданылатын сынап буының ауаға көп мөлшерде таралып экологиялық жағдайды күрт қиындатып жіберуі мүмкін. Егер елімізде мұндай шамдарды жаппай қолдануды жолға қойған соң, ол шамдардың жұмыс жасау мерзімі біткен кезінде оларды жоятын арнайы қызмет орнын қарастырмасақ экологиялық қиындыққа тірелеміз. Үнемдеуді үйдегі шамдарды ауыстырудан емес, электр станцияларында, электр желілерінде кешенді шараларды қолданып энергияның шығынын азайтамыз.
Шамның артықшылығы:
Люминесцентті энергия үнемдейтін шамдар тоқ көзін 5 есе үнемді жұмсайды, 8 есе жарық береді. Шамды пайдалану ұзақтығы 8 мың сағатқа жетеді. Егер бір жылда 8 жарым мыңнан астам сағат барын ескерсек, электр қуатын үнемдеуден бөлек, бұл шамның тұтынушыларға қаншалықты тиімді болатындығын есептей беріңіз. Жарық шамдардың жылу бөлетін түрлері бар, қыс мезгілінде пайдалануға қолайлы. Үнемдегіш шамының 60-қа тарта түрі бар. Тіпті қуаты 85 ватқа тең шамдарды көше мен ірі өнеркәсіп мекемелерінде пайдаға жаратуға болады.
Шамның зияны:
Құрамы химиялық сынаптан тұратын шамның бұл түрі сынатын болса, өмірге қауіп төндіреді. Бір шамның құрамындағы сынап ауаға тараса, зиянды заттардың үлесін қалыпты мөлшерден 10 есеге арттыратыны дәлелденген. Үнемдегіш шамдар қыздыру шамдарына қарағанда қысқа толқынды әрі көк компоненттерге толы. Бұл қысқа толқындар көздің торлы қабығының рецепторын зақымдайды, көздің көру қабілетін төмендетеді. Шамның жоғары қуатпен жарқырауы көру мүшесі арқылы орталық жүйке жүйесіне артық салмақ түсіреді, бас ауруын жиілетеді.
Мамандар шамнан түсетін көк жарықтың құрамындағы гипофиз мелатониниммундық және эндокриндік жүйенің жұмысын бұзатынын айтады. Олардың пікірінше, люминесцентті шамдар жарықты бірқалыпты таратпайды.
Америкалық ғалымдар энергия үнемдейтін шамдар тері жасушаларын зақымдайтынын және ұзақ уақыт бойы сәулеленуге ұшырағанда, тіпті қатерлі ісікті тудыруы мүмкін ультракүлгін сәулелерді анағұрлым көп шығаратынын анықтапты.
Люминесцентті энергия үнемдейтін шамдардың әдеттегі қолданылып жүрген шамдарға қарағанда үлкен айырмашылықтары бар. Біріншіден, тоқ көзін 5 есе үнемді жұмсайды, екіншіден жұмыс істеу уақыты 20 есе ұзақ. Бірақ, бұл энергия үнемдеуші шамдардың бір үлкен кемшілігі, шыныіші сынап буымен толтырылған. Әрине, ол шамдарды қолданғанда ағзаға әкелер ешқандай зияны жоқ, бірақ ол сынатын болса немесе істен шығып қоқыс жәшігіне лақтырылса, онда шынысы сынып, сынап буы ауаға тарайды. Сынап буы қауіпті улы заттардың жіктелуінде «А» тобына жатады, яғни өте улы зат. Сынап буы иіссіз зат,концентрациясы небәрі 0,25 мг/м3 сынап буы бар ауамен тыныс алған кезде, сынап буы өкпеде қалып қойып, сонда жиналады. Ал егерде сынап буының концентрациясы одан да көп болса, теріден тікелей сіңіп, жалпы қан айналымына енеді. Сонымен қатар, бауыр, бүйрек, ішек құрылыстары мен жүйке жүйелерін зақымдайды.
Сынаптың ауадағы ең жоғарғы мүмкін концентрациясы 0,0003мг/м3 болса, ал энергия үнемдеуші шамдардағы сынап мөлшері 1-70мг дейін болады.
Егер Қазақстан да, басқа дамыған елдер сияқты, энергия үнемдеуші шамдарға көшетін болса және энергия үнемдейтін орындар көбейсе (мысалы, былтыр Шымкент қаласында энергия үнемдейтін өндіріс орны ашылғанын есепке алатын болсақ), онда сынаптың ауадағы мөлшері қанша есе өсетінін байқау қиын емес.
Бұл мәселенің көтерілгеніне көп болса да, әлі көпшілік қауым энергия үнемдеуші шамдардың ағзаға әкелетін зияны жайлы біле бермейді. Сондай шамдарды пайдаланушылар оны арнаулы орынға апарып тапсыру қажет екенінбіле тұра, қоқыс жәшігіне тастай салады. Қазіргі таңда Қазақстанда сынабы бар приборларды өңдейтін орындар өте аз. Мысалы, Алматы қаласында сынабы бар приборларды, шамдарды қабылдап, өңдейтін екі-ақ орын бар. Олардың толық мекенжайын қалалық әкімшіліктен немесе ғаламтордан білуге болады. Әркім өз қалтасын ойлап энергияны үнемдеп, қоршаған ортаны ластай беретін болса, келешегіміз не болмақ?
Бұл мәселеге тек экологтар ғана бас қатырмай, энергия үнемдеуші шамдарды шығаратын өндіріс орындары да атсалысса екен. Олар шығаратын шамдардың қорабының сыртына шамдар істен шыққан соң оларды арнаулы өңдейтін орындарға тапсыру қажет екенін және қоршаған ортаға қандай залал әкелетінін жазуға тиіс.Әрине,мұнымен мәселе шешіле қоймайды. Бұған қоса, қазақ халқының санасына қоқыстарды сұрыптап тастау салты сіңе қоймағанын ескеріңіз… Сол себепті халыққа бұл мәселені кеңінен жеткізіп, жедел түрде шаралар қолдану қажет деп ойлаймын.
Жарықдиодты шам. Жарықдиодты шам – электр тогын бір бағытта өткізіп, адам көзі көре алатын жарық спектрін тарататын жартылай өткізгіш элемент.
3. Жарықдиодты шамдар. Энергия көзін 80-90%-ға дейін үнемдеуге мүмкіндік береді. Түрлеріне қарай бағасы 170-305 теңге көлемінде. Жарамдылық мерзімі 50000 сағат (2083 күн, үздіксіз 5,5 жыл).
Жарықдиодты шам – екі түрлі жартылай өткізгіш пластинкадан, жартылай өткізгіш элементтер орналастырылатын корпустан, жылу сейілткіштен, пласикалық қораптан және айнымалы токты түзеткіш блоктан құрастырылады. Мұндай шамдардың жұмыс жасау принципі өте қарапайым. Түзетілген тұрақты электр тогы диод арқылы өтеді және жарық таратады. Мұндай шамдарға бойынан электр зарядтары өткенде жылу емес, фотондар бөлетін жартылай өткізгіш материалдар пайдаланылады. Алайда энергияның сақталу заңдылығына сәйкес диодтан өтетін ток энергиясының жарыққа айналған бөлігінен қалған энергия мөлшері жылу түрінде бөлінеді. Ол жылудың әсерінен шам зақымданбауы мақсатында жылу сейілткіштер пайдаланылады.
Диодты лампаның электр энергиясын тұтынуы 10 есе аз, қыздыру күші 3 есе аз екенін айта кету артық болмас. Жарық беру мерзімі 100000 сағат немесе 11 жыл. Алайда кепілдік 3-5 жылға ғана беріледі. Сондықтан он бір жыл бойы жарық бермейтіні анық. Десе де осынау лампалардың жарығы тұрақты, көзге кері әсері жоқ. Сонымен қатар лампаға сынап салынбайды, оның сыртында өндірушілер жасырып қалатын зиянды металлдар да жоқ. Олай болса қуат көзін үнемдеумен қатар, денсаулыққа да зияны жоқ.
Диодты шамның тиімді тұстары. Электр қуатын үнемдейтін шам бұл ғана емес, Жапония елінің мамандары ойлап тауып пайдаланымға қосқан диодты лампалар сөз болған шамға қарағанда электр қуатын 5 есеге дейін, ал бұрынғы шамдардан 10 есеге дейін аз «жейді». Сондай-ақ, ол адам денсаулығына да, қоршаған ортаға да ешқандай зиян әкелмейді. Есесіне бағасы үнем шамынан үш есеге қымбат. Бірақ оның қымбаттығынан қашпау керек. Өйткені ол өте төзімді әрі ысырапсыз. Бір диодты шамдардың 10 жылға дейін күймей, жанып тұратынына кепілдік бар. Оны «LED solution» компаниясының бас директоры Қаныбек Айтақов айтып отыр. Бас директордың сөзіне сенсек, электр қуатын үнемдеуші шамдар улы сынабымен ғана емес, таратқан жарығымен де денсаулыққа зиянын тигізеді екен. Қаныбек Болатұлы арнайы аппарат арқылы екі шамды салыстыра көрсетіп, дәлелдеп берді. Аппарат түгілі, экранды ұялы телефонын энергия үнемдегіш шамның астына алып барып қосқанда, экран бетінде өте жылдам тербелген толқындар пайда болды. Бұл толқындар көзге көрінбейді. Әйткенмен, оның тынымсыз тербелісін адам миы қабылдап, жүйке талшықтары арқылы бүкіл денеге таратып отырады. Нәтижесінде, ол шамның жарығында ойнаған баланың, жұмыс істеген адамның көзі қарауытып, жұйкесі шаршайды екен.
Артықшылықтары:
– тиімділігі өте жоғары, жарық беруі 100-150 лм/вт аралығында;
– жұмыс жасау мерзімі өте жоғары, 50000 сағат шамасында;
– қызу температурасының төмен болуы;
– қоршаған орта температурасы төмен жағдайда да қолдана аламыз, алайда ылғалдылығы жоғары жерлерде қолдану шам үшін зиянды;
– механикалық беріктілігі және дірілге төзімділігі өте жоғары, себебі оңай сынып қалуы мүмкін бөлшектері жоқ;
– светодиодты шамдар жарықты шашыратып және бір бағытпен тарататын етіп екі түрлі пішінде құрастырылады, сонымен қатар жарығының түсі алуан түрлі болады.
| Атауы | Қызмет мерзімі | Электр энергиясының шығыны | Жұмсалатын қаржы көлемі |
| Қыздыру шамы (95 Вт), бағасы 75 теңге | 1000 сағат 1000/6=166 күн Шамамен 0,5 жыл | 95 Вт=0,095 кВт 0,095 · 12000=1140 кВт·сағ | 1140 кВт·сағ · 11,87 теңге=13532 теңге |
| Энергия үнемдеуші люминесцентті шам (20 Вт), бағасы 350 теңге | 12000 сағат 12000/6=2000күн Шамамен 5,5 жыл | 20 Вт=0,02 кВт 0,02 · 12000=240 кВт·сағ | 240 кВт·сағ · 11,87 теңге=2849 теңге |
| Жарықдиодты шам(12 Вт), бағасы 2500 теңге | 50000 сағат 50000/6=8333күн Шамамен 20 жыл | 12 Вт=0,012 кВт 0,012 · 12000=144 кВт·сағ | 144 кВт·сағ · 11,87 теңге=1710 теңге |
Кемшіліктері: –
– жарықдиодты шамдардың ең төменгі бағасы 2000 теңгеден басталып, 4500 теңге аралығында, мұндай шамдарды қолданудағы ең бірінші қиындық бағасы болып табылады;
-температурасы жоғары, және шаң-тозаңды жерлерде қолдана алмаймыз, себебі светодиодтың негізгі жарық таратушы элементі жартылай өткізгіш материалдан жасалынады, температураға тәуелділігі осындай себеппен түсіндіріледі, ал шаң-тозаңның болуы жұмыс жасау барысында қызған диодтың жылу сейілтетін бөлігін толтырып тастап, ауа алмасуын болдырмай қояды. [3]
Осы аталған шам түрлерінің жалпы сипаттамалары ескеріле отырып жасалынған есептеулер нәтижесі (кесте 1) көрсетілген.
Кесте 1. Энергия үнемдеуші шамдарды қолданған жағдайда электр энергиясы мен қаржы шығынын есептеу (шамдар тәулігіне 6 сағат қосылады деген шартпен).
Осылайша шамамен 6 жылда 12 дана қыздыру шамын қолданады екенбіз (12 · 75 теңге = 900 теңге) немесе 1 дана энергия үнемдеуші люминесцентті шам қолданамыз (200 – 350 теңге), ал светодиодты шаның шамамен алғандағы қызмет ету мерзімі 20 жылды құрайды (2000 – 4500 теңге). Осылайша жалпы қаржы шығыны осы уақыт ішінде келесідей болады: