Транспортная газета Евразия Вести

Разделы:

 Свежий номер
 Подшивка
 Материалы
 Новости
 О газете
 Редакция
 Подписка

 Консалтинг
 Лицензирование
 Сертификация
 Юридические
 услуги

 Партнеры
 Ресурсы сети
 Реклама на сайте

Поиск:


 

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ


Версия для печати
Обсудить в форуме

Анализ систем освещения объектов железнодорожной инфраструктуры

В условиях регулярного роста тарифов на энергоносители руководством нашего государства поставлена задача энергосбережения, принята соответствующая законодательная база. Уже сейчас комплекс мероприятий по повышению показателей энергетической эффективности проводится на многих предприятиях страны. Внедрение ресурсосберегающих систем и технологий активно развивает и холдинг ОАО «Российские железные дороги».

Одной из важных задач для предприятий холдинга является и внедрение энергоэффективного светотехнического оборудования, основанного на перспективных источниках света (светодиодное и индукционное освещение). Этим вопросам посвящена статья руководителя компании СЕРВИС ДЕВАЙСЕС Торговый дом «SD SВЕТ» Эдуарда Владимировича Виноградова.

Анализ систем освещения объектов железнодорожной инфраструктуры
Анализ систем освещения объектов железнодорожной инфраструктуры
Анализ систем освещения объектов железнодорожной инфраструктуры
Здание Администрации г.Мытищи, Слева Индукция, посередине ДНаТ, справа L
Освещение автосалона NISSAN индукционными светильниками SDSBET г.Волгоград
Освещение на базе светильников SDSВЕТ-ISTREET2-O165W220GW6400K
Освещение офиса светодиодными панелями SDSBET с торцевой засветкой
Торговый Дом SDSвет – структурное подразделение компании СЕРВИС ДЕВАЙСЕС, основной вид деятельности которой – контрактное производство электроники. Говоря простым языком, наши специалисты подбирают (закупают) подходящую элементную базу, инженеры разрабатывают сложную схемотехнику отдельных электронных модулей и блоков по заказам предприятий, желающих отдать нетиповые для них бизнес-процессы на аутсорсинг.

Одни наши производственные площадки производят печатные платы, другие – изготавливают пресс-формы для литья пластиковых и алюминиевых деталей, третьи осуществляют монтаж электронных модулей и блоков. Глобализация для нас – это не слова, а практика: Сборочные мощности для мелкосерийных и наукоемких проектов находятся в России. В России же расположен и наш интеллектуальный центр – инженерно-конструкторская лаборатория, разрабатывающая собственные и адаптирующая внешние разработки к российским условиям. Для снижения конечной стоимости выпускаемого продукта производственная база для крупносерийных проектов расположена в Китае. Контроль за качеством продукции осуществляют там сотрудники нашего шеньженьского офиса. Спецификой такого бизнеса является то, что мы постоянно находимся на острие ультрасовременных разработок в области электроники.

Начальный уровень принимаемых от предприятий – заказчиков технических заданий (ТЗ) и их спектр очень широк. Адаптируя ТЗ к возможностям современного производства и, наоборот, развивая и модернизируя производственные мощности для соответствия уровню современных задач наша компания находится в постоянном развитии. Благодаря этому мы умеем и знаем:

– как делать надежную электронику;

– как производить электронику по низким ценам;

– как изготавливать электронику с низким энергопотреблением.

Мы можем обоснованно объяснить, почему одно изделие дороже, чем другое и сколько реально стоит каждое из них. Можем дать рекомендации по оптимизации любых проектов из области радиоэлектроники.

Практически для всех ведущих российских производителей светодиодного освещения контрактным производителем является компания СЕРВИС ДЕВАЙСЕС.

МИССИЯ КОМПАНИИ ОАО «РЖД»

Анализируя применение светотехнических решений на объектах РЖД, прежде чем делать оценки и давать рекомендации, хотелось бы определить, какие именно показатели, способ и качество светотехнических решений критичны для объектов РЖД.

Во-первых, безопасность на транспорте.

Во-вторых, престиж российских железных дорог в мире, и как прямое следствие, еще больший рост их конкурентоспособности.

В-третьих, энергоэффективность.

Эти показатели затронуты в миссии компании ОАО «РЖД»: – «…Миссия компании состоит в удовлетворении рыночного спроса на перевозки, повышении эффективности деятельности, качества услуг и глубокой интеграции в евро-азиатскую транспортную систему».

СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ЦЕЛИ КОМПАНИИ ОАО «РЖД»

Стратегические цели компании ОАО «РЖД» включают:

– повышение производственно-экономической эффективности;

– повышение качества работы и безопасности перевозок;

– повышение финансовой устойчивости и эффективности.

С позиции бизнеса, любое улучшение в этих областях прямо или косвенно повышает рентабельность структуры.

Давайте оценим системы освещения с точки зрения их влияния на вышеперечисленные показатели, которые основаны на:

– лампах накаливания;

– люминесцентных лампах;

– натриевых (ртутных), металлогалогенных;

– светодиодных источниках света;

– индукционных лампах.

ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

Появились и используются не многим меньше, чем сами железные дороги.

К плюсам относится следующее:

– имеют спектр и индекс цветопередачи очень близкий к естественному дневному свету;

– дешевы;

– просты в утилизации.

Имеют следующие минусы:

– не энергоэффективны (светоотдача 7-17 люменов на ватт), достигли своего пика в конце прошлого века, и дальнейшее их эволюционное развитие невозможно;

– крайне недолговечны, средний срок службы не превышает 1000 часов, как следствие – высокие расходы, связанные с их заменой.

Переходим к оценке по влиянию на показатели.

Безопасность

Учитывая хороший спектральный состав света (влияет на различимость деталей (читаемость) и индекс цветопередачи (естественность отображения цветов: красный видится как красный, а не желтый, и остальные цвета также), подходит для освещения объектов, непосредственно связанных с движением, но ПРИ УСЛОВИИ ОЧЕНЬ ВЫСОКОЙ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТИ из-за низкой энергоэффективности. Короткий срок службы добавляет высокие затраты на мониторинг объектов освещения и затраты, связанные с заменой ламп. Он же обратно пропорционально влияет на безопасность: чем больше ламп перегорело, тем опаснее движение.

Престижность

На объектах, связанных с большим скоплением людей: вокзалах, терминалах, перронах, вагонах невозможно менять лампы сразу же по факту их перегорания. Хаотические разрывы в освещении, связанные с этим, часто сводят на нет замысел дизайнеров, проектировавших эти объекты. Тепловая природа излучения снижает комфортность в летние месяцы, повышает затраты на кондиционирование.

Энергоэффективность

По этому показателю эти источники света настолько плохи, что могут быть приняты за нулевую отметку при сравнении их с остальными источниками света.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ И КОМПАКТ-ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ

Не имеют ярко выраженных плюсов:

– индекс цветопередачи и спектр – ниже среднего;

– срок службы по факту тоже не очень: от 5000 до 10 000 часов у лучших (дорогих) образцов;

– энергоэффективность, светоотдача (световой поток на ватт потребляемой мощности), которая и у новых – на «три с плюсом» – 30–60 люменов на ватт, начинает значительно падать уже после первых 200 часов эксплуатации. А после 2/3 срока службы составляет не более 30% от изначальной;

– цена тоже неоднозначна: плохие дешевы, но аналогичные по характеристикам лампы накаливания еще дешевле, хорошие дороги, но хуже по цене единицы света, чем остальные рассматриваемые источники света.

К минусам относится следующее:

Во-первых, высокий коэффициент пульсаций, приводящий к утомлению зрения и организма в целом.

Во-вторых, из-за конструктивных особенностей данной лампы невозможно создать системы с мощным световым потоком.

В-третьих, зависимость характеристик от температуры окружающей среды. Для обычных люминесцентных ламп оптимальная температура окружающего воздуха 18–25 0С. При отклонении температуры от оптимальной световой поток и световая отдача снижаются. При температуре ниже +10 0С, зажигание (включение) не гарантируется.

В-четвертых, из-за паров ртути в колбе есть проблемы с утилизацией: не экологичны.

Оценим по влиянию на выбранные показатели.

Безопасность

Из-за невозможности создания на их базе мощных источников света и зависимости от температуры окружающей среды не могут быть использованы для освещения объектов, непосредственно связанных с движением.

Престижность

На объектах, связанных с большим скоплением людей: вокзалах, терминалах, вагонах, в настоящее время используются широко и повсеместно – по причине того, что выигрывают по энергоэффективности у ламп накаливания, которые мы приняли по этому показателю за базу. Срок службы и надежность недостаточно велики – даже для вновь введенного объекта уже через полгода эксплуатации необходимо отслеживать и своевременно менять лампы. На многих объектах менять их можно только в определенные часы. На практике это приводит к тому, что ВСЕГДА и ВЕЗДЕ, где используются люминесцентные лампы, какой-то процент их в светильниках не горит!

Энергоэффективность

По этому показателю эти источники света в пять раз превосходят лампы накаливания в начале срока службы, и равны с ними в конце.

НАТРИЕВЫЕ (РТУТНЫЕ) ЛАМПЫ

Натриевые (ртутные) лампы бывают низкого давления (ДРЛ), натриевые лампы высокого давления (ДНаТ), металлогалогенные лампы.

Рассмотрим их плюсы:

– высокая (в сравнении с лампами накаливания) световая отдача (до 55 лм/Вт для ДРЛ и до 100 лм/Вт для ДНаТ и МГ);

– компактность;

– относительно невысокая стоимость;

– возможность создания на их базе мощных источников света.

Минусами считаются следующее.

Во-первых, преобладание в спектре лучей сине-зеленой части для первого типа ламп и желтой для второго. Отсюда: крайне низкий индекс цветопередачи, что исключает применение ламп в случаях, когда объектами различения являются лица людей или окрашенные поверхности.

Во-вторых, длительность разгорания при включении – от 7 минут. В случае даже очень кратковременного перерыва в питании лампы повторное включение возможно лишь после остывания (примерно 10 мин).

В-третьих, пульсации светового потока больше, чем у люминесцентных ламп.

В-четвертых, значительное уменьшение светового потока к концу службы.

Переходим к оценкам.

Безопасность

Из-за возможности создания на их базе мощных и компактных источников света, слабой зависимости от температуры окружающей среды и низкой стоимости – в настоящее время повсеместно используются для освещения объектов, непосредственно связанных с движением. Но «резанный» спектр излучения и отвратительный индекс цветопередачи приводят к тому, что мелкие детали (дефекты полотна, лужи, небольшие объекты) плохо различимы. Цвета искажены.

Престижность

Из-за вышеперечисленных проблем со спектром и индексом цветопередачи и очень высоких пульсаций светового потока на объектах, связанных с большим скоплением людей: вокзалах, терминалах, вагонах, не могут быть использованы вообще!

Энергоэффективность

По этому показателю эти источники света в 10 раз превосходят лампы накаливания в начале срока службы. Но учитывая, что этот тип ламп используется только для наружного освещения транспортных объектов, а для обеспечения необходимого уровня безопасности проблемы, связанные со спектром света, приходится компенсировать увеличением мощности источника света. В реальности это соотношение не так хорошо.

СВЕТОДИОДНЫЕ СИСТЕМЫ СВЕТА

Появились и используются сравнительно недавно (несколько лет).

Их плюсы составляют:

– очень высокая энергоэффективность, светоотдача до 130 люменов на ватт;

– для определенных светодиодов и при правильной конструкции системы светильник+источник питания очень долгий срок службы, до 100 000 часов (22 года при 12 часов режиме использования) без заметной потери в световом потоке;

– при соблюдении вышеперечисленных требований к конструкции – крайне высокий уровень надежности (очень слабая зависимость от перепадов напряжения);

– при определенной цветовой температуре спектр и индекс цветопередачи очень близкий к естественному дневному свету; – не содержат ртути, экологичны и просты в утилизации.

А минусы?

Во-первых, из-за самого принципа светодиодного излучения эти системы изначально имеют прямой и яркий (ослепляющий) свет. Для его рассеивания приходится использовать вторичную оптику и различные системы преломления, а для смягчения – световые фильтры.

Во-вторых, для обеспечения долгого срока жизни необходим качественный отвод тепла от светодиодов, что для систем с большим световым потоком приводит к значительному увеличению массы системы.

Безопасность

Имеют хороший спектральный состав света и индекс цветопередачи около 80. Но есть серьезная проблема. Как уже упоминалось, светодиодные светильники дают направленный свет. Применение линз вторичной оптики расширяет диаграмму направленности света, но граница между светлой и темной зоной остается все равно очень четкой. При применении светодиодных светильников на дорожных объектах, освещение получается «зеброобразным», т.е. полосами. Из-за этого у машинистов на ж/д и автомобилистов на дорогах возникает эффект мелькания (стробоскопа), что опасно быстрым утомлением и снижением безопасности. При этом проблема не решается, даже если освещение на поверхности кажется равномерным. Пересечение кругов света соседних светильников, т.е. чередование черных и белых полос, остается на высоте нескольких метров от земли и это мелькание также утомляет периферийное зрение машинистов и водителей.

Престижность

Для применения на объектах, связанных с большим скоплением людей: вокзалах, терминалах, вагонах, подходят великолепно, но при условии правильного выбора. Неудачный выбор может привести к тому что, светильники могут слепить, иметь различные оттенки цвета света даже в рамках одного светильника. Кроме того, рекомендуется использовать светильники только определенной конструкции (с так называемой торцевой засветкой) в местах, где люди находятся постоянно под одним и тем же светильником (например, в офисах). Торцевая засветка – это когда светодиоды светят не прямо, а в торец специального светового фильтра-рассеивателя. Его назначение – равномерно преломлять свет на 90 градусов, при этом полностью поглощая ультрафиолетовую составляющую. Обычно недостатком такой системы является низкий световой поток на выходе, вследствие того, что большая часть света поглощается световым фильтром, который устанавливается дополнительно для достижения еще более красивого и равномерного света.

Нам удалось достичь небывалого светового потока за счет использования в наших светильниках немецких светодиодов последнего поколения с самой высокой энергоэффективностью (130 люменов на ватт потребляемой мощности!) и фильтра-рассеивателя из японских композитов. Кроме того, использован специальный способ преломления света, который является нашим ноу-хау. В итоге, мы получили светильник, где потери в фильтре меньше 15%! Это подтверждено и замерами в ВНИИСИ…

Сейчас мы с гордостью можем предложить рынку офисный светильник (светодиодную панель толщиной не более 12 мм) с потребляемой мощностью менее 38 Ватт, световым потоком на выходе с рассеивателя более 2850 люменов, с ровным матовым светом (можно прямо смотреть на светильник, не напрягая зрение) и полным отсутствием ультрафиолетовой составляющей в спектре излучаемого света.

Качество и срок службы светодиодного светильника напрямую зависит еще от ряда технических деталей, но этому посвящена отдельная статья, с которой можно ознакомиться на сайте http://www.sdsvet.ru/info/. При правильном подборе компонентов светодиодных светильников они прослужат до 20 лет без заметной потери яркости и при полном отсутствии эксплуатационных расходов. Можно легко и точно подобрать цветовую температуру (цвет света) для реализации различных архитектурных задач. Светодиодные источники света прекрасно интегрируются в интеллектуальные системы энергосбережения, использующие датчики, света, движения и звука.

Энергоэффективность

По этому показателю светодиодные источники света сейчас находятся на 1 месте. 130 люменов на Ватт в настоящее время не может дать никакой другой источник света.

НО – четкое понимание существующих проблем светодиодного освещения, особенно мощного и сверхмощного, подвигло нас на то, чтобы начать поиск альтернативных источников света.

ИНДУКЦИОННЫЕ ЛАМПЫ

Это настолько новый тренд, что даже специалисты не все о нем знают. Тем не менее, технология производства индукционных ламп уже надежно опробована. Индукционная лампа представляет из себя абсолютно герметичную колбу, чаще всего в виде тора (бублика), внутри покрытую люминофором, на которой размещены 2 катушки, подключенные к генератору. Поле, создаваемое катушками разгоняет атомы газа, которые в свою очередь, заставляют светиться люминофор. Принцип действия чем-то напоминает андронный коллайдер. Тор может быть заменен на грушу, а катушки располагаться на специальном стержне, но принцип действия от этого не меняется. Внутри лампы нет нагревательных элементов (спиралей) и контактов разрядников, неравномерное расширение которых при нагреве колбы и является главной причиной смерти остальных ламп. Благодаря такой конструкции индукционные лампы имеют чрезвычайно долгий срок службы – 100 000 часов! Превосходя по этому показателю даже некоторые лучшие светодиодные аналоги.

Несомненными их плюсами являются:

– очень высокая энергоэффективность, светоотдача 90 люменов на Ватт, что очень близко к светодиодным источникам света;

– очень долгий срок службы;

– так как внутри колбы нет нагревательных элементов, а источник питания представляет из себя генератор – индукционные лампы очень надежны, не восприимчивы к встряске и легко переносят перепады напряжения;

– спектр и индекс цветопередачи уникальны по своим характеристикам;

– дают ровный рассеянный свет с высокой фотопической эффективностью;

– возможность построения на их базе мощных источников света с очень высокой светоотдачей;

– в спектре отсутствует ультрафиолетовая составляющая.

Минусы – только один.

Все-таки – это колба и генератор. Сложно построить на их базе компактные осветительные системы при небольшой мощности. Полностью раскрыть потенциал индукционной лампы можно только при ее мощности более 60 Ватт. При использовании в мощных (80–300 Вт) светильниках, индукционные лампы по своим качествам превосходят светодиодные аналоги, причем с увеличением мощности разрыв между ними возрастает все более.

Безопасность

Индекс цветопередачи лучший из всех из известных искусственных источников света. Спектральный состав света таков, что максимально воспринимается человеческим глазом. Для этого даже был введен специальный термин – «фотопическая» эффективность. Если объяснять что называется на пальцах, это значит: если создать равную освещенность, измеренную одним люксометром (например, в 80 люкс – прекрасная освещенность для дорог) натриевой (металлогалогеновой) лампой и светодиодным прожектором, то различимость деталей под индукционной лампой будет на 30% выше, чем под светодиодным прожектором, и в 4,5 раза (!) выше, чем под натриевыми лампами! Это значит, что можно использовать лампы с меньшим световым потоком (в указанной пропорции) для достижения равного уровня безопасности.

Престижность

Единственным ограничением являются не слишком компактные размеры при использовании данного типа ламп на вокзалах, терминалах и вагонах. Тем не менее, если требования дизайна позволяют, их можно использовать. По всем остальным параметрам они не уступают светодиодам.

Энергоэффективность

По этому показателю индукционные лампы вторые после светодиодных, светоотдача: 90 люменов на ватт против 130, но если учесть, что их фотопическая эффектиность на 30% выше, том можно сказать, что они практически равны.

Таким образом, свойства индукционных светильников позволяют особенно эффективно применять их для освещения больших помещений и территорий, например, производственных цехов (в т.ч. «горячих»), складов и логистических центров (в т.ч. низкотемпературных), уличного освещения, авто- и ж/д магистралей, пассажирских и контейнерных терминалов, выставочных комплексов, и т.д. Долгий срок службы (100 000 часов) и отсутствие необходимости ремонтировать эти светильники в течение всего срока службы позволяют применять их в самых труднодоступных местах. При этом, они существенно (в 2–10 раз) экономят электроэнергию и обладают, по сравнению с традиционными источниками света гораздо более комфортным для человека спектром излучения, воспринимаемым как солнечный.

Анализируя мировой опыт в этой области, можно с уверенностью сказать, что на крупных транспортных объектах, таких как аэропорты и железные дороги, традиционные источники света скоро уйдут в прошлое. При этом, например аэропорт Гонконга переходит на светодиодное освещение, а аэропорт Шанхая на индукционное. Аэропорты г.Париж: Шарль де Голь использует индукционное освещение, а Орли – светодиодное (внутренние помещения). Терминалы скоростных дорог в Китае (например, в Гуанчжоу и Шеньжене), вообще – как это характерно для Китая, меняют свет кусками, без видимой системы. В любом случае, при выборе типа освещения на транспортных объекта можно и нужно грамотно комбинировать светодиодные и индукционные источники света с обязательным учетом всех трех показателей: безопасность, комфорт и энергоэффективность.

ПОДВОДЯ ИТОГИ

Исходя из полученных данных в ходе этого анализа и ориентируясь на стратегические цели компании РЖД, в частности:

– повышение производственно-экономической эффективности;

– повышение качества работы и безопасности перевозок;

– повышение финансовой устойчивости и эффективности.

Можно сделать следующие выводы:

во-первых, целесообразно провести перевод освещения транспортных магистралей, наружного освещения станций и вокзалов на индукционные источники света. Это приведет к значительному повышению производственно-экономической эффективности, за счет экономии электроэнергии и многократного снижения эксплуатационных расходов, связанных с мониторингом, заменой и утилизацией ламп. Повысит качество работы и безопасность перевозок за счет уникальных особенностей света, создаваемого этим лампами.

Во-вторых, для освещения внутренних помещений вокзалов, терминалов и офисов, в которых находятся посетители и персонал, целесообразно использовать светодиодные источники света, делая акцент на источниках с торцевой засветкой светового фильтра. Это также напрямую связано с повышением качества работы и повышением финансовой устойчивости и эффективности компании.

Наши расчеты показывают, что такой переход технически несложен, период окупаемости от 1 до 3-х лет для различных объектов. Специалисты нашей компании готовы дать конкретные рекомендации – как и какие объекты целесообразнее освещать, рассчитать требуемую освещенность и период окупаемости для каждого объекта.

Наша задача – сделать освещение российских железных дорог безопасным, ярким, энергоэффективным и с большим сроком службы!

© Евразия Вести II 2013







II 2013

Евразия Вести II 2013

Реализация стратегии ОАО «РЖД»

Совместный поиск эффективных решений

Ресурсосбережение - основной инструмент повышения эффективности перевозок

Приоритеты инвестиционного проекта

Наукоемкая техника на службе ресурсосбережения

Энергосбережение: механизм инновационного развития железнодорожного транспорта

Внедрение ресурсосберегающих технологий

Инновации для экономии и экономики

Сетевая школа: высокий КПД делового общения

Практика ресурсосбережения

Совершенство системы учета и контроля дизельного топлива в ОАО «РЖД»

Диагностика инфраструктуры: комплексные средства и технологии ресурсосбережения

Ресурсосберегающие технологии как основа эффективной работы ЖАТ

Современные системы путевой лубрикации

Светодиоды для железных дорог

Новый свет для железных дорог

Автоматизированные системы железнодорожной специализации

«ТЕРМОИНТЕХ»: и в зной, и в стужу - всегда температура комфорта

Многоплановые задачи развития железнодорожного транспорта

Развитие сортировочных комплексов - одна из ключевых задач для ОАО «РЖД»

Автоматизации сортировочных горок - задача злободневная

Комплексные интеллектуальные системы безопасности сортировочных процессов

Развитие систем автоматизации и механизации сортировочных процессов

О совершенствовании технологии работы сортировочных станций

Важнейшее звено Транссибирской магистрали

Микропроцессорные устройства для автоматизации сортировочных процессов

Ресурсосберегающие технологии на сортировочных станциях

Евро-азиатский грузовой железнодорожный бизнес на конференции в Праге

Русская тройка объединяет лучших транспортников мира!

Менеджмент безопасности в национальной компании французских железных дорог

Горочная техника с маркой концерна «ТРАНСМАШ»

PDF-формат



 

Copyright © 2003-2016 "Евразия Вести"
Разработка: интернет-студия "ОРИЕНС"

Евразия Вести