مهندسی برق

صنعت برق جهت احداث تأسيسات توليد و انتقال نيازمند به سرمايه گذاري سنگين و صرف زمان طولاني  مي باشدو در صورت مهيا بودن تمامي امكانات ساخت يك نيروگاه حداقل3 سال به طول مي انجامد.

بخش عمده سرمايه گذاري مربوط به تأمين برق در ساعات اوج مصرف است كه همواره از حوالي غروب خورشيد شروع شده و به مدت 4 ساعت بعد از آن ادامه دارد. بيشترين سهم مصرف برق در ساعات اوج مصرف بار مربوط به مشتركين خانگي است ، بطوري كه مصرف برق مشتركين خانگي در اين ساعات درصدچشمگيري مصرف مي باشد و بخش عمده آن (نزديك به 50 درصد) مربوط به مؤلفه روشنايي است و پرمصرف ترين وسيله در اين بخش عبارتست از : لامپهاي زرد رنگ 100 و 60 وات كه اصطلاحا" به لامپهاي رشته اي معروف مي باشد.

لامپهاي رشته اي درواقع مثل يك بخاري برقي اي عمل مي نمايند كه نور نيز ساطع مي كنند. اساس كار اينگونه لامپها به گونه اي است كه بخش عمده الكتريسته به گرما تبديل مي شود و تنها بخش كوچكي از آن به روشنايي تبديل مي گردد. اين خصوصيت بويژه در فصل گرم ، باعث افزايش مصرف سيستمهاي سرمايشي خواهد شد.

عمر كوتاه لامپهاي رشته اي ، مصرف برق زياد و تلفات حرارتي آنها باعث شده است تا توليد كنندگان و مصرف كنندگان برق بدنبال راه حل مناسبي بروند كه نتيجه اين تلاشها منجر به عرصه لامپهاي فلورسنت فشرده (CFL) گرديد. لامپهاي كم مصرف (فلورسنت فشرده) همانطور كه از نام آنها پيداست از خانواده لامپهاي فلورسنت (مهتابي) مي باشند كه به لحاظ استفاده از دستاوردهاي جديد علم الكترونيك ، مصرف برق آنها نسبت به لامپهاي فلورسنت (مهتابي ) نيز كمتر شده است.

مزاياي استفاده از لامپهاي كم مصرف :

1- نسبت به لامپهاي رشته اي :

- مصرف انرژي آن 20% لامپ رشته است .

- طول عمر لامپ رشته اي حدود 900 ساعت و كم مصرف 8000 ساعت مي باشد.

- در مقابل تغيير فركانس ولتاژ حساس نيست.

- افت بهره نور كم است.

- گرم نمي شود و درمقابل سرما و باران مقاوم است.

- با ولتاژ DC هم كار مي كند.

2- نسبت به لامپهاي مهتابي معمولي :

- ضريب قدرت كم مصرف 96% و مهتابي 5/0 است.(اين ضريب هرچه به يك نزديكترباشدنشانه مرغوبيت كالاست)

- عمر بالاست الكترونيكي 40 تا 50 هزار ساعت و عمر چك 8000 ساعت مي باشد.

- مصرف انرژي آن 70% لامپ مهتابي است.

- عمر آن دوبرابر است.

- نياز به اتصالات و حجم زيادي ندارد.

نفع اقتصادي لامپ كم مصرف :

قيمت لامپهاي كم مصرف در بازار به مراتب بالاتر از لامپهاي رشته اي 100 وات مي باشد. در عوض مزاياي اشاره شده باعث تشويق توليد كنندگان و مصرف كنندگان برق به توليد و استفاده از اين لامپها گرديده است.

چنانچه يك مشترك برق خانگي سه عدد از لامپهاي رشته اي 100 وات خود را كه بطور متوسط 5 ساعت متوالي در شبانه روز روشن هستند با سه عدد لامپ كم مصرف تعويض نمايد ، در طول يكسال به مقدار 412 كيلووات ساعت صرفه جويي انرژي و به دنبال آن  كاهش هزينه خواهد داشت و در طول عمر لامپ كم مصرف كه قريب 8 برابر لامپ رشته اي است با فرض ثابت بودن نرخ برق مبالغي نفع اقتصادي حاصل مي گردد. اين در حالي است كه در طول عمر يك لامپ كم مصرف ، قريب 8 بار بايستي لامپ رشته اي تعويض گردد و هزينه سرمايه گذاري در هر دو صورت يكسان است.

سه عددلامپ رشته اي 100وات

 وات1500=5*3*100: هرلامپ روزي 5ساعت روشن باشد

537500=365* 1500 مصرف 3لامپ رشته اي 100وات دريك سال

سه عددلامپ كم مصرف 23وات

 وات345=5*3*23: هرلامپ روزي 5ساعت روشن باشد

وات 125925=365* 345 مصرف 3لامپ كم مصرف 23وات دريك سال

كيلووات412=وات411.625=125925-537500=اختلاف درسال

از ديدگاه ملي در صورتي كه نيمي از مشتركين خانگي نسبت به جايگزيني سه عدد لامپ رشته اي 100 وات با لامپ كم مصرف اقدام نمايند قسمت اعظمي  از توان مصرفي ساعات اوج مصرف كاسته مي شود كه به دنبال آن توان توليدي وكاهش هزينه هاي سرمايه گذاري رابراي صنعت برق دربرخواهدداشت.

انتخاب لامپ مناسب :

انتخاب لامپ بايد با توجه به شكل ظاهري ، رنگ نور و محل صحيح نصب صورت پذيرد. مثلا" نصب لامپهاي رشته اي فراوان در سقف كوتاه سالن كنفرانس يا بانكي كه روزانه مراجعين بسيار زيادي دارد از اشتباهات طراحي روشنايي مي باشد. مدت زمان روشن بودن لامپ و تناوب خاموش و روشن شدن آن يكي ديگر از ملاكهاي طراحي روشنايي مي باشد. لامپهاي رشته اي براي محل هايي مثل دستشويي ، حمام ، راه پله ، انباري و مانند اينها مناسب مي باشند ، چرا كه مدت زمان روشن بودن آن كوتاه و تعداد دفعات قطع و وصل آنها زياد است. در صورتي كه اين موضوع با ويژگي لامپهاي كم مصرف در تضاد است چرا كه طول عمر لامپهاي كم مصرف به تعداد دفعات خاموش و روشن شدن بستگي دارد بطوري كه طول عمر بيش از 8000 ساعت با توجه به اين مسئله عنوان شده است. با توجه به مطالب ياد شده استفاده از لامپهاي كم مصرف در اتاق هاي نشيمن و آشپزخانه در خانه هاي مسكوني و در مجتمع هاي مسكوني براي روشنايي سالنهايي كه بطور 24 ساعته نياز به روشنايي دارند توصيه مي شود.

خصوصيات محيط اطراف (جنس ديوارها و سقف و رنگ آميزي استفاده شده و .....) در راندمان روشنايي تأثير عمده اي دارد ، از اين رو براي محل هاي مسكوني ، اداري و تجاري استفاده از رنگهاي روشن توصيه مي شود كه درجه بازتاب نسبتا" بالايي دارند.

با توجه به اينكه نورلامپهاي كم مصرف بصورت پراكنده پخش مي شوداستفاده ازقاب چراغ ومنعكس كننده هاي مناسب و شكيل تأثير بسزايي در استفاده حداكثر از نور اين لامپها خواهد داشت.

راه اندازي بدون چشمکزدن

لامپهاي فلــــــورسنت معمـــولي که با بالاست هاي القائي بهمراه راهانداز ( استارتر ) کار مي کنند در هنگام روشن شدن چندين بار چشمک زده و سپس روشن ميشوند . اين اشکال در لامپهاي کم مصرف با بهره گيري از مدار الکترونيکي مرتفع گرديدهاست بطوري که زمان روشن شدن حدود 4/0 ثانيه بدون چشمک زدن و تقريبا معادل لامپ رشتهاي معمولي است 

عدم ايجاد حرارتهايمزاحم  

در لامپهاي رشته اي که 95% توان ورودي به گرما تبديل مي شود ،افزايــش دمــــاي محيط در هنگام استفاده نمودن تعداد زيادي از آنها کاملا محسوس وآشکار است . اين مسئله باعث مصرف بيشتر انرژي الکتريــــکي جــــهت خنک نمودن محيطمي شـــود .  در حاليکه چنانچه در اين محيط به همان تعداد از لامپ کم مصرف استفادهشود ضمن اينکه مصرف انرژي بابت روشن شدن لامپها به 20% کاهش مي يابد به علت توليدحرارت بسيار کمتر توسط اين لامپها هزينه هاي تهويه هوا بشدت کاهش مييابد

امکان انتخاب رنگ

از ديگر مشخصات مهم لامپ کم مصرف امکان انتخاب رنگ نور آن ( آفتابي ،مهتابي ، رنگي ) بر اساس کاربرد و نياز مصرف کنندگان مي باشد. اين مشخصه لامپ کممصرف ، امکان استفاده آنرا براي روشنائي دکوراتيو فراهم کرده است . براي مصارفخانگي نوع آفتابي و براي مصارف تجاري نوع مهتابي اين لامپها توصيه مي شود . اينمزيت در حالي است که امکان انتخاب رنگ مهتابي براي انواع لامپ رشته اي معمولي وجودندارد

 حذف اثر  استروبوسکوپي 

هنگامي که قطعات يک ماشين در حال گــردش هستند عملکرد لامپهايفلورسنت معمولي يا لامپهاي تخليه اي فشار بالا مي تواند باعث خطاي ديد شود بطوري کهصفحات دوار از نظر بيننده ساکن بنظر برسند و همين خطاي ديد خطراتي را براي کاربرايجاد مي کند . اين پديده اثر اســتروسکوپي نام دارد . با استفاده از لامپهاي کممصرف الکترونيکي که در فرکانس بالا کار مي کنند مي توان اين اثر را کاملا حذف کرد ومحيطي مطمئن و ايمن براي کاربر فراهم نمود .

آلودگي نور

با گسترش استفاده از منابع روشنايي در اماكن مسكوني ،‌عمومي و صنعتي معلوم گرديده كه در برخي حالات ، استفاده نابجا و غير متعارف از منابع روشنايي يا بكار گيري منابع بصورت نادرست يا استفاده از منابع روشنايي غير استاندارد شرايطي را ايجاد مي كند كه باعث اختلال در راحتي افراد و حتي آزار آنها مي شود . در برخي موارد اين شرايط نامطلوب مي تواند باعث بروز خطاي انساني شده و منجر به حادثه گردد . به طور كلي استفاده نامناسب از منابع روشنايي به گونه اي كه راحتي يا ايمني افراد را به خطر اندازد تحت عنوان آلودگي نور ناميده مي شود .

خيرگي

درخشندگي شديد مي تواند به علت خستگي سلولهاي گيرنده چشم و تحريك ناپذيري موقت آنهااغلب ديد را دچار مشكل كند.اگر منابع نور در معرض ديد مستقيم فرد قرار گيرد يا سطوح براق نور را به چشم انسان منعكس كند بخش از شبكيه چشم كه اين شوك نوراني را دريافت كرده به شدت تحريك شده و براي مدتي به تحريكات بعدي پاسخ نمي دهدكه اين حالت را خيرگي ناراحت كننده گويند كه تكرار اين حالات به چشم انسان صدمه خواهد زد.

جزيره نور

امروزه استفاده وسيع از منابع روشنايي در شهرها باعث شده كه تفاوت شب و روز براي ساكنين كاهش يابد و بسياري از مردم آرزو دارند كه در شبها بتوانند در آسمان شهر به تماشاي ستارگان بپردازند . اما اغلب مشكل و گاه نا ممكن است . فضاي شهرهاي بزرگ به جزيره نور بدل گشته و تابش پر نور منابع در بسياري از موارد آزار دهنده شده است .

واژگان ديگري نيز در حوزه آلودگي نور شامل نور مزاحم ، سرريز نور و تجاوز نور نيز به كار برده شده است . نور مزاحم ، نوري است كه در غير مورد استفاده خود به كار برده شود مانند نور بالاي چراغ خودروها يا نور چراغهاي اضافي خودرو . سرريز نور نيز بيان كننده نشت يا تابش نور به زوايايي است كه نه تنها به محل استفاده نمي‌رسد بلكه باعث آزار ديگران مي گردد . تابش نوز از نور افكن ورزشگاهها به محوطه ها و ساختمانهاي مجاوز ، تابش نور خيابانها در زوايايي كه با تابش روي پنجره ساختمانها نزديك باعث آزار ساكنين مي شود از اين نمونه ها است . علل مهم آلودگي نور در شهرها شامل موارد زير است :‌

-          نور چراغهاي خياباني

-          نور خودروها

-          تابش ناشي از نورافكن مخصوص روشنايي نما يا محوطه ساختمانها

-          نور علائم و تابلوها

-          تابش ناشي از نورافكنهاي حفاظتي

-          نور استاديوم هاي ورزشي

-          نور محوطه هاي تفريحي

آلودگي نور ناشي از چراغهاي خياباني

چراغهاي خياباني بايد به گونه اي تابش داشته باشند كه بيشترين دانسيته نور آنها تا زاويه 80 درجه از خط زير چراغ باشد ، در غير اينصورت امكان تابش روي پنجره ساختمانهاي مجاور يا باند سواره رو و پياده رو ممكن است باعث آزار و حتي خيرگي افراد گردد . برخي از افراد شبها در اتاق خواب خود به خاطر تابش غير ضرور چراغهاي معابر خواب راحتي ندارند . چراغهايي كه در ارتفاع بيش از 10 متر نصب شده اند اغلب مي توانند تابشهاي آزار دهنده به اطراف داشته باشند . لذا توصيه مي شود كه در اين گونه موارد از چراغهاي با تابش محدود شده استفاده گردد.

آلودگي نور ناشي از تابش نور به نماي ساختمانها

تابش نور شديد به نماي ساختمانها كه جنبه تبليغي و تجاري دارد خصوصاً تابش نور از بالاي ساختمان به پائين با زاويه وسيع مي‌تواند باعث تابش آزار دهنده به اطراف شود . همچنين تابش رو به بالا با زاويه باز را نيز مصداق آن دانست كه علاوه بر هدر روي انرژي ممكن است باعث آزار ديگران گردد . چراغهايي كه تابش متناوب يا گردشي دارند بدترين نوع اين گروه هستند . به همين ترتيب تابش نور روي تابلوهاي تبليغاتي مي تواند باعث آزار افراد گردد .

مسئولين و طراحان ساختمانها و محيط شهري بايد بدانند كه فقط ديگران نيستند كه مورد هجوم نور مزاحم خواهند بود در صورتي كه آنها وظيفه شناس نباشند نبايد توقع داشته باشند كه در محل كار يا زندگي خود آنها چنين مواردي پيش نيايد لذا همگان بايد مواظبت نمايند . مديران بايد رد خصوص استفاده بجا و خاموش كردن منابع در مواقع غير ضرور مراقبت نمايند. نور زياد در محيط همواره مفيد نيست و علاوه بر هدر روي انرژي كه باعث افزايش بي رويه مصرف مي گردد و تبعات اقتصادي نيز دارد ، در حالات خاص يا موقعيت قرار گيري غير معمول ممكن است باعث آزار افراد و حتي سبب افزايش ريسك حوادث گردد .

يكي از مصاديق آلودگي نور بازتابش نور از روي سطوح و قرار گيري آن در محدوده ديد افراد است . از اين حالت مي توان استفاده از نماي شيشه در ساختمانها يا سطوح با ضريب انعكاس بالا در كف معابر و حتي بازتابش نور از سطح آب حوضها ، رودخانه يا درياچه ها را نام برد .

آلودگي نور ناشي از چراغهاي محوطه اي

استفاده غير صحيح از منابع روشنايي محوطه ها نيز مي تواند باعث آزار عابرين يا استفاده كنندگان گردد . به طور مثال قرار گيري مستقيم منابع در محدوده ديد مستقيم افراد باعث خيرگي مي گردد .

آلودگي نور ناشي از چراغهاي خودروها

خودروها نيز يكي از منابع آلودگي نور در حالات مختلف هستند . اختلال در تنظيم نور چراغها خصوصاً در خودروهاي فرسوده ، استفاده نابجا از نور بالا در محدوده هاي شهري يا جاده هاي خارج از شهر در هنگام مواجهه با خودرو باند مقابل استفاده از لامپهاي غير استاندارد با سرريز نور به اطراف ، استفاده از لامپ با رنگهاي غير متعارف يا به تعداد زياد ،‌همگي مثالهايي از ايجاد آلودگي نور از خودروها است . اين مزاحمت هم براي رانندگان ديگر ، سرنشينان و عابرين علاوه بر آزار افراد ، مي تواند باعث افزايش ريسك بروز حوادث گردد .

پيشنهادها :

باتوجه به توضيحات ارائه شده ، ضرورت استفاده بهينه از انرژي الكتريكي در بخش روشنايي به خوبي آشكار گرديده و در اين راستا موارد زير پيشنهاد مي گردد :·  تميز نگهداشتن شيشه هاي پنجره ها و استفاده هرچه بيشتر از نور طبيعي روز · 

 استفاده از لامپهاي رشته اي 60 و يا 40 وات در راه پله ها ، انباريها و سرويسهاي بهداشت  · 

 نصب قاب چراغ هاي مناسب و شكيل براي لامپهاي كم مصرف به جهت افزايش زيبايي و انعكاس نور لامپ ·

  رنگ آميزي روشن ديوارها ، سقف و چهارچوب در و پنجره ·

  استفاده از نور عمومي کم براي کل محيط و بهره گيري از نور موضعي براي محل و ميزکار · 

 استفاده از لامپهاي کم مصرف در محلهايي که ساعات بيشتري در شبانه روز به روشنايي نياز دارند و خاموش و روشن کردن آنها در حداقل است .

 ·  نزديك كردن لامپ به سطـح كـار ( مثل ميز تحرير) با استفاده از چراغهاي آويز ، به منظور افزايش راندمان روشنايي · 

 استفاده از لامپهاي كم مصرف (CFL )بجاي لامپهاي شمعي لوسترها و رشته اي 100 وات در اتاقهاي مطالعه ، نشيمن ، پذيرايي و آشپزخانه · 

 استفاده از كليدهاي زمان دار در راهروها و محلهاي عبور ، جهت خاموش شدن چراغ فضاهاي بلااستفاده پس از عبورافراد · 

 تميز کردن و پاكيزه نگه داشتن لامپها و حبابهاي مربوطه ·

  آشنا سازي فرزندان با فرهنگ صرفه جويي و مصرف بهينه برق ، و خاموش نمودن لامپهاي اضافي

·  استاندارد روشنايي درطراحي و نصب تجهيزات ، زيرا روشنايي كم به سلامت چشم آسيب مي رساند و روشنايي بيش از حد نيز سبب خيرگي ، سردرد ، خستگي و ناراحتي چشم مشود.