آموزش طراحی وب و برق - لامپ های کم مصرف

یک لامپ کم مصرف یا با نامی دیگر"لامپ فلورسنت فشرده شده"یک نوع لامپ ازخانواده ی لامپ های فلورسنت می باشد.خیلی از لامپ های کم مصرف برای جایگزینی با لامپ های رشته ای و پر مصرف طراحی شده اند و قابلیت بسته شدن به خیلی از سرپیچ های فعلی که برای لامپ های معمولی استفاده می شوند را دارند.در مقایسه با لامپ های معمولی،این لامپ ها تقریبا همان نور را تولید می کنند اما مصرف برق بسیار کمتر و عمر طولانی تری دارند ولی قیمتشان بالاتر از لامپ های معمولی می باشد.در ایالات متحده ی آمریکا، یک لامپ کم مصرف در مقایسه با یک لامپ معمولی و در طول عمر یک لامپ ،بیشتر از 30 دلار در هزینه ی برق صرفه جویی میکند و 2000 برابر در تولید گاز های گلخانهای صرفه جویی می کند.  

این لامپ ها طیف متفاوتی از نور را نسبت به لامپ های معمولی می تابند.فرمول های پیشرفته ی فسفر باعث بهبود نور داخلی لامپ های کم مصرف شده اند به طوری نور منتشر شده از یک لامپ کم مصرف با نور ملایم، بسیار مشابه با یک لامپ معمولی می باشد.

تاریخچه

اولین لامپ فلورسنت که به نوعی مادر لامپ های کم مصرف کنونی می باشد،در اواخر دهه ی 1890 به وسیله ی "پیتر کوپر هیویت " اختراع شد.لامپ های آقای هیویت در سالن های عکاسی و برخی صنایع مورد استفاده قرار می گرفت.بعدها و در سال 1927 فردریک مه یر و هانس اسپنر لامپ بخاری فشار بالا را اختراع و ثبت کردند.بعد ها جورج اینمان با شرکت General Electric در مورد تولید لامپ های مهتابی کارآمد به توافق رسید و تولید این نوع لامپ ها شروع شد.لامپ هایی که در سال 1938 تولید و در سال 1941 ثبت شد.

لامپ های کم مصرف نوین به وسیله ی اِد هامر ،که مهندس شرکت General Electric بود،در واکنش به بحران جهانی نفت در سال 1973 اختراع شد.وی با بودجه ای در حدود 25 میلیون دلار این لامپ ها را به تولید انبوه رساند اما بعد ها فناوری ساخت این لامپ ها فاش شد و افراد دیگر با کپی برداری توانستند این لامپ ها را تولید کنند.

ساختمان

مهمترین پیشرف در فناوری این لامپها،جایگزینی چوک های الکترو مغناطیسی با چوک های الکترونیکی می باشد.این فن آوری باعث از بین بردن بیشتر چشمک زدن های لامپ و آهسته روشن شدن لامپ های فلورسنت شد.مشکلاتی که تقریبا در همه ی لامپ های فلورسنت وجود داشت.لامپ های کم مصرف بر دو نوع می باشند؛لامپ های کامل( معروف به لامپ کم مصرف ) و لامپ های ناکامل( لامپ های مهتابی).

اجزا

در لامپ های کم مصرف دو بخش اصلی وجود دارد.قسمت اول،لوله ی شیشه ای است که گاز در داخل آن پر شده و قسمت دوم چوک مغناطیسی یا الکترونیکی می باشد.جریان الکتریکی چوک،از میان گاز داخل لامپ عبور کرده و باعث می شود که گاز نور ماورا بنفش تولید کند.سپس این نور ماورا بنفش با برخورد به پوشش فسفری داخل لامپ و واکنش با آن به نور سفید تبدیل می شود. 

چوک های الکترونیکی دارای یک برد الکترونیکی کوچک ، یکسو کننده ها،خازن های صافی و معمولا دو عدد کلید ترانزیستوری می باشند که یک مدار تشدید فرکانس بالا را با یک اینورتر DC به AC سری می کنند.فرکانس بالای منتجه که در حدود 40 کیلو هرتز می باشد به لامپ اعمال می شود.وقتی که مبدل تشدید به ثابت نگه داشتن جریان لامپ(و نور لامپ تولید شده) به مقدار رنج ولتاژ ورودی متمایل می شود،لامپ های کم مصرف استاندارد معمولا نمی توانند به خوبی پاسخگوی مکان ها و کاربرد های تاریک شوند و در مکان های تاریک معمولا از لامپ های ویژه استفاده می شود.لامپ هایی که در زمان روشن شدن چشمک میزنند لامپ های دارای چوک(بالاست)مغناطیسی می باشند اما استفاده از لامپ های با چوک الکترونیکی متداول تر است.

لامپ های کامل(لامپ های کم مصرف)

لامپ های کم مصرف کامل از ترکیب یک لوله ی شیشه ای یک بالاست الکترونیکی و یک سر پیچ تشکیل شده اند.این لامپ ها به آسانی این قابلیت را به مصرف کننده می دهند تا آنها را با لامپ های معمولی جایگزین کنند.این لامپ ها در تجهیزاتی که لامپ های معمولی نصب می شوند به خوبی کار می کنند.این موضوع باعث کاهش هزینه ی تعویض و جایگزنی این لامپ ها میشود.به علاوه اینکه تجهیزات نصب لامپ های معمولی نسبتا ارزان هستند.اما در زمانی که هر دو تجهیزات مورد نیاز باشند،لامپ های کم مصرف سه شاخه و لامپ های کم مصرف دیمری در بازار موجود می باشند.

لامپ های کم مصرف ناکامل(مهتابی)

این لامپ ها دارای یک لامپ شیشه ای جداگانه و قابل جایگزینی و یک چوک نصب شده به طور دایمی می باشند.این لامپ ها دارای چوک مغناطیسی می باشند و استارتر لامپ بر روی پایه ی لامپ جایگذاری می شود.این لامپ ها در مقایسه با لامپ های کم مصرف(کامل) بزرگتر و دارای عمر بیشتر می باشند.نصب این لامپ ها گران تر و نور آنها مصنوعی تر می باشد.

منابع لامپ های کم مصرف

لامپ های کم مصرف برای مصرف هر دو ولتاژ ورودی AC و DC ساخته می شوند.لامپ های کم مصرف DCمعمولا در وسایل نقلیه ی تفریحی به کار میروند.در برخی از کشور ها خانواده ها از لامپ های DC (با استفاده از باطری خودرو و یا باطری خورشیدی) به جای فانوس های نفتی استفاده می کنند.

لامپ های کم مصرف همچنین می توانند از انرژی باطری های خورشیدی که بر روی لامپ های خیابان نصب شده اند و برای روشنایی آنها استفاده می شوند روشن شوند.

طول عمر

عمر متوسط لامپ های کم مصرف بین8 الی 15 برابر لامپ های معمولی می باشد.لامپ های کم مصرف طول عمری بین 6000 الی 15000 ساعت دارند در حالی که لامپ های معمولی معمولا برای 750 تا 1000 ساعت کار مفید ساخته می شوند.البته بعضی از لامپ های معمولی با عمر بالا موجود می باشند که طول عمر آنها تا 20000 ساعت نیز می رسد اما این نوع لامپ ها دارای نور کمتری می باشند.

عمر متوسط همه ی لامپ ها به عوامل مختلفی بستگی دارد از جمله:ولتاژ راه اندازی،عیب های در حین تولید،تغییرات ولتاژ،ضربه های مکانیکی،دوره ی تناوب روشن و خاموش شدن،جهت قرار گیری لامپ و درجه حرارت محیط و همچنین عوامل دیگر.طول عمر یک لامپ کم مصرف در صورتی که ما آن را تنها برای چند دقیقه روشن و خاموش کنیم به طور قابل ملاحضه ای کاهش می یابد.در صورتی که ما یک لامپ کم مصرف را برای زمان 5 دقیقه روشن و سپس خاموش کنیم طول عمر آن به میزان 85% کاهش می یابد؛چیزی که طول عمر آن را به مقدار لامپ های معمولی می رساند.برنامه ی انرژی آمریکا می گوید که برای جلوگیری از کاهش طول عمر آنها،حداقل 15 دقیقه بعد از دوشن شدن لامپ آن را خاموش کنید.

لامپ های کم مصرف در زمان کارشان نور کمتری نسبت به زمان روشن شدنشان تولید می کنند.استهلاک نور خروجی لامپ های کم مصرف به صورت نمایی می باشد یعنی در ابتدای استفاده از آن،میزان نور آن نسبت به دفعه ی اول استفاده ی آن به شدت کاهش می یابد.انتظار می رود که این لامپ ها تا آخر عمرشان نزدیک به 70-80% نور اصلی خود را تولید نمایند.

بازده انرژی

این لامپ ها در برابر نور تحویلی شان ،به اندازه ی یک پنجم تا یک سوم لامپ های معمولی انرژی مصرف می کنند.از سال 2001 در آمریکا و از زمانی که محاسبات نشان داد که بیش از 9% مصرف برق خانگی مربوط به روشنایی می باشد،محاسبات نشان داد که استفاده ی همگانی از این لامپ ها می تواند تا 7% انرژی برق مصرفی منازل را کاهش دهد. 

اگر لامپ های کم مصرف با لامپ های رشته ای معمولی جایگزین شوند،گرمای تولیدی خانه ها که به وسیله ی روشنایی لامپ های رشته ای تولید می شود،کاهش خواهد یافت.در زمان هایی که ساختمان هم به نور و هم به گرما احتیاج داشته باشد،سیستم گرمایشی مرکزی ساختمان می تواند گرمای مورد نیاز را تامین کند.اگر ساختمان هم به روشنایی و هم به سرما نیاز داشته باشد، در مقایسه با لامپ های رشته ای ،لامپ های کم مصرف می توانند برق کمتری مصرف کنند و همچنین می تواند از میزان بار سیستم سرمایشی نیز بکاهند.در نتیجه در یک زمان دو عامل اساسی مصرف(گرما و برق) کاهش می یابد و باعث صرفه جویی می شود.

بازدهی و سودمندی

یک لامپ کم مصرف معمولی معمولا در بازده مصرفی 17الی 21% در تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی نورانی می باشد.چونکه حساسیت چشم انسان نسبت به طول موج نور تغییر می کند،و نور تابیده شده از لامپ به طور متداول با واد لومن(Lumens)اندازه گیری می شود.لومن(درخشندگی) مقیاسی است که میزان تاثیر منبع نور بر چشم انسان را مشخص می کند.میزان درخشندگی لامپ های کم مصرف معمولا بین 60 الی 72 لومن بر وات(lm/w) می باشد.در مقابل lm/w لامپ های رشته ای 8 الی 17 می باشد.

هزینه

در حالی که هزینه ی خرید لامپ های کم مصرف 3 تا 10 برابر بیشتر از لامپ رشته ای معادل آن می باشد،اما طول عمر زیاد آن و مصرف انرژی پایین آن می تواند چندین برابر بیشتر از هزینه ی خرید آن را جبران کند.یک مقاله ی آمریکایی بیان می کند که"اگر یک خانواده یه اندازه ی 90 دلار در تعویض تجهیزات روشنایی و جایگزینی آنها با لامپ های کم مصرف هزینه کند،به اندازه ی 440 الی 500 دلار در طول 5 سال استفاده از آنها در مصرف برق صرفه جویی خواهد کرد.به قبض برق خود نگاه کنید و 12 تخفیف را در هزینه ی برق خود تصور کنید".

لامپ های کم مصرف در صورت تعویض با لامپ های رشته در مکان های تجاری به شدت مقرون به صرفه هستند.یک مقاله که در سال 2008 ارایه شده بود به این نتیجه رسید که با توجه به میانگین نرخ های گاز و برق در آمریکا و در سال 2006،در صورت تعویض هر لامپ 75W با یک لامپ کم مصرف به طور سالیانه 22 دلار در هزینه ی انرژی و هزینه ی برق و اتلاف وقت برای تعویض لامپ ها صرفه جویی می شود. 2 دلار هزینه بر هر لامپ تعویض شده در حدود یک ماه بعد به دست صاحب آن بر می گردد.در مناطقی که هزینه ی برق بالا می باشد و همچنین در مناطقی که هزینه ی سرمایش بیشتر از آمریکا می باشد صرفه جویی در هزینه ی برق بیشتر و مدت زمان باز گردانی پول پرداخت شده کوتاه تر می باشد.

مدت زمان روشن شدن

لامپ های رشته ای تقریبا در همان زمان وصل ولتاژ روشن می شوند.لامپ های کم مصرف اما مدت زمانی طول میکشد تا نورشان به حد کافی برسد و این مدت زمان در مناطق سرد تر طولانی تر می باشد.بعضی از انواع لامپ های کم مصرف که در آنها از آلیاژ جیوه استفاده می شود مدت زمانی بیشتر از 3 دقیقه نیاز دارند تا نورشان به حد حداکثر برسد.