Жарықдиодты шамдар мен энергия үнемдейтін шамдар туралы

Кіріспе

Қалпақ түтікшелері бар люминесцентті шамдар, көбінесе кіріктірілген балластпен.

Компакт-флуоресцентті шам
Компакт-флуоресцентті шам (КФЛ), сондай-ақ компакт-флуоресцентті шам, энергияны үнемдейтін шам және компакт-флуоресцентті түтік деп те аталады, – бұл шамдарды ауыстыруға арналған люминесцентті шам; кейбір түрлері шамдарға арналған арматураларға орналасады. Шамдар иілген немесе бүгілген түтікшелерді пайдаланады, олар қыздырғыш шамның орнына сыйып, шамның негізінде компактты электрондық балласт орналасқан. КФЛ шамдар, бірдей мөлшерде жарық беретін жалпы қолданыстағы қыздырғыш шамдармен салыстырғанда, электр қуатының бесден бір бөлігінен үштен бір бөлігін ғана пайдаланады және сегізден он бес есеге дейін ұзақ қызмет етеді. КФЛ шамның бастапқы құны қыздырғыш шамға қарағанда жоғарырақ, бірақ шамның қызмет ету мерзімі ішінде сатып алу құнынан бес есеге дейін электр энергиясының құнын үнемдеуге болады. Барлық люминесцентті шамдар сияқты, КФЛ шамдарда да улы сынап бар, бұл оларды жоюды қиындатады. Көптеген елдерде үкіметтер КФЛ шамдарды тұрмыстық қоқыспен бірге тастауға тыйым салған. Бұл елдер КФЛ шамдар мен басқа да қауіпті қалдықтарды жинау үшін арнайы жүйелер құрды. Жұмыс істеу принципі басқа люминесценттік жарықтандырудағыдай: сынап атомдарына байланысқан электрондар, төменгі энергия деңгейіне оралғанда ультракүлгін сәуле шығаруға болатын күйлерге қоздырылады; бұл сәулеленген ультракүлгін сәуле флуоресцентті жабынға түскенде көрінетін жарыққа айналады, ал шыны сияқты басқа материалдар сіңіргенде жылуға айналады. КФЛ шамдар қыздырғыш шамдардан өзгешеленетін спектрлік қуат тарату сипаттамасына ие. Фосфор формулаларын жақсарту КФЛ шамдардан шығатын жарықтың түсін жақсартты, сондықтан кейбір дереккөздер ең жақсы «жұмсақ ақ» КФЛ шамдардың түсі стандартты қыздырғыш шамдарға ұқсас деп бағалайды. Ақ LED шамдар жоғары тиімді жарықтандыру үшін КФЛ шамдармен бәсекелеседі. General Electric компаниясы АҚШ-та тұрмыстық КФЛ шамдарын өндіруді тоқтатып, LED шамдарын өндіруге көшті.

Өмір сүру ұзақтығы

CFL шамдарының қызмет ету мерзімі әдетте 6000–15000 сағатты құрайды, ал стандартты қыздыру шамдарының қызмет ету мерзімі 750 немесе 1000 сағатқа жетеді. Дегенмен, кез келген шамның нақты қызмет ету мерзімі көптеген факторларға байланысты: жұмыс істейтін кернеу, өндірістік ақаулар, кернеудің өсуіне ұшырау, механикалық соққы, қосу және өшіру жиілігі, шамның орналасуы және қоршаған ортаның температурасы сияқты. Егер CFL шамдары жиі қосылып-өшірілсе немесе толығымен жабық арматурада қолданылса, оның қызмет ету мерзімі айтарлықтай қысқарады. Бұл CFL шамдарындағы электродтардың әр қосылғанда бүркуге ұшырауынан болады; бұл флуоресценттік шамдарда да орын алады. Нәтижесінде электродтардан материал бүрку кезінде шығарылып, флуоресценттік шамның қабырғаларына жабысады, бұл шамның ұшының қараюына себеп болады. 5 минуттық қосу/өшіру циклінде кейбір CFL шамдарының қызмет ету мерзімі қыздыру шамдарының қызмет ету мерзіміне дейін төмендеуі мүмкін. АҚШ-тың Energy Star бағдарламасы бұл мәселені азайту үшін бөлмеден 15 минуттан кем уақытқа шыққанда флуоресценттік шамдарды қосып қалғанды ұсынады. CFL шамдары өмірінің соңына қарай жаңа шамдарға қарағанда аз жарық шығарады. Жарық шығарудың төмендеуі экспоненциалды болады, ең жылдам жоғалту шам алғаш қолданылғаннан кейін болады. Өмірінің соңына қарай CFL шамдары бастапқы жарық шығаруының 70-80% деңгейінде жұмыс істеуі мүмкін. Адам көзі жарыққа логарифмдік түрде жауап береді. Яғни, адам көзі әлсіз жарық көздерінің қарқындылығының өзгеруіне өте сезімтал, ал жарқын жарық көздерінің қарқындылығының өзгеруіне азырақ сезімтал, себебі оқушылар кеңейіп немесе тарылып компенсация жасайды. Сондықтан, шамның жарық беруі өмірінің басында жеткілікті болды деп есептесек және шамның жарық шығаруы біртіндеп 25%-ға төмендесе, көрермендер жарық қарқындылығының аз өзгеретінін сезінеді. Флуоресценттік шамдар өмір бойында азайғандықтан, бастапқыда жеткілікті болған жарық кейіннен жеткіліксіз болуы мүмкін. АҚШ Энергетика министрлігінің 2003–2004 жылдардағы Energy Star өнімдеріне жасаған тестінде, сыналған CFL шамдарының төрттен бірі қызмет ету мерзімінің 40% өткеннен кейін номиналды қуатына сай келмеді.

CFLs typically have a rated service life of 6000–15,000 hours, whereas standard incandescent lamps have a service life of 750 or 1000 hours. However, the actual lifetime of any lamp depends on many factors, including operating voltage, manufacturing defects, exposure to voltage spikes, mechanical shock, frequency of cycling on and off, lamp orientation, and ambient operating temperature, among other factors. The life of a CFL is significantly shorter if it is turned on and off frequently or is used in a totally enclosed fixture. This happens because the electrodes in a CFL undergo sputtering every time it is turned on; this also happens in fluorescent tubes. As a result material from the electrodes is ejected every time sputtering occurs and it is deposited on the fluorescent tube's walls, showing as lamp end darkening. In the case of a 5 minute on/off cycle the lifespan of some CFLs may be reduced to that of incandescent light bulbs. The US Energy Star program suggests that fluorescent lamps be left on when leaving a room for less than 15 minutes to mitigate this problem. CFLs emit less light later in their lives than when they are new. The light output decay is exponential, with the fastest losses being soon after the lamp is first used. By the end of their lives, CFLs can be expected to emit 70–80% of their original light output. The response of the human eye to light is logarithmic. That is, while the human eye is highly sensitive to changes in the intensity of faint light sources, it is less sensitive to changes in the intensity of brighter light sources since the pupils compensate by dilating or constricting. So, presuming the illumination provided by the lamp was ample at the beginning of its life, and the light output of a bulb gradually decreases by 25%, viewers will perceive a much smaller change in light intensity. Fluorescent lamps get dimmer over their lifetime, so what starts out as an adequate luminosity may become inadequate. In one test by the U. S. Department of Energy, of Energy Star products in 2003–04, one quarter of tested CFLs no longer met their rated output after 40% of their rated service life.

Құны

CFL сатып алу бағасы әдетте эквивалентті қыздырғыш шам бағасынан 3–10 есе жоғары, бірақ CFL шамдар 8–15 есе ұзақ қызмет етеді және 2/3-тен 3/4-ке дейін аз энергия тұтынады. АҚШ-та жарияланған бір мақалада былай делінген: «30 шамды CFL шамдарына ауыстыруға 90 доллар жұмсаған үй шаруашылығы, электр энергиясының құнына байланысты, шамдардың қызмет ету мерзімі ішінде 440-тан 1500 долларға дейін үнемдей алады. Электр энергиясы үшін төлем жасағанда 12% жеңілдік алғаныңызды көзге елестетіп көріңіз». CFL шамдары коммерциялық ғимараттарда қыздырғыш шамдарды алмастырғанда өте тиімді. 2006 жылғы АҚШ-тың орташа электр және газ тарифтерін пайдаланып жасалған 2008 жылғы мақалада, әрбір 75 Вт қыздырғыш шамды CFL шаммен ауыстыру энергия тұтынуда жылына 22 доллар үнемдеуге, HVAC жүйесінің шығындарын азайтуға және шамдарды ауыстыруға жұмсалатын еңбекті қысқартуға мүмкіндік беретіні анықталды. Бір шамға жұмсалатын 2 долларлық қосымша капиталдық инвестиция әдетте бір айдың ішінде өтеледі. Электр энергиясының бағасы жоғары аймақтарда үнемдеу көлемі артады және өтеу мерзімі қысқарады, сондай-ақ АҚШ-тың орташа көрсеткіштерінен жоғары салқындату қажеттілігі бар аймақтарда да осылай. Дегенмен, CFL шамдарын жиі қосып-өшіру олардың қызмет ету мерзімін қысқартады. Қазіргі CFL шамдарының бағасы олардың көп бөлігінің Қытайда, еңбекақысы төмен болатын жерде өндірілуімен байланысты. 2010 жылдың қыркүйегінде Вирджиния штатындағы Уинчестер қаласындағы General Electric зауыты жабылды, нәтижесінде Osram Sylvania және American Light Bulb Manufacturing Inc. компаниялары АҚШ-та стандартты қыздырғыш шамдарды өндіретін соңғы компаниялар болып қалды. Ол кезде АҚШ-та сатылатын CFL шамдарының көп бөлігін өндіретін қытайлық компанияның иесі Эллис Ян, АҚШ-та CFL шамдарын өндіру үшін зауыт салуға қызығушылық танытты, бірақ бұл үшін АҚШ үкіметінен 12,5 миллион доллар қажет екенін мәлімдеді. General Electric өзінің шам зауыттарының бірін CFL шамдарын өндіруге ауыстыруды қарастырды, бірақ зауытты қайта жабдықтауға 40 миллион доллар инвестиция салғаннан кейін де, жалақы айырмашылығы себебінен шығындар 50% жоғары болады деп мәлімдеді. Шамның шығаратын жарық мөлшері люменмен өлшеніп, қаптамасында көрсетілгендіктен, эквивалентті ваттты талаптарды нақты жарық шығымымен салыстыруға болады.

While the purchase price of a CFL is typically 3–10 times greater than that of an equivalent incandescent lamp, a CFL lasts 8–15 times longer and uses two thirds to three quarters less energy. A US article stated "A household that invested $90 in changing 30 fixtures to CFLs would save $440 to $1,500 over the five year life of the bulbs, depending on your cost of electricity. Look at your utility bill and imagine a 12% discount to estimate the savings." CFLs are extremely cost effective in commercial buildings when used to replace incandescent lamps. Using average U. S. commercial electricity and gas rates for 2006, a 2008 article found that replacing each 75 W incandescent lamp with a CFL resulted in yearly savings of $22 in energy usage, reduced HVAC cost, and reduced labour to change lamps. The incremental capital investment of $2 per fixture is typically paid back in about one month. Savings are greater and payback periods shorter in regions with higher electric rates and, to a lesser extent, also in regions with higher than U. S. average cooling requirements. However, frequent on off cycling (turning on and off) of CFLs greatly reduces their lifespan. The current price of CFLs reflects the manufacturing of nearly all CFLs in China, where labour costs less. In September 2010, the Winchester, Virginia, General Electric plant closed, leaving Osram Sylvania and the tiny American Light Bulb Manufacturing Inc. the last companies to make standard incandescent bulbs in the United States. At that time, Ellis Yan, whose Chinese company made the majority of CFLs sold in the United States, said he was interested in building a United States factory to make CFL bulbs, but wanted $12.5 million from the U. S. government to do so. General Electric had considered changing one of its bulb plants to make CFLs, but said that even after a $40 million investment in converting a plant, wage differences would mean costs would be 50% higher. Equivalent wattage claims can be replaced by comparison of actual light output emitted by the lamp, which is measured in lumens and marked on the packaging.

Қателік

Барлық люминесцентті шамдарға тән тозудан зақымдану түрлерінен өзге, электронды балласт та бұзылуы мүмкін, себебі оның көптеген бөліктері бар. Балласт бұзылуы көбінесе қызып кетуден туындайды және балласт корпусының түсінің өзгеруімен, деформациялануымен, жағымсыз иіспен немесе түтінмен бірге жүруі мүмкін. Шамдар іштен қорғалған және қызмет мерзімінің соңында қауіпсіз түрде істен шығу үшін жасалған. Кәсіби бірлестіктер тұтынушыларды шамдардың ыстық шамдарға қарағанда әртүрлі зақымдану түрлері туралы хабардар ету және зиянсыз зақымдану түрлері бар шамдарды әзірлеу үшін жұмыс істеп жатыр. Солтүстік Американың жаңа техникалық стандарттары шамның қызмет мерзімі біткен кезде түтін немесе артық жылудың пайда болуын болдырмауға бағытталған.

Түсті көтереді

Тек кейбір CFL шамдары ғана тұнықтыруды басқаруға арналған белгімен жабдықталған. Стандартты CFL шаммен диммерді пайдалану тиімсіз, шамның қызмет ету мерзімін қысқартуы және кепілдікті жоюы мүмкін. Тұнықтырылатын CFL шамдары бар. Тұнықтырылатын CFL шамдарымен бірге қолданылатын диммерлік ажыратқыш оның қуат тұтыну диапазонына сәйкес келуі керек; қыздырғыш шамдар үшін орнатылған көптеген диммерлер 40 Вт-тан төмен қуатта қанағаттанарлық жұмыс істемейді, ал CFL шамдары әдетте 7–20 Вт қуатты пайдаланады. Тиісті диммерлер нарыққа түскенге дейін тұнықтырылатын CFL шамдары сатылымға шығарылды. CFL шамдарының тұнықтыру диапазоны әдетте 20% пен 90% аралығында болады, бірақ көптеген қазіргі заманғы CFL шамдарының тұнықтыру диапазоны 2% бен 100% аралығында, қыздырғыш шамдарға көбірек ұқсайды. Нарықта екі түрлі тұнықтырылатын CFL шам бар: стандартты тұнықтырылатын CFL шамдар және «ауыстырып тұнықтырылатын» CFL шамдар. Соңғылары стандартты жарық қосқышын пайдаланады, ал шамдағы электроника қосқышты жылдам қосу мен өшіру санына байланысты жарық шығару деңгейін таңдайды. Тұнықтырылатын CFL шамдары асханадағы қабырға шамдары сияқты «көңіл күй сахналары» үшін күңгірттелген қыздырғыш шамдардың толыққанды орнына тоталдырмайды. 20% шегінен төменде шам 20% күйде қалуы, жыпылықтауы немесе стартерлік схема тоқталып, қайта іске қосылуы мүмкін. 80% жоғары болғанда шам 100% қуатпен жұмыс істей алады. Дегенмен, жақында шыққан өнімдер бұл мәселелерді шешіп, шамдардың қыздырғыш шамдарға ұқсас жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Қосымша схемаларға байланысты тұнықтырылатын CFL шамдары стандартты CFL шамдарынан қымбат. Суық катодты CFL шамдарын төмен деңгейге дейін тұнықтыруға болады, бұл оларды тұнықтыру тізбектеріндегі қыздырғыш шамдардың танымал баламасына айналдырады. CFL шамдарын тұнықтырғанда оның түс температурасы (жылылығы) өзгермейді. Бұл қыздырғыш шамдарға кері, оларда шам күңгірттегенде түс қызыл түске қарай өзгереді. 1934 жылғы Круитхоф қисығы көзді қуантатын шамдардың интенсивтілігі мен түс температурасы арасындағы эмпирикалық байланысты сипаттайды.

Қуат коэффициенті

КФЛ-дың кіріс сатысы - түзетуші, ол электрмен жабдықтауға сызықтық емес жүктеме ұсынады және электрмен жабдықтаудан алынатын токқа гармоникалық бұрмалау енгізеді. Үй шаруашылықтарында КФЛ-ды пайдалану электр энергиясының сапасына елеулі әсер етпейді, бірақ үлкен объектілерде олардың көп мөлшері кері әсер етуі мүмкін. КФЛ-дың қуат факторы жеке тұтынушылар үшін энергияны үнемдеудің пайдасына маңызды түрде әсер етпейді, бірақ оларды көптеп пайдалану, мысалы, коммерциялық қолдануда немесе тарату желісіндегі миллиондаған үйлерде инфрақұрылымды жаңарту қажеттігін тудыруы мүмкін. Мұндай жағдайларда, жалпы гармоникалық бұрмалануы (THD) 30%-дан төмен және қуат коэффициенті 0,9-дан жоғары КФЛ-дар таңдалуы керек.

Инфрақызыл сигналдар

Инфрақызыл қашықтан басқарумен жұмыс істейтін электрондық құрылғылар шамдардың (КФЛ) шығаратын инфрақызыл сәулесін сигнал ретінде қабылдауы мүмкін; бұл теледидарлар, радиолар, қашықтан басқару құралдары немесе ұялы телефондардың жанында шамдарды пайдалануды шектеуі мүмкін. Energy Star сертификаты бар шамдар (КФЛ) FCC стандарттарына сай болуы тиіс, сондықтан олардың қаптамасында белгілі үйлесімсіздіктердің барлығы тізілуі керек.

Сыртқы пайдалану

CFL шамдары көбінесе сыртқы қолдануға арналмайды немесе оларға рейтинг берілмейді, ал кейбіреулері суық ауа райында іске қосылмайды. Суық ауа райына арналған балластары бар CFL шамдары бар, олар -28.8 °C (-20 °F) дейін төмен температурада жұмыс істеуге арналған. Төмен температурада жұмыс істеудің алғашқы минуттарында жарық шығымы толық жарыққа жеткенше шектеледі. Суық катодты CFL шамдары өзгеше конструкциясының арқасында температураның кең диапазонында іске қосылып, жұмыс істей алады.

Бастау уақыты

Көпірлі шамдар қосылғаннан кейін бір секундтың бір бөлігінде толық жарыққа жетеді. 2009 жылдан бастап, шамдар бір секунд ішінде жанып тұрады, бірақ олардың көпшілігі толық жарықтылыққа жету үшін біраз уақыт алады. Жақыннан салғанда, жарық түсі бірден сәл өзгеше болуы мүмкін. Кейбір шамдар "бірден жану" деп сатылады және қыздыру кезеңі байқалмайды, бірақ басқалары толық жарықтылыққа жету үшін бір минутқа дейін немесе суық температурада одан да көп уақытқа созылуы мүмкін. Сынап қоспасын пайдаланатындар толық қуатқа жету үшін үш минутқа дейін уақыт алуы мүмкін. Галогендік шам бірден жанып, шам толық жарыққа жеткеннен кейін сөндіріледі.

Жалпы

Еуропалық комиссияның жаңадан пайда болған және жаңадан анықталған денсаулыққа қауіптер жөніндегі ғылыми комитеті (SCENIHR) 2008 жылы КФЛ шамдардың шығаратын ультракөк және көк сәулесіне байланысты денсаулыққа қосымша қауіп тудыруы мүмкін екенін мәлімдеді. Бұл сәулелену жарыққа ерекше сезімтал тері ауруларынан зардап шегетін адамдарда симптомдарды күшейте алады. Кейбір бір қабықты КФЛ шамдардан 150 сантиметрден аз қашықтықта шығатын жарық, жұмысшыларды тері мен торлы қабықтың зақымдануынан қорғау үшін жұмыс орындарында белгіленген қазіргі шекті деңгейге жақын ультракөк сәулеленуге ұшыратуы мүмкін. Алайда, өнеркәсіптік дереккөздер КФЛ шамдардан алынатын ультракөк сәуле тері қатерлі ісігіне әсер ету үшін тым аз екенін, ал екі қабықты КФЛ шамдарды қолдану кез келген басқа қауіптерді "көптеп немесе толығымен" азайтады деп мәлімдейді. Тәжірибелер көрсеткендей, шам көзінен 150 сантиметр қашықтықта КФЛ шамдардың сәулеленуі көрінетіндей аз. Жақын қашықтықтағы салыстырулар КФЛ шамдардың UVA (ұзын толқынды) сәулесін қыздырғыш шамдарға қарағанда аз шығаратынын көрсетсе де, олар жоғары деңгейдегі UVB (қысқа толқынды) сәулесін шығарады. UVB сәулесі теріге терең еніп, ал жеткілікті деңгейдегі UVA сәулесі терінің беткі қабаттарын күйдіруі мүмкін. Жабық (екі қабықты) КФЛ шамдар қоршалғандықтан, ұқсас қуатты қыздырғыш немесе галогендік шамдарға қарағанда жалпы ультракөк сәулелену деңгейі төмен болады. Орташа пайдаланушы үшін үй ішіндегі шамдардан шығатын ультракөк сәулелену алаңдатуға себеп болмайды. Бірақ терісі сезімтал адамдар үшін ұзақ мерзімді үй ішіндегі әсер ету қауіпті болуы мүмкін, сондықтан олар төмен ультракөк сәулелену шығаратын шамды пайдалануға тырысуы керек. Шамдар түрлері арасындағы айырмашылық, түрлерінің өзіндегі айырмашылықтан гөрі көбірек байқалады, бірақ ең жақсы нұсқа – қоршалған КФЛ шамдар. 2012 жылы КФЛ шамдары мен қыздырғыш шамдардың жасуша денсаулығына тигізетін әсерін салыстырған зерттеуде КФЛ шамдарына ұшыраған жасуша мәдениеттерінде статистикалық тұрғыдан маңызды жасушалық зақымдану анықталды. Спектроскопиялық талдау UVA және UVC сәулелерінің бар екенін растады, ал зерттеу авторлары бұл зақымдануды шамдардың ішкі люминофорлық қаптамаларының зақымдануымен байланыстырды. Қыздырғыш шамдармен ұшырағанда жасушалық зақымдану байқалған жоқ. Зерттеу авторлары ультракөк сәулеленуді люминоформен қапталған қабатты қоршап тұрған қосымша шыны қаптамасы бар "екі қабырғалы" шамдарды қолдану арқылы шектеуге болады деп ұсынады. Егер шамның негізі КФЛ шамдарға арналған міндетті стандартта талап етілгендей, отты баяулатушы материалдан жасалмаса, шамның электрлік компоненттерінің қызуы өрт қаупін тудыруы мүмкін.

According to the European Commission Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks (SCENIHR) in 2008, CFLs may pose an added health risk due to the ultraviolet and blue light emitted. This radiation could aggravate symptoms in people who already suffer skin conditions that make them exceptionally sensitive to light. The light emitted by some single envelope CFLs at distances of less than could lead to ultraviolet exposures approaching the current workplace limit set to protect workers from skin and retinal damage. However, industry sources claim the UV radiation received from CFLs is too small to contribute to skin cancer and the use of double envelope CFLs "largely or entirely" mitigates any other risks. Tests have shown that radiation exposure from CFLs is negligible at 150 centimeter distance from the source. At closer distances, comparisons show that CFLs emit less UVA (long wavelength) radiation than incandescent light bulbs. They do, however, emit higher levels of UVB (short wavelength) radiation. UVB can penetrate deep into the skin while sufficient levels of UVA can burn superficial layers. Closed (double envelope) CFLs are shielded and emit a lower total UV radiation compared to incandescent or halogen bulbs of a similar wattage. For the average user, UV radiation from indoor lights does not appear to be a concern. For those with skin sensitivity long term indoor exposure may be a concern, in which case they may want to use a bulb with lower UV radiation output. There seems to be more variability within bulb types than between them, but the best option is shielded CFLs. A 2012 study comparing cellular health effects of CFL light and incandescent light found statistically significant cell damage in cultures exposed to CFL light. Spectroscopic analysis confirmed the presence of significant UVA and UVC radiation, which the study's authors conjectured was attributable to damage in the bulbs' internal phosphor coatings. No cellular damage was observed following exposure to incandescent light of equivalent intensity. The study's authors suggest that the ultraviolet exposure could be limited by the use of "double walled" bulbs manufactured with an additional glass covering surrounding the phosphor coated layer. When the base of the bulb is not made to be flame retardant, as required in the voluntary standard for CFLs, overheating of the electrical components in the bulb may create a fire hazard.

Күкірт мөлшері

Барлық флуоресцентті шамдар сияқты, CFL шамдардың да шыны түтігінде сынап буы болады. Көптеген CFL шамдарда бір шамға 3–5 мг сынап бар, ал «экологиялық таза» деп белгіленгендерде 1 мг-дан да аз мөлшерде болады. Сынап уытты болғандықтан, тіпті осы аз мөлшер де полигондар мен қалдықтарды өртеу орындалары үшін алаңдау тудырады, себебі шамдардан шыққан сынап ауа мен судың ластануына әкелуі мүмкін. АҚШ-та Ұлттық электр өндірушілер қауымдастығының (NEMA) мүшелері CFL шамдарда қолданылатын сынап мөлшерін ерікті түрде шектеді. Еуроодақта (ЕО) бірдей шектеу RoHS заңымен міндетті түрде сақталады. Электр қуаты көбінесе көмірмен жұмыс істейтін станцияларда өндірілетін аймақтарда, шамдарды CFL шамдарға ауыстыру сынап шығарындыларын азайтады. Өйткені, электр қуатына деген сұраныстың төмендеуі, көмірдің жану кезінде шығаратын сынап мөлшерін азайтады, бұл сынған және тасталған CFL шамдарынан шығарылатын сынап мөлшерінен артық. 2008 жылдың шілдесінде АҚШ Қоршаған ортаны қорғау агенттігі (EPA) деректер парағын жариялады, онда CFL шамдарынан шығатын сынаптың жалпы жүйелік шығарындысы, бірдей люмендік қуаты бар шамдарға қарағанда төмен екені көрсетілді. Бұл АҚШ-тағы электр қуаты өндірісіндегі сынап шығарындысының орташа деңгейіне және полигонға жіберілген CFL шамдарынан шығатын сынаптың орташа мөлшеріне негізделген. Көмірмен жұмыс істейтін станциялар басқа да ауыр металдарды, күкіртті және көмірқышқыл газын да шығарады. АҚШ-та Қоршаған ортаны қорғау агенттігінің бағалауынша, егер 2007 жылы сатылған 270 миллион CFL шамның барлығы полигонға жіберілсе, шамамен 0,13 тонна сынап шығарылады, бұл АҚШ-тың барлық сынап шығарындыларының 0,1% құрайды (сол жылы шамамен 104 тонна). График CFL шамдарының өндірушіге және ерте сынған жағдайларға қарамастан, орташа есеппен 8000 сағатқа дейін қызмет ететінін болжайды. Энергия өндіру үшін көмір пайдаланылмаса, екі түрдегі шамдардың да шығарындылары азаяды. Дегенмен, созылмалы әсер ету ұзақ уақытқа созылады және төмен деңгейдегі элементтік сынапқа қысқа мерзімді әсер етудің денсаулыққа қандай қауіп төндіретіні әлі белгісіз. Бөлмені желдету және сынған бөліктерді банкаға сақтап қою ұсынылады. 2008 жылы Мэн штатының қоршаған ортаны қорғау департаменті (DEP) жүргізген тазалау әдістерін салыстыруға арналған зерттеуде, сынған CFL шамдарын сақтау үшін пластикалық қаптарды пайдалану қауіпті екені ескертілді, себебі қаптардан қауіпсіз деңгейден жоғары булар шығады. EPA және Мэн DEP бұзылған шамды сақтау үшін герметикалық жабылатын шыны банканы ең жақсы ыдыс ретінде ұсынады. 2018 жылдың соңынан бастап, Еуропалық Одақта CFL шамдарды экспорттауға, импорттауға және өндіруге ЕО-ның сынап регламентімен тыйым салынды.

CFLs, like all fluorescent lamps, contain mercury as vapor inside the glass tubing. Most CFLs contain 3–5 mg per bulb, with the bulbs labeled "eco friendly" containing as little as 1 mg. Because mercury is poisonous, even these small amounts are a concern for landfills and waste incinerators where the mercury from lamps may be released and contribute to air and water pollution. In the U. S., lighting manufacturer members of the National Electrical Manufacturers Association (NEMA) have voluntarily capped the amount of mercury used in CFLs. In the EU the same cap is required by the RoHS law. In areas where electric power is mostly generated in coal fired stations, replacing incandescent bulbs by CFLs actually reduces mercury emissions. This is because the reduced electric power demand, reducing in turn the amount of mercury released by coal as it is burned, more than offsets the amount of mercury released from broken and discarded CFL bulbs. In July 2008 the U. S. EPA published a data sheet stating that the net system emission of mercury for CFL lighting was lower than for incandescent lighting of comparable lumen output. This was based on the average rate of mercury emission for U. S. electricity production and average estimated escape of mercury from a CFL put into a landfill. Coal fired plants also emit other heavy metals, sulfur, and carbon dioxide. In the United States, the U. S. Environmental Protection Agency estimated that if all 270 million CFLs sold in 2007 were sent to landfill sites, around 0.13 metric tons of mercury would be released, 0.1% of all U. S. emissions of mercury (around 104 metric tons that year). The graph assumes that CFLs last an average of 8,000 hours regardless of manufacturer and premature breakage. In areas where coal is not used to produce energy, the emissions would be less for both types of bulb. Chronic, however, implies exposure for a significant time, and it remains unclear what the health risks are from short term exposure to low levels of elemental mercury. It recommends airing out the room and carefully disposing of broken pieces in a jar. A Maine Department of Environmental Protection (DEP) study of 2008 comparing clean up methods warns that using plastic bags to store broken CFL bulbs is dangerous, because vapors well above safe levels continue to leak from the bags. The EPA and the Maine DEP recommend a sealed glass jar as the best repository for a broken bulb. Since the end of 2018, the export, import and manufacture of CFLs within the European Union has been prohibited under the EU Mercury Regulation.

Қайта өңдеу

Меркурийге қатысты денсаулық және қоршаған ортаның алаңдаушылығы көптеген мемлекеттерді жұмыстан шыққан шамдарды дұрыс кәдеге жаратуға немесе қайта өңдеуге мәжбүр етті, оларды полигонға жіберілетін жалпы қалдықтарға қосудың орнына. Қауіпсіз кәдеге жарату үшін шамдарды өңдеуге дейін бұзылмаған күйде сақтау қажет. АҚШ-та көптеген штаттар федералдық Универсалды қалдықтар ережесін (UWR) қабылдады және қазірде іске асыруда. Үйге арналған дүкендер желісі тегін CFL шамдарды қайта өңдеуді кеңінен ұсынады. Еуропалық Одақта CFL шамдары WEEE қайта өңдеу схемасына жататын көптеген өнімдердің бірі болып табылады. Бөлшек сауда бағасына қайта өңдеу үшін төленетін сома кіреді, ал өндірушілер мен импорттаушылар CFL шамдарын жинау және қайта өңдеуге міндетті. Солтүстік-батыс шамдарды қайта өңдеу жобасына сәйкес, АҚШ-тың солтүстік-батысындағы тұрғындар осы өнімдерді басқа қатты қалдықтарды жоюға ұқсас жолмен жоюға мүмкіндік алғандықтан, Орегон штатында "үй шаруашылықтарының көпшілігі CFL шамдарын қалалық қатты қалдықтарға жібереді". Олар сондай-ақ ЭҚА-ның флуоресцентті шамдардың жалпы меркурий мөлшерінің төмендегідей жолдармен кәдеге жаратылған кезде шығарылатын пайызы туралы бағалауын атап өтті: қалалық қалдықтарды полигонға жіберу – 3,2%, қайта өңдеу – 3%, қалалық қалдықтарды жағу – 17,55% және қауіпті қалдықтарды жою – 0,2%. CFL шамдарды өңдеудің бірінші кезеңі – шамдарды теріс қысымды желдеткішпен және меркурий буын ұстайтын меркурийді сіңіретін сүзгімен немесе суық тұтқырмен жұмыс істейтін машинада ұсақтау. Көптеген муниципалитеттер мұндай машиналарды сатып алуда. Ұсатылған шыны мен металл қайта өңдеу заводтарына жөнелтуге дайын барабандарға салынады.

Парниктік газдар

Кейбір аймақтарда, мысалы, 2007 жылы Квебек және Британдық Колумбияда үйлерге орталық жылыту көбінесе табиғи газды жағу арқылы қамтамасыз етілді, ал электр энергиясы негізінен су электр станциялары арқылы өндірілді. Сол кезде ыстық шамдарға тыйым салудың салдарына жасалған талдау, мұндай аймақтарда дәстүрлі электр шамдарынан таралатын жылу табиғи газбен жылытудан бөлінетін парниктік газдардың шығарылуын айтарлықтай төмендетуі мүмкін деген ойды ұсынды. Иванко, Карни және Вахер есептегендей, "Егер Квебектегі барлық үйлер (ыстық) шамдарды үнемді шамдарға (CFL) ауыстыруға міндеттелсе, провинцияда CO2 шығарындылары шамамен 220 000 тоннаға артады, бұл 40 000-нан астам автомобильдің бір жылдық шығарындыларына тең болар еді".

Пайдалану және қабылдау

CFL-дер айнымалы ток (AC) және тұрақты ток (DC) кірісі үшін өндіріледі. DC CFL-дер демалыс көліктерінде және желіден тыс тұрғын үйлерде жиі қолданылады. Дамып келе жатқан елдерде денсаулық және қауіпсіздік қатері бар керосин шамдарын батареялармен, күн панельдерімен немесе жел электр генераторларымен қуатталатын CFL-дерге алмастыруға бағытталған түрлі көмек көрсету шаралары бар. Электр тұтынымын және ластануды азайту әлеуетіне байланысты, әртүрлі ұйымдар CFL-дерді және басқа да тиімді жарықтандыруды қабылдауға ынталандырды. Бұл үшін хабар тарату арқылы хабардар етуден бастап, CFL-дерді тікелей тарату сияқты шаралар қолданылуда. Кейбір электр компаниялары мен жергілікті билік органдары CFL-дерге субсидия берді немесе оларды тұтынушыларға электр сұранысын азайту мақсатында тегін ұсынды, соның салдарынан қуат өндірісіне қосымша инвестицияларды кейінге шегерді. АҚШ-та тұрғын үй жарығын бағалау және талдау бағдарламасы (PEARL) бақылау бағдарламасы ретінде құрылды. PEARL 150-ден астам CFL шамдарының үлгілерін тиімділігі және Energy Star стандартына сәйкестігі тұрғысынан бағалады. БҰҰ Қоршаған ортаны қорғау бағдарламасы (БҰҰЖД)/Жаһандық қоршаған ортаны қорғау қоры (GEF) бастамасы «Жалпы тиімді серіктестік бағдарламасын» әзірледі, ол дамып келе жатқан және жаңадан өркендеп келе жатқан елдерде энергия тиімді жарықтандыруды, соның ішінде CFL-дерді жылдам және тиімді жүзеге асыруға мүмкіндік беретін елдердің жетекшілігімен жүзеге асырылатын саясат пен тәсілдерге баса назар аударады. АҚШ және Канадада Energy Star бағдарламасы тиімділік, қосылу уақыты, қызмет ету мерзімі, түсі және өнімділіктің тұрақтылығы бойынша стандарттарға сай келетін шамдарды белгілейді. Бағдарламаның мақсаты – өнімдердің сапасының өзгеруіне байланысты тұтынушылардың алаңдаушылығын азайту. Energy Star сертификаты бар CFL шамдары бір секундтан кем уақытта қосылады және жыпылықтамайды. Energy Star Light Bulbs for Consumers – Energy Star стандартына сәйкес келетін шамдарды табу және салыстыруға арналған ресурс. Жарықтың «сапасын» (түсті беру индексін) жақсарту жұмыстары жалғастырылуда. АҚШ-та АҚШ Энергетика министрлігі ұсынған жаңа стандарттар LED шамдарының CFL-дерді ығыстыруына әкелуі мүмкін. Табиғи ресурстарды қорғау кеңесінің Ноа Хоровицтің пікірінше, көптеген CFL шамдары бұл стандарттарға сай келмейді. Ұлыбританияда энергияны үнемдеу тресті энергияны сақтау және өнімділік нұсқаулықтарына сәйкес келетін жарықтандыру өнімдерін анықтау үшін ұқсас бағдарламаны жүргізеді. G24 (624Q2) және GU24 шам ұялары жүйесі дәстүрлі шам ұяларын ауыстыру үшін жасалған, сондықтан қыздыру шамдарын энергия тиімді шамдарға арналған құрылғыларға орнату мүмкін емес.

CFLs are produced for both alternating current (AC) and direct current (DC) input. DC CFLs are popular for use in recreational vehicles and off the grid housing. Various aid agency initiatives exist in developing countries to replace kerosene lamps, which have associated health and safety hazards, with CFLs powered by batteries, solar panels or wind power generators. Due to the potential to reduce electric consumption and pollution, various organizations have encouraged the adoption of CFLs and other efficient lighting. Efforts range from publicity to encourage awareness, to direct handouts of CFLs to the public. Some electric utilities and local governments have subsidized CFLs or provided them free to customers as a means to reduce electric demand; and so delay further investments in generation. In the United States, the Program for the Evaluation and Analysis of Residential Lighting (PEARL) was created to be a watchdog program. PEARL has evaluated the performance and Energy Star compliance of more than 150 models of CFL bulbs. The UN Environment Programme (UNEP)/Global Environment Facility (GEF) initiative has developed "The Global Efficient Partnership Program", which focuses on country led policies and approaches to enable the implementation of energy efficient lighting, including CFLs, quickly and cost effectively in developing and emerging countries. In the United States and Canada, the Energy Star program labels lamps that meet a set of standards for efficiency, starting time, life expectancy, color, and consistency of performance. The intent of the program is to reduce consumer concerns due to variable quality of products. Those CFLs with a recent Energy Star certification start in less than one second and do not flicker. Energy Star Light Bulbs for Consumers is a resource for finding and comparing Energy Star qualified lamps. There is ongoing work in improving the "quality" (color rendering index) of the light. In the United States, new standards proposed by the United States Department of Energy could result in LED lamps replacing CFLs. In the opinion of Noah Horowitz of the Natural Resources Defense Council, most CFL bulbs would not meet the standards. In the United Kingdom, a similar program is run by the Energy Saving Trust to identify lighting products that meet energy conservation and performance guidelines. The G24 (624Q2) and GU24 lamp fitting socket systems were designed to replace the traditional lamp sockets, so that incandescent bulbs are not installed in fixtures intended for energy efficient lamps only.

Тиімділікті салыстыру

Жалынды Галогенді Флуоресцентті LED Жалпы Philips Philips L Prize Daylight (TCP) Электр қуаты (W) 60 42 14 10 12.5 9.7 9.8 Жарық шығару (lm) 860 650 800 800 800 910 950 Жарық беру тиімділігі (lm/W) 14.42 57.14 80 93.4 96.94 Түс температурасы (K) 2700 3100 2700 3000 2700 2727 5000 CRI 100 100 >75 >85 85 93 Белгіленбеген Өмір сүру мерзімі (сағ) 1000 2500 8000 25,000 25,000 30,000 25,000