مقدمه
با بالارفتن حرارت كره زمين، همه كشورها بايد به حذف عوامل سازنده گازهاي گلخانه‌اي كمك كنند، يكي از اين عوامل كه باعث توليد گازهاي گلخانه‌اي مي‌شود، لامپ هاي معمولي است كه به دليل استفاده وافر در اكثر كشورهاي جهان از عوامل مهم توليد گازهاي گلخانه‌اي به شمار مي‌آيد و با درنظر گرفتن اين نكته كه سهم روشنايي كه عمدتاً نيز به وسيله لامپهاي معمولی تامين مي‌شود از كل مصرف الكتريسيته خصوصاً در زمان اوج مصرف چشمگير است به عنوان مثال در ايران حدود 30 درصد از كل انرژي مصرفي و حدود 45 تا 50 درصد از مصرف پيك صرف تامين روشنايي مي‌شود اين موضوع را جدي‌تر نشان مي‌دهد. با توجه به اين امر، بسياري از كشورها، برنامه چند ساله‌اي را براي جايگزين كردن مدلهاي ديگري از لامپ به جاي لامپهاي معمولی كرده‌اند تا در درازمدت بتواند اين نوع لامپ را حذف كرده و لامپ ديگري را جايگزين كنند كه علاوه بر حذف گازهاي گلخانه‌اي از انرژي كمتري براي توليد نور بيشتر استفاده كند. البته اين مساله نياز به تغيير فرهنگ مردم در نوع استفاده از تجهيزات دارد تا رويكرد آنها به اين نوع لامپ همگاني بيشتر شود. هزينه خريد اوليه بالاي ساير لامپها و ارزان بودن انرژي از دلايل عمده روي آوردن بسياري از مردم به خريد لامپهاي معمولي است. این طرح توجیهی با توجه به اهميت مبحث مديريت مصرف انرژي در سيستم‌هاي روشنايي و ابداع روشها و فناوريهاي نوين در اين زمينه و همين طور كارايي و دامنه كاربرد بسيار بالاي آن در به كارگيري سيستم‌هاي جديد LED در روشنايي خانگي، تجاري، معابر و … تهيه شده است.
LED چيست؟
LED مخفف واژه LIGHT EMMITED DIODE به معناي ديود ساطع كننده نور است. ديودهاي ساطع كننده نور در واقع جزء خانواده‌های ديودهای الکترونیکی هستند كه آنها نيز زيرگروه نيمه هاديها به شمار مي‌آيند. خاصيتي كه LEDها را از ساير نيمه هاديها متمايز مي‌سازد اين است كه با گذر جريان از آنها مقداري انرژي به صورت نور از آنها ساطع مي‌شود.
مهمترین مزایای سیستم های روشنایی LED
- کاهش مصرف انرژی ( دارا بودن بالاترین راندمان تبدیل نور)
- طول عمر بالا
- تولید کمترین میزان حرارت
- قدرت روشنایی بالاتر و تنوع رنگی زیاد
- توان مصرفی فوق العاده پایین
- سایز کوچکتر
- انتقال انرژی آسانتر
- قابلیت زمانبندی میزان نوردهی
- امکان استفاده از سلولهای خورشیدی
طرح جايگزيني چراغ روشناييLED به جاي چراغهاي فلورسنت در واگن هاي دانمارکی
هدف از اجرای این پروژه جایگزینی چراغهای مهتابی در واگنهای دانمارکی باچراغهای LED میباشد.
معايب چراغ هاي فلورسنت
- استهلاك بالاي چراغ فلورسنت شامل استارت ، ترانس(چوك) ،لامپ ، سرپيچ و حباب
- لزوم استفاده از ولتاژ 220 ولت متناوب و در نتيجه استفاده از دو عدد مبدل DC بهAC در واگنهاي خود انرژي ( اينورتر )
- استهلاك و مصرف زياد حباب روشنايي و هزينه بالاي آن
- عمر كوتاه لامپهاي معمولي رشته اي و فلورسنت
- تنوع نوع چراغ در انواع واگنها
- بالا بودن هزينه نگهداري و تعميرات سيستم روشنايي
- بالا بودن مصرف انرژي الكتريكي
مزاياي جايگزيني چراغ هاي LED با چراغ هاي فلورسنت
- عدم نياز به استفاده از قطعاتي مثل : استارت ،چوك ،سرپيچ و لامپ فلورسنت و طبعاً كاهش هزينه¬هاي تامين قطعه
- استفاده از تغذيه موجود در واگن مثلاً 24 ولت در واگنهاي دانماركي و آلماني جديد و يا 110 ولت در واگنهاي آلمان شرقي ، غربي و فرانسوي
- كاهش مصرف حباب چراغ
- عمر بالاي لامپهاي LED بين 50000 تا 100000 ساعت (حدوداً 10برابر لامپهاي كم مصرف و 100 برابر لامپهاي معمولي
- يكسان شدن شكل چراغها
- كاهش بسيار زياد مصرف انرژي الكتريكي( تقريباً 20 برابر )
- قابليت تركيب رنگ و ايجاد نور گرم و سرد و تركيبي
- كاهش استهلاك و مصرف باتري
- كاهش استهلاك قطعات مكانيكي و الكتريكي ژنراتور و جعبه دنده
نمونه اي از مزايا و كاهش هزينه هاي نصب چراغ LED در يكسال به قرار ذيل مي باشد
- كاهش هزينه تامين حباب كوپه
- كاهش هزينه نگهداري اينورتر
- کاهش هزينه تامين قطعات اينورتر هاي آلمان غربي ، شرقي ، دانماركي و آلماني جديد
- كاهش هزينه تامين لامپ فلورسنت
- كاهش هزينه تامين استارت
- كاهش هزينه تامين چوك 50 و 100 هرتز
- كاهش هزينه نگهداري و تعميرات روشنايي به علت عمر بالاي لامپ LED و گارانتي 2 ساله
- كاهش تامين باطري در واگنها به علت مصرف پايين چراغها و در نتيجه عدم فرسوده و دشارژ باطري ها
- كاهش سايز و قيمت خريد باطري ها به علت عدم نياز به جريان دهي بالا ( كاهش ظرفيت باطري از 12 بلوك باطري 350 آمپر ساعتي به دو عدد باطري 12 ولتي 150 آمپر ساعت- نوع پارسي)
- كاهش هزينه نگهداري و تعميرات ژنراتور و جعبه دنده
- حذف مدار و لامپ و سرپيچ چراغ اضطراري به علت DC شدن مصرف روشنايي
- ساده تر شدن تابلو برق واگنها ( حذف مدار و قطعات سيستم 220 ولت )
- مهمترین مزیت این نوع چراغ کم مصرف بودن آنها می باشد به طوریکه کل سیستم روشنایی در یک واگن ( با ولتاژ 110ولت) یک و نیم آمپر می باشد یعنی سیستم روشنایی می تواند حداقل 30 شبانه روز روشن بماند و نیازی به شارژ باطری ها نباشد (در واگنهای خود انرژی با باطری موجود 420 آمپر ساعت روی واگن)
طرح جايگزيني لامپهاي LED به جاي لامپهاي التهابي در واگن استيم
هدف از این پروژه جایگزینی لامپهای LED بجای لامپهای التهابی برای بازدهی و کارایی بیشتر میباشد.
مزاياي چراغ LED
- بزرگترين برتري LED عمر مفيد آن است. LEDها 100 هزار ساعت عمر مفيد دارند در حاليكه عمر مفيد لامپهاي التهابي تنها 1000 ساعت است
- کاهش توان مصرفی واگن مولد بخار با عنايت به محدودیتها و مشکلات لکوموتیو در تامين برق (حدود یک پنجم)
- حرارت توليدي توسط لامپ LED بسيار ناچيز ميباشد و علت آن پايين بودن ميزان مصرف انرژي مي باشد و اين خاصيت از گرم شدن و آسيب رساندن به قابها و حبابها محافظت مي كند اما لامپهاي التهابي باعث ذوب شدن مي باشد
- قابليت استفاده در درجه حرارت 40- درجه و 85+ درجه سيلسيوس
- افزايش بازده در شرايط كاهش جريان در لامپ LED ولي در لامپهاي التهابي با كاهش جريان شدت روشنايي كاهش يافته
- قابل رويت بودن نور LED نسبت به لامپهاي التهابي به ميزان 10 برابر
- به كارگيري لامپهاي LED با ولتاژ بسيار پايين كه در لامپهاي التهابي ميسر نمي باشد
- عدم وجود پرتوهاي فرا بنفش و مادون قرمز
- مصرف پایین انرژی این لامپها ( مصرف جریان هر کدام از این لامپها 09/0 آمپر که با 74 ولت DC کارمی¬کند مصرف جریان درهر واگن 72/0 آمپر می باشد
معایب لامپ التهابي در استيم
- طول عمر کوتاه
- مصرف انرژی بالا
- حساسیت بالا به گرما و لرزش
- نوردهی بسیار پایین
طرح جایگزینی لامپهای LED بجای لامپهای التهابی و مهتابی در سایر واگن ها
واگن های روسی
در این طرح مانند قطارهای دانمارکی چراغهای مهتابی با چراغ LED جایگزین گردیده که نتایج و محاسبات آن مشابه آنها میباشد. نمونه این پروژه نیز اجرا گردیده است.
واگن های آلمان غربی
در این طرح بجای لامپهای رشتهای در راهرو واگن آلمان غربی (سبز) از لامپهای LED استفاده میگردد. این طرح بصورت آزمایشی بر روی یک قطار از تاریخ 25/8/88 اجرا گردید که نتایج آن بسیار مطلوب بود و هیچگونه خرابی گزارش نگردیده است.
واگن های ترانست
در این قطارها نیز بجای لامپهای مهتابی میتوان از لامپهای LED استفاده نمود که این طرح نیز به تعداد 100 عدد چراغ LED بصورت آزمایشی اجرا گردیده است که نتایج آن بسیار مطلوب میباشد.
