بررسي شبهات فني و مزاياي فني- اقتصادي جايگزيني عمومي لامپ ‎‎ هاي كم ‎ مصرف

1. بررسي شبهات فني و مزاياي فني- اقتصادي جايگزيني عمومي لامپ‎‎هاي كم‎مصرف امير شريف‎يزدي سيدمهدي جعفري نادر خاني شركت برق منطقه‎اي يزد

2. مهمترين دغدغه فنيِ ترويج لامپ‎‎هاي كم‎مصرف • آيا استفاده درسطح وسيع و عمومي لامپ‎‎هاي كم‎مصرف موجب افزايش درصد هارمونيك‎‎‎‎ها و كاهش ضريب‎‎قدرت شبكه برق‎‎رساني مي‎شود؟ اثرات جانبي و نگراني‌هاي استفاده از فيلتر • آيا نياز به نصب فيلتر باتوجه تاثير محسوس آن در كاهش عمر، افزايش تلفات و افزايش قيمت لامپ‎‎هاي كم‎مصرف و همچنين كاهش استقبال عمومي در استفاده از اين لامپ‎‎ها، مي‎باشد؟

3. در بخش فني اين مقاله ، نتايج نصب عمومي حدود 460 شعله لامپ كم‌‌‎مصرف بدون فيلتر ضريب‌قدرت و هارمونيك، در دو روستاي دستگردان و هودر از توابع عشق‎‎آباد طبس در اواخر شهريور 1381 بررسي مي‌شود.

4. نتايج پژوهش انجام شده در هشت كشور اروپايي و استراليا مزايا و موقعيت روش جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎‎مصرف دربين روش‎‎هاي مديريت بار و انرژي

5. جايگزيني عمومي اين لامپ‎‎ها درحد پتانسيل بالقوه جايگزيني كشور (حدود 80ميليون شعله لامپ) مشكلات متعددي دارد و حتي پنج درصد اين پتانسيل بالقوه لامپ خريداري و توزيع نشده است. • دو مشكل اصلي جايگزيني عمومي لامپ‎‎هاي كم‎مصرف : • محدوديت قدرت خريد مردم • شبهه افزايش هارمونيك‎‎‎‎هاي شبكه

6. بررسي تجربي مشكل دوم (شبهه فني) با نصب لامپ‌‎هاي كم‎مصرف در يك منطقه نمونه قابل بررسي است.شبيه اين بررسي در مناطق‎‎نمونه كشورهايي مانند سوئد، اتريش و ... انجام شده. • انتخاب منطقه عشق‎‎آباد طبس باتوجه‎به مشكلات افت‌ولتاژ و قدرت خريد كم روستاييان انجام شد تا علاوه بر بررسي تجربي، كيفيت ولتاژ يك منطقه روستايي بهبود يابد.

7. وضعيت عمومي قبل و بعد از نصب لامپ‎‎هاي كم‎مصرف جايگزيني كامل و اظهار رضايت اكثر قريب به اتفاق مشتركين علي‎رغم كاهش شدت روشنايي جايگزيني با لامپ‎‎هاي 200 ، 250 و 300 وات ناشي از مجموع عواملِ يكنواختي نور لامپ كم‏‏‏مصرف ، كاهش مصرف‏ ، توزيع رايگان و ... • عدم اصرار و اجبارِ جايگزيني به‌ويژه با لامپ‌هايWِ200و بيشتر، مدنظر بوده ولي كليه مشتركين و حتي كساني كه از كاهش شدت روشنايي اظهار نارضايتي كرده بودند، موافقت خود را با جايگزيني لامپ‌هاي كم‏‏‏مصرف رايگان اعلام نمودند.

8. تأثير جايگزيني لامپ‌ها بر شاخص‌هاي الكتريكي مقادير شاخص‌هاي اصلي قبل و بعداز نصب لامپ‌هاي كم‏‏‏مصرف در روستاي دستگردان

9. V 214 210 زمان اندازه‌گيري 200 قبل از نصب بعد از نصب تأثير جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف بر ولتاژ • ميانگين‌بهبود ولتاژ هر فاز از ابتداي فيدر حدود 3.7ولت (1.8%) • افزايش ولتاژ ابتداي فيدر فشارضعيف، برخلاف افزايش ولتاژ نقاط مياني و انتهايي به‎سادگي با كاهش بار حاصل نمي‌شود.

10. A 48 41 زمان اندازه‌گيري قبل از نصب بعد از نصب تأثير جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف بر جريان • مجموع جريان سه‏‏‏فاز از 144.5 آمپر به‌122 آمپر كاهش يافته است. به‏بيان ديگر حدود 16 درصد جريان فيدر فشارضعيف در پيك بار كم شده‏ است.

11. تأثير جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف بر بار راكتيو • ضريب‏قدرت ميانگين سه‏‏‏فاز از حدود 0.91 به‌ حدود 0.88 (حدود 3.3%) كاهش يافته ولي بار راكتيو افزايش نيافته است ! علت : ِ كاهش محسوس‌ توان‌اكتيو فيدر فشارضعيف (جايگزيني لامپ‎‎هاي رشته‎‎اي) و ثابت‎ماندن بقيه بارهاي راكتيو

12. Q S1 S2  2  1 P1 P2 Cos 2<Cos1 حتي با فرض فيلتركامل و ضريب‏قدرتِ يك براي لامپ‌هاي كم‏‏‏مصرف، پس‏‏‏از جايگزيني و كاهش توان اكتيو فيدر، توان راكتيو فيدر به‏‏‏دليل تغيير نيافتن بارهاي ديگر، كاهش نمي‏‏‏يابد، ازاين‏‏‏رو مقدار نسبي توان اكتيو به‌ راكتيو و نيز عدد ضريب‏قدرت كوچكتر مي‏شود.

13. در بررسي تئوري حدودVARً25به‌ فيدر، توسط هر لامپ كم‏‏‏مصرف روشن با ضريب‏قدرت حدود 0.6 و جمعاًKVARً1.9به‎ بار راكتيو روستاي دستگردان اضافه مي‎شود. معادل اين ميزان بار راكتيو كه در اثر توزيع حدود 190 شعله لامپ براي 64 مشترك افزايش يافته، توسط 4 يا 5 كولرآبي از شبكه دريافت مي‎شود. • عملاً همين مقدار كم نيز مشاهده نشده (تفاوت مفهوم ضريب قدرت در محيط‎هاي هارمونيكي)

14. تغييرات توان اكتيو و راكتيو

15. تأثير جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف بر THD ولتاژ • از سال 1374 بحث‎‎هاي متعددي درباره دغدغه افزايش درصد هارمونيك‎‎هاي شبكه ناشي از به‎كارگيري تعداد انبوه لامپ‎‎هاي كم‎مصرف در كشور مطرح و نهايتاً شاخص‎‎هايي فراتر از حدود مجاز استانداردهاي جهاني، براي خريد لامپ‎‎هاي كم‎مصرف در داخل كشور تعيين شده است. • THD ولتاژ هر سه‎فاز فيدر فشارضعيف روستاي دستگردان، قبل و بعد از نصب 190 شعله لامپ‎‎ كم‎مصرف تغيير محسوسي نداشته و درحد 1.9% (باتوجه‎به دقت دستگاه اندازه‎گيري) بوده‎است.

16. نتايج تجربي مشابه مطالعات متعدد داخلي و خارج كشور: • پس از نصب تعداد زياد لامپ‎كم مصرف بدون فيلتر هارمونيكي و با THD نامطلوب، باتوجه‎به هم‎‎پوشاني زاويه آتش لامپ‎‎ها، THD مجموعه لامپ‎‎هاي منصوبه به‎مراتب كمتر از THD يك لامپ منفرد است. • نتايج تجربي منطقه نمونه در استكهلم : باتوجه‎به خنثي شدن اثر هارمونيك‎‎هاي لامپ‎‎هاي‌كم‎مصرف و هارمونيك‎‎هاي ديگر منابع هارمونيك‎‎زا، برخلاف انتظار كاهش اعوجاج ولتاژ حاصل شده است.

17. تأثير جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف بر THD ولتاژ ازآنجاكه مفهوم THD برمبناي درصد بيان مي‎شود، طبيعتاً براي يك لامپ منفرد، اعوجاج جريان نسبت به‎ جريان اصلي (براي لامپ 20وات حدود 200ميلي آمپر) از 100% بيشتر مي‎شود ولي پس از تأثير همپوشاني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف، نسبت به مؤلفه كلي فيدر، درصد اعوجاج ضعيف حاصله، تأثير محسوسي در افزايش THD فيدر نخواهدداشت.

18. كاهش توان اكتيو ناشي از نصب هر لامپ كم‌مصرف

19. سودآوري حاصل از جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف فرضيات • نرخ تنزيل سالانه10% براي محاسبه‏ ارزش حال هزينه‏‏‏ها (بدون اثر تورم) • ذخيره توليد 26% • دوره مطالعه معادل عمر تأسيسات 30 سال هزينه تأمين مطمئن يك‌كيلووات مصرفِ ساعات پيك در سطح انتقال بااحتساب هزينه‌هاي ثابت و متغير ازسوي معاونت برنامه‎ريزي سازمان توانير حدود $1400 اعلام‏ شده‏.

20. سودآوري حاصل از جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف... • هزينه‏‏‏ تأمين مطمئن هر KW توان الكتريكي در سطح ولتاژ فشارضعيف‏ براي ساعات پيك بار ، باتوجه به‌ حدود 25% تلفات پيك‎‎بار انرژي الكتريكي از سطح فشارضعيف تا سطح ولتاژ انتقال‏ حدود $1750 ميگردد{درصد تلفات پيك بار باتوجه‎به رشد متناسب با توان دوم جريان حدود 1.5 برابر درصد تلفات كلي انرژي الكتريكي است}.

21. سودآوري حاصل از جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف... با منظورنمودن KW/$ِ500ارزش معادل تأسيسات انتقال و توزيع {بدون احتساب هزينه‎هاي نگهداري و… } ، هزينه كل حدود KW/$ِ2250ِ(18ميليون‎ريال) مي‏‏‏گردد. (در محاسبه‏ اين شاخص، هزينه‏‏‏هاي اجتماعي منظور نشده و به‌همين دليل اعداد بزرگتر از آن نيز مي‎تواند استفاده شود، از اين‎‎رو حتي اين عدد نيز با تقريب نقصاني همراه است) • درصورت كاهش يك كيلووات مصرف‏ ساعات پيك‎‎بار، حدود 18ميليون ريال از سرمايه‏گذاري مجدد موردنياز براي توسعه تأسيسات صنعت برق صرفه‏‏‏جويي مي‏شود.

22. سودآوري ملي جايگزيني رايگان لامپ‎‎هاي كم‎مصرف • كاهش33 وات توان الكتريكي (تأثير ميانگين جايگزيني هر لامپ) معادل 594هزار ريال صرفه‎جويي (از منظر سرمايه‎گذاري مجدد احداث تأسيسات جديد توليد ، انتقال و توزيع) به‎همراه دارد.

23. خريد ، توزيع و نصب رايگان هر شعله لامپ كم‎‎مصرف Wِ20جمعاً 20 هزارريال (2000+18000) هزينه دارد. اگر روند كاهش بهاي لامپها را برمبناي قيمت‎‎ ثابت سال جاري تنها 10% در هر سال فرض نماييم، باتوجه‎به عمر تقريبي حدود پنج سال براي لامپ‎‎هاي كم‎مصرف (در كاربري متعارف) بهاي پنج شعله لامپ براي جايگزيني در ميانگين طول عمر تقريبي25سال تأسيسات صنعت برق (عمدتاً نيروگاه‎‎‎‎ها) حدود 40800ريال و بافرض ثابت بودن هزينه نصب (برمبناي قيمت ثابت سال جاري) هزينه خريد و نصب جمعاً حدود 50800ريال خواهدشد.

24. توجيه اقتصادي جايگزيني رايگان لامپ‎‎هاي كم‎مصرف جايگزيني لامپ‎‎هاي كم‎مصرف ، بيش از 11 مرتبه ارزانتر از توسعه تأسيسات صنعت برق مي‎توان انرژي الكتريكي مورد نياز و مطمئن براي مصرف در سطح فشارضعيف را تأمين نمود.

25. نتيجه‎گيري و جمع‎‎بندي جايگزيني عمومي و رايگان لامپ‎‎هاي كم‎مصرف • 1.8% بهبود ولتاژ ابتداي فيدر فشارضعيف • 16% كاهش جريان فيدر • 17% كاهش توان اكتيو فيدر • عدم تأثير محسوس بر توان راكتيو فيدر علي‎رغم كاهش ضريب قدرت به‎ميزان 3.3% • عدم تأثير محسوس بر THD ولتاژ • كاهش 33وات از توان مصرفي فيدر به‎ازاي هر لامپ توزيع شده • سودآوري قابل ملاحظه‎‎ملي نسبت به سرمايه‎گذاري موردنياز جهت ‎توسعه تأسيسات صنعت برق (بيش از 11مرتبه ارزان‎‎تر)