Nedavno je opširno pisano o izradi solarnog kolektora u Osnovnoj školi „Žarko Zrenjanin“ u Izbištu. Kolektor je urađen, izvršena su odgovarajuća merenja njegove efikasnosti, ali se stalo sa ugradnjom. Kao prvo, trebalo je odlučiti gde će se kolektor postaviti i šta treba od ostale opreme. Drugi zadatak se odnosio na njegovu potpunu praktičnu primenu, što je glavni cilj projekta koji su finansirali Pokrajinska vlada Vojvodine i Skupština opštine Vršac, uz saradnju sa „Cefix-om“ iz Vršca.

Pošto kolektor ima masu 65 kg (težina: 637,65 N), a postavlja se na zid pod odgovarajućim uglom (oko 60⁰), koji zavisi od srednjeg ugla Sunčevih zraka u toku godine, veoma je bitno da njegovi nosači budu čvrsti i stabilni (metalni) i bez pomeranja zbog udara vetra na čeoni deo. Napravljen je globalan proračun materijala za montažu i elektroniku, što će finansirati škola, jer se kolektor ugrađuje na bočnom zidu biblioteke, koja se nalazi u novom delu školske zgrade. Preduzete su mere na kompletiranju elektronike koja je potrebna za rad kolektora. Pre svega, planirana je ugradnja diferencijalnog termperaturnog prekidača (sa operacionim pojačavačem LM741) koji upravlja sa uključenjem ventilatora kod zadate vrednosti temperaturne razlike ( Δt = tu – ts, tu: unutrašnja temperatura, ts: spoljašnja temperatura). Pored elektronike za upravljanje ventilatorom, koji pokreće protok vazduha kroz komore, planirana je i ugradnja elektronskog termometra, koji će prvenstveno služiti za eksperimentalna merenja na časovima sekcije „Mladi fizičar“ i na nekim časovima iz nastave fizike ( kalorika u VII razredu). Termometar je već urađen sa velikom preciznošću očitavanja temperature u sredini gde se nalazi njegova osetljiva sonda (KTY81-210). Slične sonde se koriste i kod diferencijalnog prekidača. Temperaturni rele sa jednim senzorom prati kretanje temperature u odnosu na ambijent. Diferencijalni temperaturni regulator, ili prekidač, prati kretanje tepmerature na drugom senzoru koji je spojen na operacioni pojačavač. Tačnije rečeno, senzori su spojeni na ulaze u operacioni pojačavač.

Napajanje cele elektronike vršiće se jedinicom za napajanje koja se koristi u računarima, zbog njene stabilnosti (napon i jačina struje), te mogućnosti izbora napona ±5V i ±12V. Za ovu varijantu smo se opredelili zbog mera bezbednosti (naponi koji nisu opasni po život), ali i zbog stabilne struje za rad ventilatora na ulazu u komore solarnog kolektora. Ispravljačkoj jedinici („čoper-napajanje“) će biti dodat jedan NiCd akumulator (7 Ah, 12V), sa posebnim delom za njegovo stalno dopunjavanje. Akumulator će biti automatski uključen (preko posebnog relea) u slučaju nestanka struje, tako da će zameniti napajanje svih elektronskih komponenti i u vanrednim uslovima rada. Najosetljiviji deo elektronike će biti pravilno dimenzionisanje punjenja NiCd akumulatora, koji u slučaju lošeg proračuna može brzo da strada, a njegova cena je još uvek visoka, tako da se ne isplati površnost u tom delu posla. Elektronika za regulaciju punjenja se prilagođava vrsti NiCd akumulatora, što se razlikuje u odnosu na olovne akumulatore. Takvi proračuni se rade na časovima sekcije iz fizike sa učenicima osmog razreda.

Sve planirane poslove će raditi učenici na časovima sekcije „Mladi fizičar“, zajedno sa predmetnim nastavnikom, što ih stavlja u poziciju da na najbolji način primene teoriju u praksi. U toku druge faze implementacije biće proučene i druge mogućnosti dogradnje, sve sa ciljem da korišćenje kolektora bude ekonomično, svrsihodno i potpuno automatsko po pitanju upravljanja.

Autor: Hasan Helja

Već smo o tome pisali, da će prema propisima EU klasičnim (inkandescentnim ) sijalicama odzvoniti u septembru 2012. godine. Moguće je da se još izvesno vreme zadrže u upotrebi, ali se neće proizvoditi, te će ih na tržištu biti sve manje. Njihova alternativa su štedljive ( kompaktno fluorescentne sijalice  - KFS ili CFL ), kojima je osnovna mana postojanje žive, ali i LED-sijalice, kao verovatno moguće rešenje u skoroj budućnosti masovnije primene.
    
Od prve Edisonove sijalice sa užarenim štapićem, pa do danas malo šta se promenilo u našim pokušajima da osvojimo noć. Tek je u posljednjim pokušajima poluprovodnička tehnologija ponudila revolucionaran i nov način pretvaranja električne u svetlosnu energiju. Svi su izgledi da će svetleća dioda ( ili LED, Light Emitting Diode ) postati izvor svetlosti budućnosti. Brojne su prednosti što je LED rasvetu učinilo tako privlačnom. Na prvom mestu je visoka efikasnost pretvaranja električne energije u svetlosnu, male dimenzije svetiljki, lako podešavanje boje i osvetljenja, duži radni vek i to bez naglog pregorevanja izvora svetla, odsustvo infracrvenog i ultraljubičastog opsega, otpornost na udarce i vibracije, trenutno postizanje pune snage kao i otpornosti na često uključivanje i isključivanje.
    
Pored nabrojanih prednosti, tu su i neki nedostaci: pre svega, još uvek visoka cena i neophodnost ugradnje ispravljača stabilisanog napona, neophodnost hlađenja, spektralna karakteristika svetla koje proizvode beli LED-ovi, kao i usmerenost svetlosnog zračenja ( LED sijalica ne sija na sve strane, već usmereno ).
    
Osim podele po boji, potrebno je upoznati se sa osobinama raznih oblika LED sijalica. Grubo ih možemo podeliti na LED-ove u plastičnom kućištu, na minijaturne SMD (Surface Mounted Device) i na LED-ove velike snage, koji imaju metalnu površinu za termički kontakt sa hladnjakom. Ovi poslednji najzanimljiviji su za rasvetu. Klasifikovani su standardno kao LED-ovi snage 1 W, 3 W, 10 W, 20 W, a postoje i snažniji, mada deklarisanu snagu treba shvatiti uslovno. Za svaku od njih navedena je maksimalna jačina struje koju mogu da podnesu. Recimo za LED snage 1 W, bez obzira na boju, maksimalna jačina struje je 350 mA, a za 3 W ona iznosi 700 mA.
    
Od LED svetiljki najjednostavije je kupiti trake na koje su zalemljeni SMD LED-ovi i minijaturni otpornici za ograničenje struje. Komercijalni naziv je flex trake, a čine ih štampane ploče koje su tako tanke ( nekoliko desetina mikrometara ) da su fleksibilne, dok na poleđini imaju samolepljivi sloj. Cena im je između 7000 i 15 650 dinara za rolnu od 5 m. Na rolni je između 270 i 600 LED-ova, već povezanih tako da su po tri LED-a vezana na red sa otpornikom, pa se sve napaja stabilisanim naponom od 12 V. Prosečna cena za jedan LED je, dakle, 26 dinara, a ukupna struja koju „vuče“ jedna traka od 5 m je između 1,8 i 8 A, zavisno od broja i vrste ugrađenih LED-ova.
    
Drugo rešenje je veliki broj standardnih LED-ova u plastičnom kućištu prečnika 5 mm. Mada ovo rešenje nije skupo, ne preporučuje se, jer treba uložiti trud i nešto sredstava u izradu štampane pločice, a problem dobrog hlađenja ostaje nerešen, jer ni ove diode nisu predviđene za osvetljavanje prostorija.
    
Najbolje je koristiti LED-ove velike snage, koji su konstrukcijski prilagođeni za rasvetu. Cena je uglavnom proporcionalna snazi ( oko 1 do 3 eura po vatu, zavisno od proizvođača ), pa je uvek bolje opredeliti se za veći broj slabijih LED-ova, kao što su oni od 1 W. Razlog za ovo je hlađenje – svaki od LED-ova će emitovati manju količinu toplote, pa će i temperatura kristala biti niža, što produžava radni vek. Ove LED-ove treba obavezno montirati na hladnjak, za što će dobro poslužiti i običan aluminijski lim.
    
Što se tiče boje, za osvetljenje su logičan izbor beli LED-ovi, ostaje samo da se opredelimo za tople boje (2700-4000 K) ili hladne boje ( 5000-6500 K). Izbor zavisi od ukusa, mada je bolje uzeti tople boje, jer se pokazalo da je toplo svetlo pogodnije za osvetljavanje stambenih prostorija.
    
Za luksuzne zahteve imamo na raspolaganju RGB LED-ove. Najbolje je opredeliti se za pojedinačne crvene, zelene i plave LED-ove – razlog je opet hlađenje kristala LED-a. Ovo nameće problem dobrog mešanja svetla, što je moguće samo ako se koristi indirektno difuzno svetlo, ili barem difuzor ispred LED-ova. S druge strane, pojedinačni LED-ovi u boji omogućavaju nam da dobijemo specijalne efekte svetlosti, recimo da rasvetno telo emituje samo bojeno svetlo, a da je prostorija, ipak, osvetljena belo.
    
Zaključimo: Objektivno gledano LED-rasveta je još uvek skupa, pre svega kada se procenjuje početna investicija. Napaja se stabilisanim jednosmernim naponom, što, pored nabavke LED-osvetljenja, traži dodatno ulaganje.  Međutim, prema realnim predviđanjima, njena cena će brzo padati. Izvesno je da ćemo uskoro imati LED-ove koji su dovoljno jeftini i snažni za sve vrste rasvete radnog i stambenog prostora. Pretpostavke su da ćemo za dve do tri decenije imati neuporedivo svetlije gradove, puteve, parkove i sportske terene.
    
IZVORI SAZNANJA:

• Voja Antonić: „LED rasveta u stanu i radnom prostoru“ (PC Press, 2010.),
• „Promont“ Komerc, 2012. godine, „Mikro“, časopis (2012/1)
• Internet sa sličnom tematikom.

Najštedljivija sijalica je ugašena sijalica, hteli, ili ne, mudra je misao svakog praktičara koji sebi i drugima želi obezbediti optimalne dnevne i noćne uslove rada i života. Često se zapitamo koje su sijalice bolje, da li klasične sa grejnim vlaknom, ili neka štedljiva, kojih na tržištu ima po nekoliko vrsta i namena.

Interesantno je da postoji plan povlačenja inkandescentnih ( klasičnih ) sijalica sa tržišta EU prema sledećoj dinamici:

• 01.09.209. – sve matirane klasične i bistre sijalice snage iznad 80 W,
• 01.09.2010. – matirane klasične sijalice snage iznad 65 W,
• 01.09.2011. – bistre klasične sijalice snage iznad 45 W,
• 01.09.2012. – bistre klasične sijalice snage iznad 45 W,
• 01.09.2016. – sijalice energetske klase „C“ ( halogene „energy saver“ sijalice ).

Kao bazične činjenice za ovakve mere navode se: klimatske promene su evidentne, sma- njenje globalne emisije CO2, fluorescentni izvori svetlosti su efikasniji od inkandescentnih, političari trgovci i proizvođači stvaraju dogmu o kompakt fluorescentnim sijalicama (u daljem tekstu KFS) kao odličnoj alternativi klasičnim sijalicama, javnost nije dovoljno upoznata sa svim aspektima upotrebe KFS, odnosno ukupnim aspektom energetskih, ekoloških i zdravstvenih bilansa njihovog korišćenja.

Za proizvodnju KFS potrebno je od 6 do 40 puta više energije u odnosu na klasične sijalice. Od materijala je potrebno: staklo, lim, bakar, kalaj, živa, olovo, antimon, barijum, arsen, itrijum, jedinjenja fosfora, cink-berilijum silikat, kadmijum-bromid, jedinjenja vanadijuma, torijum i plastika. Kod proizvodnje klasičnih sijalica potrebni su samo: staklo, lim kalaj, bakar i volfram. Svi sastojci su potpuno netoksični i jednostavno se recekliraju.

Kompaktna fluo sijalica snage 11 W ekvivalentna je klasičnoj sijalici snage 60 W. Razlika u svetlosnom fluksu „ekvivalentnih“ sijalica je 15-20 %. Takve sijalice nisu pogodne za korišćenje u svetiljkama sa lošom ventilacijom (zatvorenim plafonjerama i zidnim svetiljkama, ugradnim i poluotvorenim svetiljkama) zbog osetljivosti integrisane eleketronike na visoke temperature. Može se računati da 50 % svetiljki u domaćinstvima nije prikladno na KFS, te zabrana klasičnih sijalica iziskuje dodatne troškove kupovine novih svetiljki.

KFS dostižu maksimalni svetlosni fluks od 30 do 60 s nakon paljenja, što može biti iritirajuće pri kratkim boravcima u prostoriji. Za razliku od KFS, klasične sijalice su standardnih oblika i veličina. Standardne KFS ne mogu se koristiti sa postojećim dimerima za inkandescentne sijalice, kao ni sa elektronskim prekidačima. Dimabilne KFS su izuzetno skupe. Temperatura boje svetlosti KFS se ne snižava pri dimovanju ( slabost u poređenju sa klasičnim sijalicama ). Kvalitet svetlosti klasičnih sijalica superioran je u odnosu na sve ostale izvore svetlosti. Razlog tome leži u kontinualnom spektru, koji svetlost inkandescentnih izvora čini najpribližnijoj Sunčevoj svetlosti na koje je ljudsko oko adaptirano tokom miliona godina evolucije.

Postoje velike razlike u deklarisanom veku trajanja klasičnih sijalica i KFS, gde je prednost kod ovih drugih, mada se i tu uzimaju idealni uslovi korišćenja. Interesantno je da kod jednih i drugih vek trajanja skraćuje često paljenje i gašenje. Prosečan vek trajanja KFS je od 2-3 hiljade časova, a kod klasičnih sijalica znatno kraći. Troškovi reciklaže jedne KFS kreću se od 0,3 do 1,00 eura, što nije ekonomski isplativo i vrši se samo u svrhu bezbednog odlaganja žive. U Srbiji, kao i u većini zemalja sveta, ne vrši se reciklaža KFS, te živa iz sijalica završava na deponijama smeća, a na kraju u podzemnim vodama, rečnim tokovima i u lancu ishrane. Ovo može imati nesagledive posledice u slučaju masovnijeg korišćenja KFS. Pretpostavke za uspešnu reciklažu su disciplionovani konzumenti.

Među štedljive izvore energije spadaju i LED sijalice ( o kojima ovde nije bilo reči), koje će najverovatnije postepeno zameniti KFS i klasične sijalice sa grejnim vlaknom. One su još uvek skupe, ali daju kvalitetno svetlo i manje su opasne po okolinu po pitanju proizvodnje, upotrebe i reciklaže.

Na kraju recimo šta treba preduzeti kada se KFS razbije u stanu: otvoriti prozor i napustiti prostoriju, provetravati oko 15 minuta. Sakupiti pažljivo staklene ostatke sijalice bez direktnog dodira sa kožom, lepljivom trakom sakupiti sitne ostatke stakla, a pod obrisati mokrom krpom. Sve predmete, kojima smo čistili prostoriju, treba odložiti u plastičnu kesu i dobro je zatvoriti. Odeću, ili posteljinu na koju su pali delovi sijalice ne treba više upotrebljavati, već ih treba baciti. Za razliku od KFS, kod razbijanja klasične sijalice treba pažljivo pokupiti komadiće stakla, spakovati u plastičnu kesu i odložiti u kontejner. Kod razbijene klasične sijalice nema nikakvih štetnih isparenja.

Zaključimo: upotreba kompakt-flurescentnih sijalica (KFS) za radne i spavaće sobe nije preporučljiva, ali je preporučljiva za stepeništa, hodnike, pomoćne prostorije i dežurna svetla. Njihova masovnija upotreba zahteva sve propisane mere reciklaže u cilju zaštite života i zdravlja čoveka.

IZVORI INFORMACIJA: Nebojša Radivojević, Savetovanje „Osvetljenje 2009.“ i Web strana. www.savethebulb.org