( HPS) الكوابح اإللكترونية مع لمبات الصوديومبإستخدام التوفير جمعية مهندسى ترشيد الطاقة -محمد هالل / راسة مقدمة من د د

إلعتام ومتدرجة لالكوابح إلكترونية قابلة استخدامتهدف هذه الدراسة إلى بيان نسب الوفر الذى يمكن تحقيقه عند

Dimmable) ) مع لمبات الصوديوم ذات الضغط العالى فى إضاءة الشوارع.

- : مقدمة واالماكن التى لصوديوم ذات الضغط العالى هى األكثر شيوعا وإستخداما فى إضاءة الشوارع لمبات ا

واللمبات فى حد ذاتها ذات كفاءة عالية إال أنها تحتاج إلى كابح ال تحتاج الى كفاءة تباين لاللوان

ة استهالك تضاف بالتالى الى قدرلى قدرة اللمبةمن إجما% 02الكابح يستهلك حوالى وهذا لتشغيلها

الدائرة

وفى حالة إرتفاع الجهد عن القيم )فولت 112 ~ 58) من تحتاج هذه اللمبات إلى جهد تشغيل حوالى

إرتفاع الجهد لمدىطبقا اضائتهاو تنخفض كفاءة المبات ينخفض عمر تشغيل% ( 6+ )المسموح بها

.

بغض النظر عن جهد المنبع الذى اللمبة تثبيت الجهد على قطبى هظهرت الحاجة إلى وجود كابح يمكن

. لذا ظهر الكابح االلكترونى قد يختلف خالل أوقات التشغيل المختلفة إلى قيم أعلى من القيم المحددة

تقنيات الكوابح االلكترونية

سية طبقاً الكوابح االلكترونية المخصصة الضاءة لمبات الصوديوم ذات الضغط العالى تنقسم الى ثالثة تقنيات اسا

-: لتردد تشغيل اللمبات

ذبذبة فى الثانية وهذا النوع 822 اقل منوهى الكوابح التى تعمل على تردد الكوابح ذات التردد المنخفض .1

نسبة الفاقد داخل هذا النوع من الكوابح يظل فى المستوى ومن الكوابح هو الجيل االول للكوابح االلكترونية

مرتفع السخونة نظراً النه يعمل على الترددات المنخفضة التى تؤدى الى زيادة كما انه فى الغالب >% 10

ال يستطيع ان يحسن من اداء معامل تأكل عمر اللمبات وال يستطيع التغلب والكابح المصمم بهذه التقنيةالفقد

ن يكون مزود على ظاهرة الزغللة نظراً النه يعمل على التردد المنخفض ويمكن لهذا النوع من الكوابح ا

كوابح الغير من الطاقة المستهلكة مقارنة مع ال% 82التى يمكنها التوفير ( Dimming) بتقنية االعتام

احداث رنينبدون لمبات الميتاهاليد ايجابيات هذا النوع هو القدرة على تشغيل مزودة بهذه التقنية واهم

امبير للكابح 02والذى يصل الى ( In Rash Current) ء اللحظي واكبر السلبيات هو ارتفاع تيار البد

ميكرو ثانية 002الواحدخالل اول

وهى تقنية كان الغرض تمتاز بخفة الوزن وصغر الحجم الكوابح االلكترونية ذات التردد المرتفع جداً و .0

ن اهم مميزات وممنها امكانية تشغيل لمبات الميتاهاليد او الصوديوم ذات الضغط العالى على نفس الكابح

للمبات الميتاهاليد وهى مصممة اصال% 12هذه التقنية هو انخفاض نسبة الفاقد داخل الكابح والذى يقل عن

لتفادى ظاهرة الرنين

6/1

( HPS) الكوابح اإللكترونية مع لمبات الصوديومبإستخدام التوفير جمعية مهندسى ترشيد الطاقة -محمد هالل / راسة مقدمة من د د

وهى احدث تقنية ظهرت فى مجال اضاءة لمبات الصوديوم باستخدام الكوابح تقنية التردد المتوائم .0

بحيث ال يكون هناك ج تردد منخفض مع تردد عالى فى نفس الوقتااللكترونية ويكون ذلك عن طريق دم

بحيث يمحو التردد السالب التردد الموجب + و –رنين اصالً نظراً الن التردد يتمحور بين

high frequency modulated with low frequency ))

ن هذه التقنية تمنع تماماً ظاهرة التردد باالضافة الى ا% 5وتمتاز هذه التقنية بان الفاقد داخل الكابح اقل من

تضاعف من عمر اللمبات وتعمل على تحسين معامل تأكل الفيض الضوئى ليصل الى حوالى والداخلى

ويمكن ساعة بالتقنيات االخرى 10222بعد % 02ساعة مقارنة مع 02222بعد اكثر من % 58

االولى ان تكون قابلة لالعتام والتحكم كما ان هذا النوع من لهذه التقنية التى هى تقنية رقمية من الدرجة

قابل للبرمجة المتدرجة القابلة للتغيير والتحكم طبقاً الحتياجات االضاءة وطبقاً الحتياجات يكونالكوابح

وتمتاز باالعتمادية كما ان هذه التقنيات قابلة للعمل ضمن منظومات ادارة الطلب على الطاقة الطاقة

نظراً النها تقنية رقمية فانها تكون متفوقة ى العمل فى الظروف الشاقة كما انها دة وقدرتها المدهشة علالشدي

على التقنيات االخرى ومزودة باليات امان متقدمة

ءة لمبات الصوديومالكوابح اإللكترونية المستخدمة إلضافئات

. ( Static ) كابح إلكترونى عادى - أ

. ( Dynamic )والتحكمقابل لإلعتام رقمى كابح إلكترونى - ب

: كابح إلكترونى عادى - أ

المغناطيسيمن الطاقة المستهلكة مقارنة مع الكابح % 6يمكن للكابح اإللكترونى العادى أن يوفر حوالى -

حيث يحتاج الكابح المغناطيسى فى بداية اإلقالع إلى ( Soft Start) فائدة البداية الهادئة يضاف إلى هذا -

وات مقارنة مع الكابح اإللكترونى الذى 100لمبة قدرة أمبير ل 2وات وإلى 150أمبير للمبة قدرة 0حوالى

( االنواع المتوائمة فقط ) أمبير 2.0فى بداية اإلقالع عن استهالكهيتعدى ال

يتعدى مقارنة مع الكابح المغناطيسى الذى ال% 98ص بالكوابح اإللكترونية أعلى من معامل القدرة الخا -

التى تؤثر بشدة على التوافقيات وتؤدى ات تصحيح معامل القدرة مكثف باستخدامبعد التصحيح % 88نسبة

.الى تشوه الموجة بشكل سىء

المغناطيسيللكابح < % 02 مقارنة مع% 10تبلغ نسبة التوافقيات الخاصة بالكابح اإللكترونى أقل من و

.

:قابلة لإلعتام والتحكم رقمية كوابح الكترونية -ب

بإمكانية التحكم فى الخاصة بالكابح اإللكترونى العادى إلضافة إلى كل المميزات تمتاز هذه الكوابح با -

مستوى اإلضاءة طبقا لإلحتياج خالل أوقات الذروة بتخفيض القدرة المستهلكة إلى قيم مقبولة طبقا

( Dimming) ويمكن بإستخدام هذه التقنية لمواصفات إضاءة الشوارع فى خالل ساعات عدم اإلحتياج

برامج التوفير المختلفة طبقاً عند استخدام % 50إلى تصل نسبة التوفير وحقيق وفر فى الطاقة المستهلكة ت

ويتفوق هذا النوع من الكوابح على الكوابح االلكترونية العادية فى مجال المواصفات والقدرة على لالحتياج

. %45تحقيق نسب وفر اعلى بحوالى

2/6

( HPS) الكوابح اإللكترونية مع لمبات الصوديومبإستخدام التوفير جمعية مهندسى ترشيد الطاقة -محمد هالل / راسة مقدمة من د د

كترونية هم معايير الكوابح االلا

:معايير الكوابح االلكترونية هى من اهم

وتمثل هذه القيم القدرة التى 1.0الى 2.5وتكون لها قيم تتراوح بين ( Ballast Factor) معامل الكابح

وتنص معظم المواصفات ( Reference Ballast) امداد اللمبة بها مقارنة مع الكابح القياسىيستطيع الكابح

وات يعطى للمبة قدرة فى 182هى النسبة المتعارف عليها اى ان الكابح قدرة (1)لى ان نسبة رقم العالمية ع

.( % 122اى نسبة كفاءة ) وات فعلى 182حدود

فان معامل الكرست الخاص IECالخاص باللمبة طبقاً للمواصفات القياسية معامل الكرست .1

الكابح والذى يحدد سلوك بمعامل الكرست الخاص بينما ( 1.0 ) باللمبة يلزم ان يكون اقل من

( 1.6 ) مع تيار المنبع يجب اال يتعدى حاجزالكابح

تتعدى نسبة التوافقيات القيم المنصوص عليها فى جداول معامل القدرة والتوافقيات يجب اال .0

( IEEE ) 85كما ان معامل القدرة يجب ان يكون ذات قيم اعلى من %

وهى احدى اهم مميزات الكوابح االلكترونية مقارنة مع الكوابح ( Soft start) ية الهادئة البدا .0

كوابح الكترونية بنفس القدر من الطاقة يتطلبها كابح واحد 12حيث يمكن تشغيل المغناطيسية

مغناطيسى

عديد من المزايا تمتاز الكوابح االلكترونية جيدة الصنع بانها مزودة بال: انظمة الحماية المتقدمة .4

مثل ( Out – Door) مشاكل االضاءة العامة المتطورة التى تجعلها قادرة على التغلب على

وارتفاع الجهد الى قيم تصل الى التعرض المباشر للحرارة والرطوبة والتيارات العابرة

IEC 61347 -1-2-12وطبقاً للمواصفة القياسية فولت عند حدوث اعطال باسالك التغذية 402

مذكورة بالتفصيل فى المواصفات الفنية فان جميع الكوابح يجب ان تتوافر بها معايير امان عالية

IEC 61347-1-2-12 ويلزم ان يتم اختبار مكوناتها للعديد من

التصريح باستخدامها فى حتى يتمالتى تحقق الحد االدنى من معايير االمان اختبارات االمان

: اهم هذه االختبارات االلزامية هىواالضاءة العامة

اختبار ان يكون الكابح مزود بدوائر للحماية عند خلع اللمبة او كسر اللمبة او انتهاء العمر - أ

االفتراضى للمبة

5000حوالى) اختبار ان يكون الكابح مزود بدائرة تعمل على عدم توليد الكابح للجهد العالى -

حالة عدم وجود اللمبة لحماية عمال الصيانة والتركيب طبقاً لما الخاص باالشعال فى ( فولت

16 – 0فقرة IEC61347-2-12جاء بالمواصفة الفنية

عند انقطاع ) اختبار ان يكون الكابح مزود بدائرة تمنع الكابح من اشعال وتشغيل اللمبات شديدة السخونة -

وفى ات اال بعد اختفاء اثر الحرارة تماماً من اللمبة بحيث ال يتم تشغيل اللمب( وعودة التيار فى خالل ثوانى

مع عودة االضاءة IEC 61347-2-12ثانية وذلك طبقاً للمواصفة الفنية 62خالل فترة زمنية ال تقل عن

وذلك السباب تتعلق لعدم انفجار اللمبة وعدم التأثير على عمر ( Flicker) بدون اى اهتزاز وتردد مرئى

ضاءة التى تنخفض بشدة عند اشعال اللمبة اثناء السخونة الشديدة التشغيل وكفاءة اال

3/6

( HPS) الكوابح اإللكترونية مع لمبات الصوديومبإستخدام التوفير جمعية مهندسى ترشيد الطاقة -محمد هالل / راسة مقدمة من د د

تعدى جهد االشعال الصادر من الكابح عن قيمة جهد االشعال المذكور بمواصفات اختبار اال ي -

وبشرط IEC 61347-2-12من المواصفة الفنية 16 – 0اللمبة الفنية وذلك طبقاً للفقرة

فولت 5000االيتعدى جهد االشعال حاجز الـ

عند اجراء اى من هذه االختبارات يلزم ان يقوم الكابح بتشغيل اللمبات بطريقة طبيعية مع عدم -

انبعاث اى شرر او دخان او روائح وان تكون االضاءة ثابتة ومستقرة وليس بها اى اثر

IECمن المواصفة الفنية 10لالرتعاش خالل جميع مراحل االختبارات وذلك طبقاً للفقرة

61347-2-12 .

وفى % 82ويكون هذا االختبار عن طريق تعريض الكابح الرطوبة بنسبة الرطوبةاختبار - ب

خالل حجرة الضباب من درجة وفى مستوى الضغط الجوى العادى 02درجة حرارة ال تتعدى

علماً بأن حجرة اختبار الرطوبة فولت 1482ساعة ثم قياس مقاومة العزل عند جهد 45لمدة

ها مواصفات خاصة مذكورة تفصيالً فى المواصفات التفصيلية للكوابح ل

حرارى وذلك عن طريق تشغيل الكابح ورفع درجة حرارة غرفة التشغيل الى اختبار الفصل ال - ت

112درجة مئوية ومتابعة درجة حرارة جسم الكابح الذى يجب اال تتعدى حاجز 82حوالى

درجة 112لزم ان يكون الكابح مزود بالية تقوم بفصل التيار قبل بلوغ درجة درجة مئوية وي

مئوية لتفادى احتراق او تلف المكونات الداخلية ويلزم فى هذه الحالة ان يكون الكابح قادر على

ية درجة مئو 02 اعادة التوصيل التلقائى عند انخفاض درجة الحرارة الى درجة حرارة الجسم

ولمبات وات مع كابح الكترونى عادى 111دراسة فنية لمقارنة الطاقة المستهلكة والمردود الضوئى لمبات صوديوم قدرة

وات مع كابح الكترونى متدرج القدرة 151صوديوم قدرة

Super High Pressure Sodium Lamps Comparison

Parameter 100W Super HPS 150W Super HPS Lamp Power 100 W 150W Super HPS

Initial Lumen /W 100 110

Lumen Dep. 20000/h 70% 80%

Service Life 24000/h 32000/h

Ballast Consumed Energy < 10%

System Efficacy ( Average) 63 Lm/Watt ( 75%) 86 Lm/Watt ( 85%)

Ra 10 >20

Base E40 E40

Size 226 * 45 mm 226 * 45 mm

Focal center 135 mm 135 mm

4/6

( HPS) الكوابح اإللكترونية مع لمبات الصوديومبإستخدام التوفير جمعية مهندسى ترشيد الطاقة -محمد هالل / راسة مقدمة من د د

(النوع السوبر) وات 111معلومات عامة عن لمبات الصوديوم قدرة

لومن لكل وات 122= وات 122الفيض الضوئى للمبة .1

وات 112( لمبة + كابح) القدرة الكلية لدائرة .0

لومن لكل وات 82ة الفيض الضوئى للدائر .0

% 02ساعة 02222تأكل الفيض الضوئى بعد معامل .4

% ( 08) لومن لكل وات 60المردود الضوئى المتوسط .8

ساعة/ كيلو وات 450= عة يومياً سا 10الطاقة المستهلكة خالل العام متوسط .6

: التالى وات تكون النتائج ك 151كابح الكترونى متدرج مع لمبة صوديوم قدرة تشغيلعند

(على األقل ) لومن لكل وات 112وات هو 182الفيض الضوئى للمبة .1

وات 162( لمبة + كابح) القدرة الكلية لدائرة .0

لومن لكل وات 120الفيض الضوئى للدائرة .0

% 52ساعة 02222معامل تأكل الفيض الضوئى بعد .4

% ( 58) لومن لكل وات 56المردود الضوئى المتوسط .8

: طبقاً لبرنامج التدرج التالى ساعة يومياً 10الطاقة المستهلكة خالل العام متوسط .6

1 ( % 122 ) وات 162ساعة

0 ( % 82) وات 142ساعة

0 ( % 08 ) وات 102ساعة

0 ( % 68 ) وات 128ساعة

8 ( % 82 ) وات 52ساعة

( 422+ 012+ 042+ 052+ 162 ) =اجمالى الطاقة المستهلكة خالل عام x 068 =401 ساعة/ كيلو وات

الملخص

باستخدام هذه التقنية امكن الحصول على ضعف المردود الضوئى خالل ساعات االحتياج وتم االستفادة من المنظومة

ساعة يومياً 10الضوئية على اكمل وجه كذلك تم عدم اجهاد اللمبات او الكابح الذى لن يكون فى حاجة الى العمل

.االمر الذى يضاعف من عمر الكابح واللمبة ويحافظ على االستثمارات باقصى طاقة له

الطاقة المستهلكة

العادى اكثر من االلكترونى مع الكابح وات 122الطاقة الكلية المستهلكة للدائرة تقل عن الطاقة المستهلكة من اللمبة قدرة

ساعة للكابح / كيلو وات 450ستخدام برنامج التدرج المذكور عاليه حيث كانت وات عند ا 182الطاقة المستهلكة من كابح قدرة

وات 182للكابح المتدرج قدرة عام/ساعة/ كيلوات 401وات وكانت 122قدرة

( ساعات الذروة ) ساعات االولى من الليل 3خالل ال لمردود الضوئى المتوسط العام ل

لومن 6802= وات x 112لكل وات لومن 60= وات 122قدرة ولمبة كابح

لومن 10886= وات x 146لومن لكل وات 56= وات 182كابح ولمبة قدرة

خالل ساعات الذروةوات 122مقارنة مع اللمبة % 48الضوئى كان افضل بنسبة الفيضاى ان

5/6

( HPS) الكوابح اإللكترونية مع لمبات الصوديومبإستخدام التوفير جمعية مهندسى ترشيد الطاقة -محمد هالل / راسة مقدمة من د د

والفنية التكلفة االقتصادية

وات االمر الذى اخل بالجدوى 182وغير كفء مقارنة مع اللمبات قدرة غير شائعة االستعمال وات 122لمبات الصوديوم قدرة

مع ان وات 182وات هو نفس سعر اللمبات 122االقتصادية لها ورفع من سعرها لعدم كثرة تداولها لذا نجد ان سعر بيع اللمبة قدرة

كذلك يجب االهتمام بان اللمبات ، ابح االلكترونىونفس الحال بالنسبة للك % 82عمر التشغيل والكفاءة الضوئية والقدرة اقل بحوالى

وات متشابهه فى الحجم والشكل وعند االستخدام وظروف الحرارة المرتفعة تذوى التفاصيل الفنية المكتوبة على 182 ووات 122

الفنية مستقبالً اثناء اكل وات وقد ينتج عن ذلك العديد من المش 182وات واللمبة 122اللمبة ويصبح من الصعب التفرقة بين اللمبة

وات او العكس وهو االمر الذى سوف يتسبب فى مشاكل فنية عملية 122وات مع لمبة 182التركيب والصيانة فيتم تركيب محول

كبير وغير مرغوب فيه والحل العملى هو توحيد نوع اللمبات والكوابح حتى ال يحدث هذا السلبينحن فى غنى عنها ومردودها

. الخلط

ةــــــــــالخالص

وات حيث تظهر الدراسة الفنية تفوق 111او مردود فنى الستخدام لمبات صوديوم مع ترانس الكترونى قدرة ال توجد جدوى اقتصادية

استخدام يضاف الى ذلك انه فى حالة أكل الضوئى والتكلفة االقتصادية وات من ناحية الكفاءة الكلية ومعامل الت 151لمبات الصوديوم قدرة

فان البؤرة الضوئية سوف تختلف اختالف كبير وات 051وات مع كشافات مخصصة اصالً للمبات صوديوم قدرة 111لمبات صوديوم قدرة

االنعكاسوات عند استخدامه مع نفس الكشاف وقد يسبب هذا االمر فى خسارة اقتصادية كبيرة حيث ان معامل 151مقارنة مع اللمبات قدرة

وننصح باستخدام لمبات % ( 01) عن النسب المتعارف عليها % 15بانخفاض قدره % 65للعاكس سوف ينخفض الى حوالى الضوئى

.عالية وفنى وجدوى اقتصادية اقتصاديلما فى هذا من مردود ( Dimmable) وات مع كابح الكترونى متدرج 151

هالل محمد حلمى/ م . د

6/6