Elektrotehnička ili Električna učinkovitost je povezana s uporabom raznih električnih uređaja u zgradama, a smanjivanje ukupno potrebne električne energije je cilj svih preporuka koje se daju u energetskom certifikatu. Žarulje sa žarnom niti su najrasprostranjenije od svih izvora svjetlosti, proizvode toplinu, jarku svjetlost i postoje u svim oblicima i veličinama. Primjenjuju se u mnogim vrstama rasvjetnih tijela od malih noćnih svjetiljki pa sve do velikih reflektora. Pogodne su za unutarnju i vanjsku rasvjetu, ali odlikuju se velikom potrošnjom električne energije, kratkim životnim vijekom od svega 1000 sati, a postoji velika vjerojatnost da će zakazati ukoliko se često pale i gase te nisu pogodne za uporabu pri vrlo niskim temperaturama.
FLUORESCENTNA RASVJETA
Početna investicija u fluorescentne žarulje (cijevi) je ponešto veća od žarulja sa žarnom niti, no trošak njihova rada je znatno manji. Glavni problem jest boja svjetlosti koju daju te efekt titranja do kojeg dolazi zbog toga što se u radu pale i gase brže nego što to oko može primijetiti iako postoje osobe koje su u stanju podsvjesno osjetiti titranje svjetlosti što kod njih može izazvati osjećaj stresa. Još jedna od pojava u njihovu radu jest njihovo zujanje koje katkada također zna smetai. Još jedan od problema njihove primjene jest i mala količina žive, tako da se u mnogim državama poput baterija odlažu kao poseban otpad. U Hrvatskoj se za razliku od običnih žarulja fluorescentne cijevi smatraju elektroničkim otpadom te ih je potrebno u skladu s time i odlagati. Ipak njihova najveća prednost jest puno manja potrošnja električne energije u odnosu na žarulje sa žarnom niti.
FLUOKOMPAKTNA RASVJETA (CFL)
Fluokompaktne žarulje su kod nas poznatije pod imenom “štedne žarulje” i odlikuju se nešto skupljom cijenom od žarulja sa žarnom niti, ali istovremeno je trošak njihova rada znatno manji. U principu radi se o istoj tehnologiji koja se primjenjuje u fluorescentnim žaruljama s tom razlikom da je ovdje grlo žarulje prilagođeno standardnim navojima koji se primjenjuju kod klasičnih žarulja. Ipak za razliku od žarulja sa žarnom niti njihov je životni vijek čak do 10 tisuća sati što je značajno više u usporedbi s klasičnim žaruljama dok je potrošnja električne energije za istu razinu osvijetljenosti kao kod klasičnih žarulja i do nekoliko puta niža. Ova vrsta žarulja također sadrži manje količine žive, ali ne u količinama za koje bi bile iznad onih koje bi predstavljale rizik za zdravlje. Ipak i njih je u Hrvatskoj potrebno tretirati kao elektronički otpad, te ih nije uputno odlagati s ostalim smećem.
LED RASVJETA (LED)
LED žarulje "Light Emitting Diode" imaju neusporedivo dulji vijek trajanja od klasičnih žarulja te sa 25-100 tisuća sati rada čak i znatno dulji od fluokompaktnih žarulja. Sadašnji LED moduli predstavljaju mnoge prednosti u odnosu na tradicionalne izvore svjetlosti, uključujući i manju potrošnju energije, duži životni vijek, poboljšanu robusnost, manju veličinu i brže paljenje. Međutim LED je relativno skup izvor svjetlosti i zahtijeva toplinsko odvođenje u odnosu na tradicionalne svjetlosne izvore. Osim toga ova vrsta žarulja je zbog svoje konstrukcije vrlo izdržljiva što se tiče mehaničkih oštećenja, ne sadrže živu te se odlikuju izrazito niskom električnom snagom što je u nekim slučajevima trostruko manja snaga (a samim time i potrošnja) od štednih žarulja. Treba napomenuti da za praktičnu opću rasvjetu, potrebni su LED izvori visoke snage (≥ 1W). Tipične radne nazivne struje za pogon ovih izvora su 350mA, 500mA, 700mA i 1050mA. Usporedba potrebne električne snage žarulja sa žarnom niti, štednih i LED žarulja dana je tablicom:
LED žarulje "Light Emitting Diode" imaju neusporedivo dulji vijek trajanja od klasičnih žarulja te sa 25-100 tisuća sati rada čak i znatno dulji od fluokompaktnih žarulja. Sadašnji LED moduli predstavljaju mnoge prednosti u odnosu na tradicionalne izvore svjetlosti, uključujući i manju potrošnju energije, duži životni vijek, poboljšanu robusnost, manju veličinu i brže paljenje. Međutim LED je relativno skup izvor svjetlosti i zahtijeva toplinsko odvođenje u odnosu na tradicionalne svjetlosne izvore. Osim toga ova vrsta žarulja je zbog svoje konstrukcije vrlo izdržljiva što se tiče mehaničkih oštećenja, ne sadrže živu te se odlikuju izrazito niskom električnom snagom što je u nekim slučajevima trostruko manja snaga (a samim time i potrošnja) od štednih žarulja. Treba napomenuti da za praktičnu opću rasvjetu, potrebni su LED izvori visoke snage (≥ 1W). Tipične radne nazivne struje za pogon ovih izvora su 350mA, 500mA, 700mA i 1050mA. Usporedba potrebne električne snage žarulja sa žarnom niti, štednih i LED žarulja dana je tablicom:
| Svjetlosni tok | Žarulja sa žarnom niti | Fluokompaktna žarulja | LED žarulje |
| 450 lm | 40 W | 8 – 12 W | 4 – 5 W |
| 890 lm | 60 W | 13 – 18 W | 6 – 8 W |
| 1210 lm | 75 W | 18 – 22 W | 9 – 13 W |
| 1750 lm | 100 W | 23 –30 W | 16 – 20 W |
| 2780 lm | 150 W | 30 – 55 W | 25 – 28 W |
Početna investicija u LED žarulje značajno je viša čak i od fluokompaktnih žarulja, no uzme li se u obzir značajno dulji vijek trajanja te niža potrošnja električne energije visoki početni troškovi na kraju su opravdani niskim troškovima rada tijekom čitavog životnog vijeka ovih žarulja. LED izvori su vrlo podložni ograničenom trošenju i habanju, naročito ako djeluju na niskim strujama i pri niskim temperaturama. Mnogi od LED-a proizvedenih u 1970-ih i 1980-ih danas su još uvijek u upotrebi. Tipični životni vijek LED izvora je od 25.000 do 100.000 sati, ali toplina i strujne karakteristike mogu značajno produžiti ili skratiti te vrijednosti. Prosječna vrijednost životnog vijeka LED izvora je 50.000 sati. Kraj životnog vijeka znači da LED-ica daje 50% vrijednosti svjetlosnog toka.
LED svjetiljke imaju Color Rendering index (CRI) preko 80% (omogućuju vidljivost preko 80% vidljivog spektra) budući da svjetlost koju emitiraju ima temperaturu od 4200K, što je najbliže sunčevoj svjetlosti od svih ostalih uobičajenih rasvjetnih tijela. Jedan od najefikasnijih HI-power bijelog LED-a je deklariran od strane tvrtke Philips Lumileds Lighting Co, sa učinkovitosti od 115 lm/W (350 mA). Ova učinkovitost vrijedi samo za LED chip koji je održan na niskoj temperaturi u laboratoriju. U rasvjetnim instalacijama koje rade na višim temperaturama i uz gubitke strujnog kruga efikasnosti su mnogo niže. U međuvremenu je OSRAM Opto Semiconductors potvrdio razvijen HI-Power LED pri nazivnoj struji od 350mA sa jakosti svjetlosnog toka od 155lm odnosno 136 lm/W iskoristivosti, ali boja izvora je 5000 K. Svakim danom LED tehnologija napreduje tako da je teško dati točne podatke o učinkovitosti LED izvora.
ESL RASVJETA (ESL)
ESL (Electron Stimulated Luminescence) je tehnologija rasvjete koja je nova visoko učinkovita tehnologija. Tehnologija koristi ubrzane elektrone koji stimuliraju atome fosfora da oslobode elektromagnetsko zračenje u vidljivom spektru te je posljedica da površina žarulje isijava. ESL žarulja stvara istu razinu osvjetljenja kao i klasična žarulja sa žarnom niti, ali istovremeno ima 70% manju potrošnju električne energije te može trajati 5 puta duže. ESL tehnologija ne koristi neurotoxin element živu Hg u procesu stvaranja elektromagnetskog zračenja. Razvijena je R30 ESL žarulja koja je namjenjena da zamijeni postojeće R30 65W klasične žarulje te imaju istu razinu osvjetljenja. U stvaranju ESL tehnologije koriste se komercijalni materijali koji nisu toksični i ne zagađuju okoliš te je princip tehnologije jednostavan i ne zahtjeva složene oblike kao kod CFL fluokompaktnih žarulja. ESL tehnologija također nema problema s hlađenjem kao kod LED rasvjete kod koje se LED diode moraju hladiti da se osigura ispravan i dugotrajan rad. ESL tehnologija je zaštićena patentom pod nazivom Vu1 tehnologija.
FIPEL (Field Induced Polymer Electroluminescence) je tehnologija koja je u regionalnim medijima pogrešno nazvana „tehnologije elektroosvjetljavajućeg polja induciranog polimera" što nema blage veze sa stvarnim principom rada. Jednostavno objašnjenje na koji ova tehnologija radi jest da se radi o elektroluminiscentnim polimerima, odnosno „plastičnoj" tvari koji svijetli kada kroz nju teče izmjenična struja određene razine. Tehnologija koristi tri sloja elektroluminiscentnih polimera koje je moguće oblikovati, uz dodatak nanomaterijala, Svjetlost koju proizvodi ova tehnologija je svojim spektrom vrlo slična prirodnom svjetlu te time nadmašuje kvalitetu svjetla koju proizvode CFL i LED žarulje, a predviđa se da bi trebale biti i energetski učinkovitije od kompaktnih fluorescentnih žarulja. Ipak, ako smijemo primijetiti, budući da ova tehnologija kao svoj sastavni dio koristi iridij, koji je po svojoj količini najmanje zastupljen kemijski element na ovome planetu, usudili bismo se procijeniti da cijena ove tehnologije neće tako brzo pasti te da ova rasvjetna tehnologija možda nikad neće doživjeti svoju komercijalizaciju. Na taj nas zaključak navodi primjer vodikovih gorivnih ćelija koje koriste platinu kao katalizator reakcije obrnute elektrolize, a koja upravo zbog skupoće platine, unatoč tome što postoji više od pola stoljeća, nije doživjela širu komercijalnu primjenu.
Razred energetske efikasnosti je potvrda kvalitete električnog uređaja s obzirom na njegovu energetsku efikasnost, pri čemu se uređaji prema potrošnji energije, dijele na sedam razreda energetske učinkovitosti označenih slovima od A do G (grupu A čine energetski najefikasniji uređaji). Uređaji i rasvjetna tijela energetskog razreda A troše i do 45% manje energije od istih uređaja energetskog razreda D. Uštede koje se mogu ostvariti kod pojedinih kućanskih aparata, ovise o učestalosti njihove uporabe, a kreću se od 100 do 200 kuna godišnje. Ako tipični hladnjak srednje veličine s malim frizerom klase C bude u startu 500 kuna jeftiniji od vrlo sličnog modela energetske klase A, ali zato godišnje potroši struje u vrijednosti od oko 300 kuna, za razliku od hladnjaka klase A koji potroši električne energije u vrijednosti od 200 kuna. Očito je da će se tih 500 kuna razlike koje ste početno izdvojili isplatiti unutar 5 godina, a kako je životni vijek hladnjaka 10 do 15 godina, to unutar životnog vijeka označava ukupnu uštedu na električnoj energiji od 500 do 1000 kuna.
KOMPENZACIJA JALOVE SNAGE
Pogoni čija namjena uvjetuje potrebu za velikim brojem induktivnih potrošača, crpe iz distributivne mreže jalovu snagu. Budući jalova snaga nepotrebno opterećuje mrežu, HEP naplaćuje jalovu energiju zabilježenu na mjernom uređaju ukoliko je njezina vrijednost veća od 1/3 utrošene radne energije. Kako bi se spriječilo uzimanje jalove snage iz mreže, a time i bespotrebno plaćanje, u pogone takve vrste instaliraju se uređaji koji će nadomjestiti potrebnu jalovu snagu. Ekonomičnost takvih uređaja je velika, investicija uložena u uređaj za kompenzaciju jalove snage u načelu se vraća u prvoj godini eksploatacije. Snaga uzeta iz mreže jednaka je umnošku napona i struje, što vrijedi za omske potrošače kod periodički promjenjivih veličina sinusnog oblika (žarulje, grijači). U ovom slučaju, struja vremenski ne kasni za naponom, odnosno, nema faznog pomaka ø pa struja i napon prolaze kroz nulu u isto vrijeme. Budući je kod ovakve vrste potrošača snaga pretvorena, koristimo termin radna, tj. djelatna snaga. Potrebna energija za nastanak induktivnih polja ne može se pretvoriti u radnu (djelatnu) snagu, stoga snagu potrebnu za nastanak magnetskih polja zovemo jalova snaga. Jalova struja potrebna je za rad induktivnih potrošača (motori, transformatori) čiji induktivni otpor uzrokuje fazni pomak za kut ø, odnosno, vremensko kašnjenje struje za naponom u prolasku kroz nulu. Budući da je kod prijenosa električne energije jalovi dio beskoristan i nepotrebno opterećuje mrežu, treba ga održavati na najnižim mogućim vrijednostima.
U tu svrhu koristimo uređaj za kompenzaciju jalove snage. Uređaj za kompenzaciju jalove snage sprječava prijenos jalove snage mrežom, odnosno, stvara jalovu snagu potrebnu za rad induktivnih potrošača u neposrednoj blizini. Kako kod kondenzatora (kapacitivni potrošači) jalova struja prethodi naponu, udjeli kapaciviteta i induktiviteta se međusobno izjednačavaju i tu pojavu koristimo za kompenzaciju jalove snage u mreži. Drugim riječima, jalova snaga potrebna za rad induktivnih potrošača neće biti uzeta iz mreže, već iz uređaja za kompenzaciju jalove snage. Pritom treba voditi računa da ne pretjeramo sa kompenzacijom jalove snage, budući to može izazvati gospodarsku štetu i probleme tehničke prirode. Kako bismo izbjegli navedene probleme, moramo osigurati da vrijednosti električnih i magnetskih polja (kapacitet i induktivitet) budu istih vrijednosti, ali suprotnih predznaka. To možemo postići: fiksnim kompenzacijama (pojedinačnim i grupnim) i automatskim kompenzacijama.
Kod fiksnih kompenzacija, pojedinačnih ili grupnih, moramo osigurati da kondenzatorska baterija bude uključena u vrijeme kada je uključen potrošač ili grupa potrošača, kako ne bi došlo do prekompenziranja. Ovakva vrsta kompenzacije jalove snage primjenjiva je kod manjeg broja jačih induktivnih tereta. U slučaju kada imamo velik broj induktivnih potrošača, manjih snaga, sa čestim uklopima i isklopima, primjena fiksnih kompenzacija nije moguća. U tom slučaju koristimo automatske uređaje za kompenzaciju jalove snage.
Automatski uređaj jalove snage opremljen je mikroprocesorskim regulatorom koji na osnovi podataka iz mreže uklapa i isklapa određene kondenzatorske grupe, te na taj način održava faktor jalove snage (cos ø) u granicama normale (što iznosi od 0,95-1 induktivno). Vrijednost cos ø =0,95-1 induktivno osigurava da potrošnja jalove energije ne prelazi 1/3 utrošene radne energije (što HEP ne naplaćuje). Dakle, prilikom odabira tipa kompenzacije, moramo biti upoznati sa više čimbenika kako bi odabir kompenzacije bio pravilan.
Važno je reći da u NN i SN mrežama, osim struja standardne frekvencije 50Hz, dolazi do pojave struja viših harmonika. Pojava viših harmonika u mreži ovisi o više faktora i teško je predvidjeti njihovu pojavu. Najčešće, prisustvo viših harmonika utvrdimo tek kada oni uzrokuju ne mala oštećenja i štete na električnim uređajima i uređajima za kompenzaciju jalove snage. Ukoliko postoji sumnja u mogućnost pojave struja viših harmonika u mreži, potrebno je odabrati uređaj za kompenzaciju jalove snage koji u sebi sadrži antirezonantne filterske prigušnice.
