소형형광등

Compact fluorescent lamp
"저에너지 전구"는 여기로 방향을 바꿉니다.기타 저에너지 전구는 LED 램프를 참조하십시오.
"에너지 효율적인 조명"은 여기로 방향을 바꿉니다.다른 광원의 에너지 효율은 발광 효능을 참조하십시오.
콤팩트 형광등(CFL) 예시
튜브 형태의 CFL은 유럽에서 가장 인기 있는 유형 중 하나입니다.
CFL(GU24 램프 피팅 포함)
105 W, 36 W 및 11 W의 전력 정격과 CFL 비교

콤팩트 형광등(CFL) 또는 콤팩트 형광등(Compact 형광등)은 백열 전구를 대체하기 위해 설계된 형광등으로, 일부 유형은 백열 전구용으로 설계된 조명 기구에 적합합니다.램프는 백열등의 공간에 맞도록 휘어지거나 접히는 튜브와 램프의 바닥 부분에 있는 컴팩트한 전자 밸러스트를 사용합니다.

같은 양의 가시광선을 제공하는 일반 백열등에 비해 CFL은 5분의 1에서 3분의 1의 전력을 사용하며 8배에서 15배까지 오래 지속됩니다.CFL은 백열등보다 구매 가격이 높지만 램프 수명 동안 전기 비용을 5배 이상 절약할 수 있습니다.[1]모든 형광등과 마찬가지로 CFL도 유독한 수은을 함유하고 [2]있어 폐기가 복잡해집니다.많은 나라에서 정부는 일반 쓰레기와 함께 CFL의 처리를 금지하고 있습니다.이들 국가는 CFL 및 기타 유해 폐기물에 대한 특별 수거 시스템을 구축했습니다.

작동 원리는 다른 형광 조명과 동일하게 유지됩니다: 수은 원자에 결합된 전자는 낮은 에너지 수준으로 되돌아갈 때 자외선을 방출할 상태로 여기되고, 방출된 자외선은 형광 코팅에 부딪힐 때 가시광선으로 변환됩니다.유리와 같은 다른 물질에 흡수되면 열로 흡수됩니다.

CFL은 백열등과 다른 스펙트럼 전력 분포를 방사합니다.개선된 형광체 제형은 CFL이 방출하는 빛의 색상을 향상시켜 일부 공급원은 최고의 "부드러운 흰색" CFL을 표준 백열등과 주관적으로 유사한 색상으로 평가합니다.[3]

백색 LED 램프는 고효율 조명을 위해 CFL과 경쟁합니다.[4]General Electric은 이후 LED를 선호하여 미국에서 국내 CFL 램프 생산을 중단했습니다.[5]

역사

현대 형광등의 모체는 1890년대 말 피터 쿠퍼 휴잇에 의해 발명되었습니다.[6]쿠퍼 휴잇 램프는 사진 스튜디오와 산업에 사용되었습니다.[6]

에드먼드 게르머, 프리드리히 마이어, 한스 스파너는 1927년에 고압 증기 램프를 특허 냈습니다.[6]George Inman 은 나중에 General Electric 과 협력하여 실용적인 형광등을 만들었고 1938년에 판매되어 1941년에 특허를 받았습니다.[6]형광등의 길이를 줄이기 위해 원형과 U자형 램프가 고안되었습니다.최초의 형광 전구와 고정구는 1939년 뉴욕 세계 박람회에서 일반 대중에게 전시되었습니다.

나선형 CFL은 1976년 에드워드 E에 의해 발명되었습니다. 1973년 석유 위기에 대응한 [7]제너럴 일렉트릭의 엔지니어 해머.[8]비록 그 설계가 그 목표를 달성했지만, 램프를 생산하기 위한 새로운 공장을 짓는데 약 2,500만 달러가 들어갔을 것이고, 따라서 그 발명은 보류되었습니다.[9]그 디자인은 결국 다른 사람들에 의해 모방되었습니다.[9]

1980년에 Philips는 일체형 자기 밸러스트가 있는 나사식 또는 총검 장착 램프인 SL*18 모델을 선보였습니다.[10]램프는 접힌 T4 튜브, 안정적인 3색 형광체, 그리고 수은 아말감을 사용했습니다.이것은 백열등을 위한 최초의 성공적인 나사 삽입 교체였는데, 그러한 얇은 관에서 일반적으로 빠르게 발생할 수 있는 내강 감퇴 문제를 해결하기 위해 새로운 희토류 알루미늄 격자 형광체를 사용했습니다. 그러나 그것은 큰 크기, 무게 (0.5 킬로그램 이상) 때문에 널리 채택되지 않았습니다.50Hz 깜박임과 3분간의 워밍업 시간.[11]1976년에 나온 SL1000 프로토타입을 기반으로 합니다.[12]1985년, 오스람은 모델 Dulux EL을 판매하기 시작했는데, 이것은 전자 밸러스트를 포함한 최초의 CFL이었습니다.[13]

형광등이 동급 백열등과 동일한 부피로 장착되어야 했기 때문에 CFL 개발에서 부피 문제가 되었습니다.이를 위해서는 오래되고 더 큰 형광관에 사용되는 형광체보다 단위 면적당 더 많은 전력을 견딜 수 있는 새로운 고효율 형광체의 개발이 필요했습니다.[13]

1995년, 중국에서 상하이 샹산(上海 hel山)이 제조한 헬리컬 CFL이 상용화되었습니다.General Electric은 자동화된 기계를 사용하여 유리 튜브를 나선형으로 구부리는 데 어려움을 겪는 것을 보고 처음 제안했습니다.샹산은 당시 중국의 낮은 인건비로 가능했던 튜브를 손으로 구부려 이 문제를 해결했습니다.[14]그 이후로 매출이 꾸준히 증가했습니다.[15]나선형 CFL의 인광 코팅은 코팅 과정에서 중력의 영향으로 인해 상부보다 하부가 더 두꺼워 불균일합니다.[14]국가별로 인기는 다양했지만, 중국에서는 CFL이 2011년 "주거 부문에서 지배적인 기술"이었습니다.[16]

그러나 LED 조명의 증가는 CFL의 판매와 생산에 큰 영향을 미쳤습니다.비용이 절감되고 기능이 향상됨에 따라 고객들은 점점 LED 쪽으로 이동하게 되었습니다.인도에서는 2018년까지 "인도 조명 시장의 거의 60%가 LED에 의해 인수되었습니다."[17]LED 가격은 2015년에 기본 전구에 대해 미화 5달러를 훨씬 밑돌았습니다.[18]미국에서도 CFL이 Energy Star 등급을 받기 어려운 2017년 규정을 제안할 가능성에 직면해 있었습니다.[18]2016년 초 제너럴 일렉트릭은 미국에서 CFL 생산을 단계적으로 중단할 것이라고 발표했습니다.[18][5]

2021년 9월 1일, EU에서 밸러스트가 일체형인 소형 형광등의 수출, 수입, 제조가 금지되었으며, 그 이후 판매도 허용되지 않았습니다.

  • Philips SL*18, an early CFL

    필립스 SL*18, 초기 CFL

  • A helical integrated CFL, one of the most popular designs in North America since 1995, when a Chinese firm marketed the first successful design.[14]

    중국 회사가 최초로 성공적인 디자인을 출시한 1995년 이후 북미에서 가장 인기 있는 디자인 중 하나인 나선형 통합 CFL입니다.[14]

양식

CFL에는 통합 램프와 비통합 램프의 두 가지 유형이 있는데, 여기서 CFL-i는 통합 밸러스트를 의미하고 CFL-ni는 비통합 밸러스트를 의미합니다.일체형 램프는 튜브와 밸러스트를 단일 장치로 결합합니다.이러한 램프를 사용하면 백열등을 CFL로 쉽게 교체할 수 있습니다.통합 CFL은 많은 표준 백열등 고정 장치에서 잘 작동하여 형광으로 변환하는 비용을 절감합니다. 3방향 램프와 표준 베이스가 있는 디머블 모델을 사용할 수 있습니다.

비통합 CFL은 안정기가 조명기에 영구적으로 설치되어 있으며, 대개 수명이 다한 시점에 형광관만 변경됩니다.밸러스트는 조명기구에 배치되기 때문에 일체형에 비해 크고 오래 지속되며 튜브의 수명이 다하면 교체할 필요가 없습니다.통합되지 않은 CFL 하우징은 더 비싸고 정교할 수 있습니다.그들은 두 종류의 튜브를 가지고 있는데, 예를 들어 G23 또는 G24d 플러그인 베이스와 같은 종래의 밸러스트를 위해 설계된 바이-핀 튜브와 외부 시동기가 있는 전자 밸러스트 또는 종래의 밸러스트를 위해 설계된 쿼드-핀 튜브입니다.바이핀 튜브에는 통합 스타터가 포함되어 있어 외부 가열 핀이 필요하지 않지만 전자 밸러스트와 호환되지 않습니다.비통합 CFL은 내장된 자기 밸러스트가 포함된 어댑터를 사용하여 기존 조명기구에 설치할 수도 있습니다.어댑터는 일반 전구 나사, 밸러스트 자체 및 램프 커넥터용 클립으로 구성됩니다.

비통합 바이핀 더블 턴 CFL(G24d 플러그인 베이스 포함)
일체형 CFL 내의 전자식 밸러스트 및 영구 부착 튜브

CFL에는 자기 또는 전자 밸러스트와 가스가 채워진 튜브(구근 또는 버너라고도 함)라는 두 가지 주요 구성 요소가 있습니다.자기 밸러스트를 전자 밸러스트로 대체함으로써 전통적으로 형광 조명과 관련된 깜박임과 느린 시동의 대부분이 제거되었으며, 더 작은 크기의 백열 전구와 직접 교환할 수 있는 램프를 개발할 수 있게 되었습니다.

전자 밸러스트는 브리지 정류기, 필터 커패시터 및 일반적으로 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터인 2개의 스위칭 트랜지스터를 포함하는 작은 회로 기판을 포함합니다.유입되는 AC 전류는 먼저 DC로 정류된 다음 트랜지스터에 의해 고주파 AC로 변환되며, 이는 공진 직렬 DC-AC 인버터로 연결됩니다.이로 인해 발생하는 높은 주파수가 램프 튜브에 인가됩니다.공진형 변환기는 입력 전압 범위에서 램프 전류(및 방출된 빛)를 안정화시키는 경향이 있기 때문에, 표준 CFL은 조광 응용 분야에서 반응이 좋지 않으며 수명이 짧아지고 때로는 치명적인 고장을 겪게 됩니다.조광 서비스를 위해서는 특수 전자 밸러스트(일체형 또는 별도형)가 필요합니다.

CFL 광 출력은 형광체 표면적에 대략 비례하며, 출력이 높은 CFL은 종종 백열등가보다 큽니다.이는 CFL이 기존 조명 기구에 잘 맞지 않을 수 있음을 의미합니다.백열등의 대략적인 전체 치수 내에 충분한 형광체 코팅 면적을 맞추기 위해 CFL 튜브의 표준 모양은 하나 이상의 회전이 있는 나선형, 복수의 평행 튜브, 원호 또는 나비입니다.

일부 CFL은 열로 인해 밸러스트의 수명이 단축되기 때문에 베이스 업이 되지 않도록 라벨이 붙어 있습니다.이러한 CFL은 펜던트 램프에 사용하기에 적합하지 않으며 특히 오목한 조명 기구에 적합하지 않습니다.이러한 고정 장치에 사용하도록 설계된 CFL을 사용할 수 있습니다.[20]완전 밀폐되고 통풍이 되지 않는 조명기구(예: 단열 천장에 함몰된 조명기구)에 대한 현재 권고사항은 "반사판 CFL"(R-CFL),[21][22] 냉음극 CFL을 사용하거나 CFL용으로 설계된 조명기구로 교체하는 것입니다.[21]CFL은 테이블 램프와 같이 공기 흐름이 좋은 지역에서 잘 작동합니다.[23]

특성.

빛의 스펙트럼

백열등(중간)과 CFL(하단)의 발광 가시광 스펙트럼
백열등(왼쪽) 및 CFL(오른쪽)에 대한 특성 스펙트럼 전력 분포(SPD).가로축은 나노미터 단위이고 세로축은 임의의 단위로 상대적인 강도를 나타냅니다.눈에 보이지 않더라도 CFL에 대해 상당한 UV 광 피크가 존재함
다양한 램프 사진은 색온도 차이의 영향을 보여줍니다.왼쪽에서 오른쪽으로:
• 콤팩트 형광 (일반전기, 13W, 6500K)
• 백열 (실베니아, 60W, 엑스트라 소프트 화이트)
• 콤팩트 형광 (밝은 효과, 15W, 2644K)
• 콤팩트 형광 (실베니아, 14W, 3000K)

CFL은 형광체의 혼합물로부터 빛을 방출하며, 각각의 색은 한 개의 띠를 방출하고, 빛의 스펙트럼에서 볼 수 있는 것처럼 여전히 자외선 범위에 있습니다.현대 형광체 디자인은 방출되는 빛의 색, 에너지 효율 및 비용의 균형을 유지합니다.코팅 혼합물에 추가되는 모든 형광체는 컬러 렌더링을 향상시키지만 효율성을 저하시키고 비용을 증가시킵니다.좋은 품질의 소비자용 CFL은 3개 또는 4개의 형광체를 사용하여 컬러 렌더링 지수(CRI)가 약 80인 "흰색" 빛을 구현합니다. 여기서 최대 100은 일광 또는 백열등 전구와 같은 기타 흑체 복사원을 나타내는 색입니다(상관된 색 온도에 따라 다름).

색온도는 켈빈 또는 암초(100만을 켈빈으로 나눈 값)로 표시할 수 있습니다.광원의 색온도는 광원과 동일한 색도(색도)를 갖는 검은색 몸체의 온도입니다.개념 온도, 상관 색 온도, 인간의 색 인식에 가장 적합한 색상의 빛을 방출하는 블랙 바디의 온도를 지정합니다.

색 온도는 흑체 복사의 특징입니다. 실제 백색 광원은 주어진 온도에서 흑체 복사에 근접하지만 동일한 스펙트럼을 갖지는 않습니다.특히, 단파장 복사의 좁은 대역은 일반적으로 낮은 색 온도("따뜻한" 빛")의 램프에도 존재합니다.[24]

색온도가 증가함에 따라, 백색광의 음영은 적색에서 황색으로, 백색에서 청색으로 바뀝니다.현대의 CFL과 다른 트라이포스포르 램프에 사용되는 색상 이름은 제조업체마다 다르며, 오래된 할로겐 형광 램프에 사용되는 표준화된 이름과는 다릅니다.예를 들어, Sylvania의 Daylight CFL은 색온도가 3500K인 반면, Daylight라고 불리는 대부분의 다른 램프는 색온도가 최소 5000K입니다.미국에서는 Energy Star의 사양에 따라 인증된 발광체의 이름이 붙은 색온도 세트가 제공됩니다.

에너지 스타 색온도[25]: 26
이름. 색온도
(K) (마이어드)
연백색 2700 370
웜화이트 3000 333
뉴트럴 화이트 3500 286
쿨화이트 4000—4100 250—243
일광 5000—6500 200—154

수명

일반적으로 CFL의 정격 사용 수명은 6000~15,000시간인 반면, 표준 백열등의 사용 수명은 750~1000시간입니다.[26][27][28]그러나 램프의 실제 수명은 작동 전압, 제조 결함, 전압 스파이크 노출, 기계적 충격, 사이클링 빈도, 램프 방향, 주변 작동 온도 등 여러 요인에 따라 달라집니다.[29]

CFL을 자주 켜고 끄거나 완전히 밀폐된 고정 장치에서 사용하는 경우 CFL의 수명이 현저히 짧습니다.5분간의 ON/OFF 사이클의 경우 일부 CFL의 수명이 백열등 전구의 수명으로 단축될 수 있습니다.미국의 Energy Star 프로그램은 이 문제를 완화하기 위해 15분 미만 동안 방을 비울 때 형광등을 켜둘 것을 제안합니다.[30]CFL은 새것일 때보다 나중에 인생에서 더 적은 빛을 발합니다.광출력 저하는 지수함수적이며, 가장 빠른 손실은 램프가 처음 사용된 직후에 발생합니다.수명이 다하면 CFL은 원래 광 출력의 70-80%를 방출할 것으로 예상됩니다.[31]빛에 대한 인간의 눈의 반응은 로그입니다.즉, 사람의 눈은 희미한 광원의 세기 변화에 매우 민감하지만 동공이 팽창하거나 수축함으로써 보상하기 때문에 더 밝은 광원의 세기 변화에 덜 민감합니다.[32]따라서 램프가 제공하는 조명이 수명 초기에 충분하고 전구의 빛 출력이 점차 25% 감소한다고 가정하면 시청자는 훨씬 더 작은 빛의 세기 변화를 감지할 수 있습니다.[33]

형광등은 수명이 지남에 따라 더 어두워지기 [34]때문에 적절한 광도로 시작하는 것이 불충분해질 수 있습니다.2003-04년에 미국 에너지부에서 실시한 Energy Star 제품에 대한 테스트에서 테스트된 CFL의 1/4이 정격 사용 수명의 40% 이후 더 이상 정격 출력을 충족하지 못했습니다.[35][36]

에너지효율

다양한 광 출력으로 작동하는 다양한 종류의 전구에 대한 에너지 사용.그래프에서 낮은 점은 낮은 에너지 사용량에 해당합니다.
자세한 정보:발광 효능

눈의 민감도는 파장에 따라 변하기 때문에 램프의 출력은 일반적으로 사람의 눈이 감지하는 빛의 힘을 측정하는 루멘으로 측정됩니다.램프의 발광 효율은 사용되는 각 전력 와트에 대해 방출되는 루멘의 수이다.일반적인 CFL의 발광 효율은 와트당 50-70 루멘(lm/W)이고 일반적인 백열등의 발광 효율은 10-17 lm/W입니다.[37]이론적으로 100% 효율적인 램프(680lm/W)와 비교할 때 CFL 램프의 조명 효율은 7~[38]10%이며, 백열 램프의 경우 1.5~2.5%[39]입니다.[40]

CFL은 더 높은 효능 때문에 동등한 백열등의 전력의 7분의 1에서 3분의 1 사이를 사용합니다.[37]2010년 세계 총 조명 매출 중 50-70%가 백열등이었습니다.[41]비효율적인 조명을 모두 CFL로 교체하면 연간 409테라와트시(1.47엑사줄)를 절약할 수 있으며, 이는 전 세계 전력 사용량의 2.5%에 해당합니다.미국에서는 모든 백열을 교체하면 연간 80TWh를 절약할 수 있을 것으로 추정됩니다.[42]CFL은 백열등(IL)보다 훨씬 적은 에너지를 사용하기 때문에, IL이 단계적으로 중단되면 대기 중으로 배출되는 이산화탄소(CO2)가 적어집니다.전 세계적으로 효율적인 CFL과 IL을 교환하면 네덜란드와 포르투갈의 연간 CO2 배출량을 합친 것보다 많은 230 Mt(백만 톤)의 연간 CO2 감축을 달성할 수 있습니다.[43]

다양한 램프의[44] 전력 당량
최소 광출력
(루멘)		 전력사용량(와트)
백열 콤팩트형광 이끌었다
450 40 9–11 6–8
800 60 13–15 9–12
1100 75 18–20 13–16
1600 100 23–28 15–22
2400 150 30–52 24–28
3100 200 49–75 30
4000 300 75–100 38

건물의 실내 백열등을 CFL로 교체하면 조명으로 인해 방출되는 열이 현저히 줄어듭니다.따뜻한 기후나 종종 에어컨이 필요한 사무실이나 산업용 건물에서 CFL은 백열등 사용에 비해 냉각 시스템의 부하를 줄여 램프의 에너지 효율 절감과 더불어 전기 절감 효과를 가져옵니다.그러나 건물에 난방이 필요한 더 서늘한 기후에서는 난방 시스템이 조명 기구의 감소된 열을 대체해야 합니다.캐나다의 Winnipeg의 경우, CFL은 백열 전구에 비해 에너지 절감량이 17%에 불과할 것으로 추정되었는데, 이는 공간 난방을 고려하지 않았더라면 예상할 수 있었던 75%의 절감 효과와는 대조적입니다.[45]

비용.

CFL의 구입 가격은 일반적으로 동급 백열등의 구입 가격보다 3~10배 높지만, CFL은 8~15배 오래 지속되고 에너지 사용량은 3분의 2~4분의 3 수준으로 적습니다.미국의 한 기사는 "30개의 고정 장치를 CFL로 바꾸는 데 90달러를 투자한 가정은 전기 비용에 따라 전구의 5년 수명 동안 440달러에서 1,500달러를 절약할 수 있습니다.공공요금 청구서를 보고 절감액을 추정하기 위해 12% 할인된다고 상상해 보세요."[46]

CFL은 백열등을 대체하는 데 사용될 경우 상업용 건물에서 매우 비용 효율적입니다.2006년 미국의 평균 상업용 전기 및 가스 요금을 사용한 2008년 기사에 따르면 75W 백열등을 CFL로 교체하면 연간 에너지 사용량이 22달러 절감되고 HVAC 비용이 절감되며 램프 교체에 필요한 노동력이 절감되는 것으로 나타났습니다.설비당 2달러의 증분 자본 투자는 일반적으로 약 한 달 만에 상환됩니다.전기 요금이 높은 지역일수록 절감 효과가 크고, 회수 기간도 짧으며, 미국 평균 냉각 요구량보다 높은 지역일수록 절감 효과가 큽니다.[47]그러나 CFL의 잦은 ON/OFF 사이클링(On/Off Cycling)은 수명을 크게 단축시킵니다.

CFL의 현재 가격은 노동 비용이 적게 드는 중국의 거의 모든 CFL의 제조를 반영합니다.2010년 9월, 버지니아주 윈체스터의 제너럴 일렉트릭 공장이 문을 닫으면서 [48]오스람 실베니아와 작은 미국 전구 제조 회사는 미국에서 표준 백열 전구를 만드는 마지막 회사가 되었습니다.[49]당시 미국에서 판매되는 CFL의 대부분을 중국 회사가 차지했던 엘리스 옌은 CFL 전구를 만들기 위해 미국 공장을 짓는 것에 관심이 있지만, 미국 정부로부터 1,250만 달러를 받기를 원했다고 말했습니다.제너럴 일렉트릭은 CFL을 만들기 위해 전구 공장 중 하나를 변경하는 것을 고려했지만 공장 전환에 4천만 달러를 투자한 후에도 임금 차이가 발생하면 비용이 50% 증가할 것이라고 말했습니다.[48]

2009년 8월 신문 보도에 따르면, 일부 제조업체들은 CFL이 광 출력에 의해 정당화되는 것보다 더 높은 전력의 백열등을 대체하는데 사용될 수 있다고 주장했습니다.[50]등가 와트 수 주장은 램프에서 방출되는 실제 광 출력을 비교하는 것으로 대체할 수 있으며, 이는 루멘 단위로 측정되어 포장에 표시됩니다.[51]

벽걸이형 소형 형광등

실패.

모든 형광등에 공통적으로 사용되는 마모 고장 모드 외에도 전자식 밸러스트에는 부품 부품이 여러 개 있기 때문에 고장이 발생할 수 있습니다.밸러스트 고장은 일반적으로 과열로 인해 발생하며 밸러스트 인클로저의 변색 또는 변형, 냄새 또는 연기를 동반할 수 있습니다.[52]램프는 내부적으로 보호되며 수명이 다하면 안전하게 고장이 납니다.업계 협회들은 소비자들에게 백열등과 비교하여 CFL의 다양한 고장 모드를 알리고 공격적인 고장 모드를 갖춘 램프를 개발하기 위해 노력하고 있습니다.[53]새로운 북미 기술 표준은 램프 수명이 끝날 때 연기나 과도한 열을 제거하는 것을 목표로 합니다.[54]

조광

2-100%의 조광이 가능한 일체형 헬리컬 CFL, 표준 전구 조광 특성과 동등함

일부 CFL만 조광 제어 라벨이 붙어 있습니다.표준 CFL과 함께 조광기를 사용하는 것은 효과적이지 않으며 전구 수명을 단축시키고 보증을 무효로 만들 수 있습니다.[55][56]조임이 가능한 CFL을 사용할 수 있습니다.조광 CFL과 함께 사용되는 조광기 스위치는 해당 전력 소비량 범위와 일치해야 합니다.[57] 백열 전구와 함께 사용하기 위해 설치된 많은 조광기는 일반적으로 40W 미만에서 작동하지 않는 반면 CFL 응용 프로그램에서는 일반적으로 7~20W 범위의 전력을 소모합니다. 조광 CFL은 적합한 조광기를 사용하기 전에 시판되었습니다.CFL의 조광 범위는 일반적으로 20%에서 90%[58][unreliable source] 사이이지만, 현대의 많은 CFL은 백열등과 더 유사한 2%에서 100%의 조광 범위를 가지고 있습니다.시장에 출시된 디머블 CFL은 표준 디머블 CFL과 "스위치 디머블" CFL의 두 가지 유형입니다.후자는 일반적인 라이트 스위치를 사용하며, 온보드 전자제품은 스위치를 빠르게 켜고 끄는 횟수에 따라 광출력 레벨을 선택합니다.디밍 가능한 CFL은 식당에서 벽의 원추와 같은 "기분 좋은 장면"을 위해 디밍되는 백열 고정 장치를 100% 대체하는 것은 아닙니다.램프가 20% 한계 미만으로 유지되거나 깜박이거나 시동 회로가 정지했다가 다시 시작될 수 있습니다.[59]80%를 초과하면 전구가 100%로 작동할 수 있습니다.그러나 최근 제품들은 이러한 문제점들을 해결하여 백열등과 같은 성능을 발휘하고 있습니다.디머블 CFL은 추가 회로로 인해 표준 CFL보다 더 비쌉니다.

냉음극 CFL은 낮은 레벨로 조일 수 있으므로 조광 회로에서 백열 전구를 대체하는 데 인기가 있습니다.

CFL이 흐리면 색 온도(온선)는 그대로 유지됩니다.이것은 광원이 어두워질수록 색이 더 붉어지는 백열 광원과 반대되는 것입니다.1934년의 크루이토프 곡선은 시각적으로 즐거운 광원의 세기와 색온도 사이의 경험적 관계를 묘사했습니다.[citation needed]

역률

120V 60Hz 30와트 소형 형광등용 전압 및 전류전류의 왜곡이 심하기 때문에 이 램프의 역률은 0.61에 불과합니다.램프는 29와트가 걸리지만 이 왜곡으로 인해 39볼트암페어가 소요됩니다.

CFL의 입력단은 정류기로서, 전력 공급기에 비선형 부하를 제공하고 공급기로부터 인출된 전류에 고조파 왜곡을 발생시킵니다.[60][61]가정에서 CFL을 사용하는 것은 전력 품질에 상당한 영향을 미치지 않지만, 대규모 시설에서 상당량의 CFL이 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.CFL의 전력 요소는 개별 소비자의 에너지 절감 혜택에 크게 영향을 미치지 않지만, 상업용 애플리케이션이나 배전 시스템의 수백만 가구에 걸쳐 CFL을 대량으로 사용할 경우 인프라 업그레이드가 필요할 수 있습니다.이러한 경우 낮은(30% 미만) 총 고조파 왜곡(THD)과 0.9보다 큰 전력 인자를 가진 CFL을 선택해야 합니다.[62][63][64]

적외선 신호

적외선 리모컨에 의해 작동되는 전자 장치는 CFL에 의해 방출되는 적외선을 신호로 해석할 수 있습니다. 이는 텔레비전, 라디오, 리모컨 또는 휴대폰 근처에서 CFL의 사용을 제한할 수 있습니다.Energy Star 인증 CFL은 FCC 표준을 충족해야 하므로 패키지에 알려진 모든 비호환성을 나열해야 합니다.[65][66]

야외사용

건물 외부에서 사용되는 CFL

CFL은 일반적으로 실외용으로 설계되거나 등급이 지정되지 않으며 일부는 추운 날씨에 시작하지 않습니다.CFL은 -28.8 °C(-20 °F) 정도로 낮게 평가될 수 있는 냉해 밸러스트와 함께 사용할 수 있습니다.[67]작동 초기 몇 분 동안의 광 출력은 최대 밝기에 도달하기 전에 낮은 온도에서 제한됩니다.[68]냉음극 CFL은 서로 다른 설계로 인해 광범위한 온도에서 시작 및 수행됩니다.

시작시간

백열등은 켜지면 순식간에 최대 밝기에 도달합니다.2009년 현재 CFL은 1초 이내에 켜지지만, 여전히 많은 사람들이 최대 밝기를 달성하는 데 시간이 걸립니다.[69]켜지는 즉시 밝은 색이 약간 다를 수 있습니다.[70]일부 CFL은 "인스턴트 온"으로 판매되며 눈에 띄는 워밍업 기간이 없지만,[71] 최대 밝기에 도달하는 데 1분까지 걸리거나 [72]매우 추운 온도에서는 더 오래 걸릴 수 있습니다.수은 아말감을 사용하는 일부는 최대 생산량에 도달하는 데 3분까지 걸릴 수 있습니다.[71]이와 함께 짧은 시간 동안 켜졌다 꺼졌을 때 CFL의 수명이 짧아지기 때문에 CFL이 모션 활성화 조명과 같은 용도에 적합하지 않을 수 있습니다.예열 시간이 허용되지 않는 경우에는 할로겐 램프와 CFL을 결합한 하이브리드 램프를 사용할 수 있습니다.[73][74]할로겐 램프는 즉시 켜지고 CFL이 최대 밝기에 도달하면 꺼집니다.

건강 및 환경에 미치는 영향

주요 기사:형광등과 건강상태
닫힌 이중 엔벨로프 CFL

일반적

2008년 European Commission Scientific Committee on Emerging and New Identified Health Risks (SCENIHR)에 따르면, CFLs는 자외선과 청색광으로 인해 건강에 추가적인 위험을 초래할 수 있습니다.이 방사선은 빛에 유난히 민감하게 만드는 피부 상태를 이미 겪고 있는 사람들에게 증상을 악화시킬 수 있습니다.20cm(7.9인치) 미만의 거리에서 일부 단일 엔벨로프 CFL에 의해 방출되는 빛은 피부 및 망막 손상으로부터 근로자를 보호하기 위해 설정된 현재 작업장 한계에 근접하는 자외선 노출로 이어질 수 있습니다.하지만, 업계 소식통들은 CFLs로부터 받는 자외선은 피부암에 기여하기에는 너무 적고 "대개 혹은 전체적으로" 이중외피 CFLs의 사용이 다른 위험들을 완화시킨다고 주장합니다.[75]

검사 결과 CFL에서 발생하는 방사선 피폭은 선원에서 150cm 떨어진 거리에서 무시할 수 있습니다.가까운 거리에서는 CFL이 백열 전구보다 UVA(장파장) 방사량이 적음을 비교할 수 있습니다.그러나 자외선은 더 높은 수준의 UVB(단파장) 방사선을 방출합니다.[76]UVB는 피부 깊숙이 침투할 수 있으며 충분한 수준의 UVA는 표면 층을 태울 수 있습니다.폐쇄형(이중 엔벨로프) CFL은 차폐되며 비슷한 와트수의 백열전구 또는 할로겐전구에 비해 낮은 총 자외선을 방출합니다.

일반 사용자의 경우 실내 조명에서 나오는 자외선은 우려할 만한 것으로 보이지 않습니다.피부 민감성이 있는 사람의 경우 실내에 장기간 노출되는 것이 문제가 될 수 있으며, 이 경우 자외선 출력이 낮은 전구를 사용할 수 있습니다.전구 유형 간의 차이보다는 전구 유형 간의 차이가 더 큰 것으로 보이지만 가장 좋은 옵션은 차폐된 CFL입니다.

CFL 빛과 백열광의 세포 건강 영향을 비교한 2012년 연구에서는 CFL 빛에 노출된 배양물에서 통계적으로 유의미한 세포 손상이 발견되었습니다.분광 분석을 통해 상당한 UVA 및 UVC 방사선의 존재가 확인되었으며, 연구 저자들은 전구의 내부 형광체 코팅 손상이 원인이라고 추측했습니다.동등한 강도의 백열등에 노출된 후 세포 손상은 관찰되지 않았습니다.이 연구의 저자들은 인광 코팅 층을 둘러싼 추가적인 유리 덮개로 제조된 "이중 벽" 전구를 사용함으로써 자외선 노출이 제한될 수 있다고 제안합니다.[77]

CFL의 자발적 표준에 요구된 대로 전구의 베이스가 난연성이 되지 않도록 할 경우 전구 내 전기 구성 요소가 과열되면 화재 위험이 발생할 수 있습니다.[78]

수은 함유량

EPA FAQ 시트를 기반으로 한 CFL 및 백열등의 순 수은 배출량, 킬로와트시당 평균 0.012mg의 수은 배출, 매립 폐기 후 CFL 수은 함량의 14%가 환경으로 빠져나간다고 가정합니다.

CFL은 모든 형광등과 마찬가지로 유리 배관 내부에 증기로서 수은을[79][80] 포함합니다.대부분의 CFL은 전구당 3-5mg을 함유하고 있으며, "친환경"이라고 표시된 전구는 1mg 미만을 함유하고 있습니다.[81][82]수은은 독성이 있기 때문에, 이 적은 양이라도 램프에서 나오는 수은이 방출되고 대기 및 수질 오염의 원인이 될 수 있는 매립지 및 폐기물 소각장에 우려가 됩니다.미국의 경우, 전미 전기 제조업 협회(NEMA)의 조명 제조업체 회원들이 자발적으로 CFL에 사용되는 수은의 양을 제한했습니다.[83]EU에서는 RoHS법에 따라 동일한 상한선이 요구됩니다.

석탄 화력 발전소에서 전력을 주로 생산하는 지역에서는 백열 전구를 CFL로 교체하면 수은 배출이 실제로 줄어듭니다.전력 수요가 줄어 석탄이 연소하면서 배출되는 수은의 양이 줄어 부서지고 버려지는 CFL 전구에서 배출되는 수은의 양을 상쇄하고도 남았기 때문입니다.[84]2008년 7월에 미국 EPA는 CFL 조명을 위한 수은의 순계 방출량이 동등한 내강 출력의 백열 조명보다 낮다는 데이터 시트를 발표했습니다.이것은 미국의 전기 생산을 위한 수은 배출의 평균과 매립지에 투입된 CFL로부터 수은이 빠져나간 것으로 추정되는 평균에 근거했습니다.[85]석탄 화력 발전소는 또한 다른 중금속, 유황, 이산화탄소를 배출합니다.

미국에서, 미국 환경 보호국은 2007년에 판매된 2억 7천만 개의 CFL이 모두 매립지로 보내진다면, 약 0.13미터톤의 수은이 방출될 것이라고 추정했습니다. 이는 미국의 모든 수은 배출의 0.1% (그 해 약 104미터톤)입니다.[86]이 그래프는 CFL이 제조업체 및 조기 파손에 관계없이 평균 8,000시간 동안 지속된다고 가정합니다.에너지를 생산하기 위해 석탄이 사용되지 않는 지역에서는 두 종류의 전구 모두에서 배출량이 적을 것입니다.[86]

많은 국가에서 가정용 CFL 전구의 포장에는 파손에 대한 특별 취급 설명서가 인쇄되어 있지 않습니다.전구 하나에서 방출되는 수은의 양은 일시적으로 만성 피폭에 대한 미국 연방 지침을 초과할 수 있습니다.[87][88]그러나 만성적인 것은 상당한 시간 동안 노출됨을 의미하며, 낮은 수준의 수은에 단기적으로 노출되는 것으로 인한 건강 위험이 무엇인지는 여전히 불분명합니다.[88]부서진 CFL에 대한 EPA 모범 사례 정화 지침을 따랐음에도 불구하고 연구원들은 카펫에서 수은을 제거할 수 없었고, 어린 아이들이 노는 것과 같은 카펫의 동요는 최초 파손 후 몇 주가 지난 후에도 카펫 근처 공기 중에 0.025mg/m에3 달하는 국소 농도를 생성했습니다.[88]

미국 환경 보호국(EPA)은 고장 난 CFL을 청소하는 모범 사례와 파손을 방지하는 방법을 웹사이트에 발표했습니다.[89]방에 바람을 쐬고 깨진 조각을 조심스럽게 항아리에 넣어 처리할 것을 권장합니다.청소 방법을 비교한 2008년 메인주 환경보호국(DEP)의 연구는 비닐봉지를 사용하여 고장난 CFL 전구를 보관하는 것은 위험하다고 경고하고 있는데, 이는 비닐봉지에서 안전 수준을 훨씬 웃도는 증기가 계속해서 새어 나오기 때문입니다.EPA와 메인 DEP는 깨진 전구를 보관하는 가장 좋은 저장소로 밀폐된 유리병을 추천합니다.[90]

2018년 말부터 EU 수은 규정에 따라 유럽연합 내 CFL의 수출, 수입, 제조가 금지되고 있습니다.[91]

재활용

참고 항목:형광등 재활용

수은에 대한 건강 및 환경 문제로 인해 많은 관할 구역에서는 매립지로 보내지는 일반 폐기물 스트림에 포함되지 않고 사용 후 램프를 적절히 처리하거나 재활용하도록 요구하고 있습니다.안전한 폐기를 위해서는 전구를 처리할 수 있을 때까지 파손되지 않은 상태로 보관해야 합니다.

미국에서는 대부분의 주에서 연방 보편적 폐기물 규칙(UWR)을 채택하여 현재 시행하고 있습니다.[92]버몬트 주, 뉴햄프셔 주, 캘리포니아 주, 미네소타 주, 뉴욕 주, 메인 주, 코네티컷 주, 로드 아일랜드 주 등 몇몇 주에서는 연방정부의 UWR보다 더 엄격한 규정을 두고 있습니다.[92]가정용품 체인점에서는 무료 CFL 재활용을 널리 이용할 수 있습니다.[93]

유럽연합에서 CFL은 WEE 재활용 제도의 적용을 받는 많은 제품 중 하나입니다.소매 가격에는 재활용을 위해 지불해야 할 금액이 포함되며, 제조업체와 수입업체는 CFL을 수집하고 재활용할 의무가 있습니다.

노스웨스트 컴팩트 형광등 재활용 프로젝트에 따르면, 미국 노스웨스트 지역의 가정용 사용자들은 다른 고형 폐기물을 처리하는 것과 같은 방식으로 이러한 제품을 처리할 수 있기 때문에 오리건 주에서는 "가정용 CFL의 대부분이 도시 고형 폐기물로 이동"됩니다.이들은 또한 도시 폐기물 매립 3.2%, 재활용 3%, 도시 폐기물 소각 17.55%, 유해 폐기물 처리 0.2%[94] 등의 방법으로 형광등이 폐기될 때 방출되는 총 수은의 비율에 대한 EPA의 추정치에 주목합니다.

CFL을 처리하는 첫 번째 단계는 음압 환기 장치와 수은 증기를 포함하는 수은 흡수 필터 또는 콜드 트랩을 사용하는 기계에서 전구를 분쇄하는 것입니다.많은 지방 자치 단체들이 그런 기계들을 구입하고 있습니다.[citation needed]파쇄된 유리와 금속은 드럼통에 저장되어 재활용 공장으로 운송될 준비가 됩니다.

온실가스

2007년 퀘벡과 브리티시 콜롬비아와 같은 일부 지역에서는 가정용 중앙 난방이 주로 천연 가스 연소에 의해 제공된 반면, 전기는 주로 수력 발전에 의해 제공되었습니다.당시 백열전구 사용 금지의 영향을 분석한 결과, 기존의 전기전구에서 발생하는 열이 천연가스 난방으로 인한 온실가스 배출을 크게 감소시켰을 수 있다는 견해가 제시되었습니다.[95]이반코, 카니, 와허는 "퀘벡의 모든 가정이 (백열) 전구에서 CFL로 전환해야 한다면, 그 지방에서 거의 220,000톤의 CO2 배출량이 증가할 것이며, 이는 40,000대 이상의 자동차에서 나오는 연간 배출량과 맞먹습니다."라고 추정했습니다.

사용 및 채택

주요 기사:백열등 전구의 단계적 꺼짐
A E27필립스 5와트 CFL

CFL은 교류(AC) 및 직류(DC) 입력을 위해 모두 생성됩니다.DC CFL은 레저용 차량 및 오프더그리드 하우징에 사용하기에 인기가 있습니다.개발도상국에는 배터리, 태양 전지판 또는 풍력 발전기로 구동되는 CFL로 건강 및 안전상의 위험을 초래하는 등유 램프를 대체하기 위한 다양한 원조 기관 계획이 존재합니다.[96]

전기 소비와 오염을 줄일 수 있는 가능성 때문에, 다양한 단체들은 CFL과 다른 효율적인 조명의 도입을 장려해 왔습니다.홍보에서부터 인식을 장려하는 것, CFL을 대중에게 직접 배포하는 것까지 다양한 노력이 있습니다.일부 전력회사들과 지방 정부들은 전기 수요를 줄이기 위한 수단으로 CFL에 보조금을 주거나 고객들에게 무료로 제공하고 있기 때문에 발전에 대한 추가 투자를 미루고 있습니다.

미국에서는 주거용 조명의 평가 및 분석 프로그램(Program for Evaluation and Analysis of Residential Lighting, PEARL)을 감시 프로그램으로 만들었습니다.펄은 150개 이상의 CFL 전구 모델의 성능과 Energy Star 준수 여부를 평가했습니다.[97][98]

UN환경계획(UNEP)/Global Environment Facility(GEF) 이니셔티브는 개발도상국 및 신흥국에서 CFL을 포함한 에너지 효율적인 조명을 신속하고 비용 효율적으로 구현할 수 있도록 국가 주도의 정책 및 접근 방식에 초점을 맞춘 "Global Efficient Partnership Program"을 개발했습니다.

미국과 캐나다에서 Energy Star 프로그램은 효율성, 시작 시간, 기대 수명, 색상 및 성능 일관성에 대한 일련의 기준을 충족하는 램프에 라벨을 붙입니다.제품의 품질 변화에 따른 소비자의 우려를 줄이기 위한 취지입니다.[99]최근 Energy Star 인증을 받은 CFL은 1초 이내에 시작하여 깜박이지 않습니다.소비자용 Energy Star 전구는 Energy Star 인증 램프를 찾고 비교하기 위한 자료입니다.빛의 "품질"(컬러 렌더링 지수)을 개선하기 위한 작업이 계속되고 있습니다.[citation needed]

미국 에너지부에서 제안한 새로운 표준은 LED 램프가 CFL을 대체하는 결과를 가져올 수 있습니다.천연자원보호위원회의 노아 호로위츠(Noah Horowitz)의 의견에 따르면, 대부분의 CFL 전구는 기준을 충족하지 못할 것입니다.[100]

영국에서도 에너지 절약 신탁에서 에너지 절약 및 성능 지침을 충족하는 조명 제품을 확인하기 위해 유사한 프로그램을 운영하고 있습니다.[101]

G24(624Q2) 및 GU24 램프 피팅 소켓 시스템은 기존 램프 소켓을 대체하도록 설계되어 에너지 효율이 높은 램프만을 위한 고정 장치에 백열 전구를 설치하지 않습니다.

효율비교

백열 할로겐 형광색 이끌었다
포괄적인 필립스 필립스 L상[102] 일광(TCP)
전력(W) 60 42 14 10 12.5 9.7 9.8
광출력(lm) 860 650 800 800 800 910 950
발광효능(lm/W) 14.3 14.42 57.14 80 64 93.4 96.94
색온도(K) 2700 3100[103] 2700 3000 2700 2727 5000
CRI 100 100 >75 >85 85 93 미기재
수명(h) 1000 2500 8000 25,000 25,000 30,000 25,000


참고 항목

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외부 링크

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