Pomiar kosztów lamp ulicznych LED: czy nadszedł czas na pełną epidemię?
W przypadku oświetlenia miejskiego diody LED obiecują zmniejszyć koszty konserwacji i energii oraz przetrwać wszystkie inne opcje. Nawet jeśli największe obawy związane z oświetleniem ulicznym LED zostały potwierdzone, ekonomika oświetlenia ulicznego LED jest atrakcyjna, przewyższając obawy zdrowotne.
Oświetlenie miejskie to ogromny rynek dla diod LED. Większość amerykańskich miast zainstalowała co najmniej niektóre lampy uliczne LED, a kilka miast całkowicie wymieniło diody LED. Istnieje wiele powodów, dla których warto wybrać diody LED do oświetlenia ulicznego, ale ich atrakcyjność osłabła w 2016 r., Kiedy Amerykańskie Stowarzyszenie Medyczne (AMA) ostrzegło, że niektóre lampy uliczne LED mogą niekorzystnie wpływać na nocną jazdę i zdrowie ludzkie. Od tego czasu eksperci od oświetlenia i miasta spierają się o ostrzeżenie.
AMA ostrzega, że oświetlenie LED o wysokiej intensywności jest złe dla jazdy nocnej, ponieważ niebieska część widma białego światła LED jest zbyt intensywna. Tworzy odblaski i wpływa na jazdę. Ponadto AMA mówi, że światło o tych częstotliwościach tłumi melatoninę w organizmie, powodując problemy, takie jak bezsenność, zmniejszona wydajność w ciągu dnia, a nawet otyłość.
AMA zaleca minimalizację mocy wyjściowej w niebieskiej części widma i zwiększenie ekranowania odblaskowego. Wartością merytoryczną dla wyglądu koloru źródła światła jest skorelowana temperatura barwowa (CCT), wyrażona w stopniach Kelvina (K). Większość zainstalowanych lamp ulicznych LED ma moc od 3,000K do 4,000K CCT. Ze względu na działanie niebieskiego światła, AMA zaleca, aby oprawy drogowe nie były wyższe niż 3000K.
Miejskie Konsorcjum Oświetlenia Ulicznego (MSSLC), w ramach Departamentu Energii USA (DOE), było ważnym źródłem odpowiedzi na pytania zadane przez AMA. MSSLC uważa, że CCT nie jest jedynym czynnikiem branym pod uwagę przy pomiarze mocy wyjściowej melatoniny oświetlenia LED.
Omawiając oświetlenie uliczne LED, często możemy zobaczyć nowe słowo melatonina. Melanozyna jest fotopigmentem w siatkówce, który jest bezpośrednio związany z rytmami okołodobowymi. Melatonina opisuje, w jaki sposób niektóre rodzaje światła wpływają na cykl snu człowieka poprzez aktywację melanopsyny. Oświetlenie uliczne LED jest w sam raz.
MSSLC powiedział, że ocena mocy wyjściowej melatoniny lamp ulicznych LED uwzględnia wiele czynników poza CCT, w tym moc świetlną, typ / dystrybucję oprawy i projekt oświetlenia. Inżynierowie oświetlenia mogą zrównoważyć te czynniki i zaprojektować diody LED o wyższych poziomach CCT, ale obniżyć moc wyjściową melatoniny do zakresu zalecanego przez AMA.
Miasto Portland w stanie Oregon rozpoczęło wymianę sodowych latarni ulicznych przed ostrzeżeniem AMA i od tego czasu kontynuuje. Miasto ma około 45 000 latarni ulicznych, z których prawie wszystkie są teraz diodami LED, większość z nich to 4000 tys. Dekoracyjne światła (takie jak te w parkach miejskich) to wszystkie 3000K. Na stronie internetowej Portland Municipal, Portland Department of Transportation (PBOT) FAQ na temat nowego oświetlenia szczegółowo omawia ostrzeżenie AMA, w tym linki do wielu dodatkowych informacji. Wielu Portlandczyków ma tendencję do zajmowania absolutystycznego stanowiska w sprawie ostrzeżeń zdrowotnych.
Wiele miast zaczyna zastępować powszechne żółto-pomarańczowe sodowe lampy uliczne oświetleniem LED. Nowe lampy LED są bardziej wydajne, a koszty cyklu życia zostały zmniejszone. Na zdjęciu Route 26 (Powell Avenue) w Portland, która zainstalowała diody LED w prawie wszystkich swoich 45 000 latarni ulicznych. (Źródło: EDN)
Inne miasta, które zastąpiły większość swoich lamp sodowych diodami LED, to Boston, Los Angeles i Seattle. Jednak w innych miastach USA zdecydowana większość latarni ulicznych to nadal wysokociśnieniowy sód (HPS). Lampy sodowe można rozpoznać po ich charakterystycznym pomarańczowo-żółtym świetle. Takie lampy są popularne w oświetleniu ulicznym, ponieważ są bardziej wydajne niż żarówki i świetlówki.
Minusem, jak odkryło miasto Portland, było to, że światła uliczne HSP koncentrowały zbyt dużo światła na dolnej części słupów, a za mało, aby oświetlić przestrzeń między biegunami. Lampy sodowe są również monochromatyczne, a zniekształcenia kolorów utrudniają niektórym osobom radzenie sobie z nimi. Ponadto lampy sodowe są trudniejsze do utylizacji ze względu na zawartość rtęci.
W przypadku oświetlenia miejskiego diody LED obiecują zmniejszyć koszty konserwacji i energii oraz przetrwać wszystkie inne opcje. PBOT twierdzi, że muszą wymieniać stare lampy sodowe co 5 lat, podczas gdy nowe diody LED mają trwać 24 lata.
Cena lamp LED stale spada i oczekuje się, że będzie dalej spadać. PBOT powiedział, że koszt konkretnej marki i modelu zainstalowanych opraw LED (Leotek ECobra), które kosztowały 500 USD za jednostkę w 2000 r., Spadł do 124 USD w 2018 r.
Światła HPS są nadal tańsze za 110 USD za sztukę, więc jeśli miasto zastąpi 50 000 lamp ulicznych diodami LED, kosztowałoby to dodatkowe 700 000 USD. Gminy walczą więc o dofinansowanie, które nie jest małą kwotą nawet dla dużego miasta.
Mimo że koszt zakupu HPS jest niższy, na dłuższą metę dłuższa żywotność diod LED będzie znacznie bardziej ekonomiczna. Miasta z HPS spędzą dwie dodatkowe rundy wymiany, zanim miasta z latarniami ulicznymi LED będą musiały zastąpić jedną rundę latarni ulicznych. Dodatkowo, jak donosi PBOT: "Biorąc pod uwagę, że diody LED działają dłużej i są łatwiejsze w serwisowaniu, miasto spodziewa się 75-procentowej redukcji kosztów konserwacji w całym okresie eksploatacji diody LED".
Nowe lampy uliczne zużywają 29 W na lampę, podczas gdy wymienione lampy sodowe mają 118 W. Zwolennicy diod LED twierdzą również, że lampy uliczne LED odbijają mniej światła niż lampy sodowe, zmniejszając zanieczyszczenie światłem.
Zakładając, że twierdzenia inżynierskie dotyczące diod LED są poprawne, diody LED stały się lepszą ekonomiczną opcją dla miejskiego oświetlenia drogowego, nawet przy nieco wyższych kosztach początkowych. Nawet jeśli największe obawy AMA dotyczące oświetlenia ulicznego LED zostały potwierdzone, ekonomika oświetlenia ulicznego LED jest atrakcyjna, przewyższając obawy zdrowotne. Wydaje się nieuniknione, że żółto-pomarańczowe światło, które towarzyszy miejskiemu życiu, w końcu stanie się wspomnieniem.
MSSLC jest głównym źródłem dla inżynierów miejskich poszukujących więcej informacji, w tym danych inżynierskich dla wielu typów oświetlenia. Amerykański Departament Energii ustanowił MSSLC w 2014 roku, aby pomóc miastom w rozważeniu oświetlenia ulicznego LED. Działając w ramach Biura Efektywności Energetycznej i Energii Odnawialnej Departamentu Energii USA, MSSLC "reprezentuje skoordynowany wysiłek zainteresowanych miast, dostawców energii, agencji rządowych i innych organizacji w celu zminimalizowania powielania wysiłków i związanego z tym ryzyka rozszerzonego na wiele lokalizacji". Jest to zasadniczo organizacja użytkowników wspierana przez zasoby Departamentu Energii USA.
Te "zasoby" odnoszą się głównie do baz wiedzy. Według standardów federalnych budżet koalicji wynosi zaledwie kilka milionów dolarów. To powiedziawszy, dostarczenie informacji o dostępnej technologii, a czasami skromne dotacje, wystarczy, aby niektóre miasta ruszyły z miejsca. Miasta, które chcą rozważyć instalację oświetlenia LED, nie muszą zaczynać od zera i mogą skorzystać z doświadczeń innych miast, które już przyjęły tę technologię.
