LED gatelampe kostnadsmåling: er tiden for et fullt utbrudd?
For kommunal belysning lover lysdioder å redusere vedlikeholds- og energikostnader og overgå alle andre alternativer. Selv om den største frykten for LED gatebelysning er bekreftet, er økonomien til LED gatebelysning attraktiv, oppveier helseproblemer.
Kommunal belysning er et stort marked for lysdioder. De fleste amerikanske byer har installert minst noen LED-gatelys, og noen få byer har fullstendig erstattet lysdioder. Det er flere grunner til å velge lysdioder for gatebelysning, men deres appell avtok i 2016 da American Medical Association (AMA) advarte om at noen LED-gatelys kunne påvirke nattkjøring og menneskers helse negativt. Både lyseksperter og byer har kranglet om advarselen siden den gang.
AMA advarer om at høyintensitets LED-belysning er dårlig for nattkjøring fordi den blå delen av LED-lampens hvite lysspekter er for intens. Det skaper gjenskinn og påvirker kjøringen. I tillegg sier AMA lys ved disse frekvensene undertrykker melatonin i kroppen, forårsaker problemer som søvnløshet, redusert produktivitet på dagtid, og til og med fedme.
AMA anbefaler å minimere produksjonen i den blå delen av spekteret og øke blendingsskjermingen. Figuren av fortjeneste for fargeutseendet til en lyskilde er den korrelerte fargetemperaturen (CCT), uttrykt i grader Kelvin (K). De fleste installerte LED-gatelys er vurdert mellom 3,000K og 4,000K CCT. På grunn av effekten av blått lys anbefaler AMA at veimonterte armaturer ikke skal være høyere enn 3000K.
Municipal Street Lighting Solid State Lighting Consortium (MSSLC), innenfor det amerikanske energidepartementet (DOE), har vært en viktig kilde til svar på spørsmål fra AMA. MSSLC mener at CCT ikke er den eneste vurderingen når du måler melatonin-utgangen av LED-belysning.
Når vi diskuterer LED gatelys, kan vi ofte se det nye ordet melatonin. Melanosin er en fotopigment i netthinnen som er direkte relatert til døgnrytme. Melatonin beskriver hvordan visse typer lys påvirker den menneskelige søvnsyklusen ved å aktivere melanopsin. LED gatebelysning er helt riktig.
MSSLC sa at evalueringen av melatonin-utgangen av LED-gatelys tar hensyn til mange faktorer utover CCT, inkludert belysningsutgang, armaturtype / distribusjon og belysningsdesign. Lysingeniører kan balansere disse faktorene og designe lysdioder med høyere CCT-nivåer, men senke melatoninutgangen til det området som anbefales av AMA.
Byen Portland, Oregon, begynte å erstatte natrium gatelys før AMA advarsel, og har fortsatt siden. Byen har rundt 45.000 gatelys, nesten alle er nå lysdioder, de fleste av dem 4000K. Dekorative lys (som de i byparker) er alle 3000K. På Portland Municipals nettside diskuterer Portland Department of Transportation's (PBOT) vanlige spørsmål om ny belysning AMA-advarselen i detalj, inkludert lenker til en rekke tilleggsinformasjon. Mange portlandere har en tendens til å ta en absolutistisk holdning til helseadvarsler.
Mange byer begynner å erstatte de vanlige gul-oransje natrium gatelysene med LED-belysning. De nye LED-lampene er mer effektive og livssykluskostnadene er redusert. Avbildet her er Route 26 (Powell Avenue) i Portland, som har installert lysdioder i nesten alle sine 45 000 gatelys. (Kilde: EDN)
Andre byer som har erstattet de fleste natriumlamper med lysdioder inkluderer Boston, Los Angeles og Seattle. Men i andre amerikanske byer er de aller fleste gatelys fortsatt høytrykksnatrium (HPS). Natriumlamper kan identifiseres ved deres karakteristiske oransje-gule lys. Slike lamper er populære i gatebelysning fordi de er mer effektive enn glødelamper og fluorescerende lamper.
Ulempen, byen Portland fant, var at HSP gatelys konsentrerte for mye lys på bunnen av polene og ikke nok til å belyse rommet mellom polene. Natriumlamper er også monokromatiske, og fargeforvrengning sies å gjøre det vanskelig for noen mennesker å håndtere. I tillegg er natriumlamper vanskeligere å kvitte seg med på grunn av kvikksølvinnholdet.
For kommunal belysning lover lysdioder å redusere vedlikeholds- og energikostnader og overgå alle andre alternativer. PBOT sier at de må bytte ut de gamle natriumlampene hvert femte år, mens de nye lysdiodene forventes å vare i 24 år.
Prisen på LED-lys har avtatt jevnt og trutt og forventes å avta ytterligere. PBOT sa at kostnaden for et bestemt merke og modell av LED-armaturer de installerte (Leotek ECobra), som kostet $ 500 en enhet i 2000, hadde falt til $ 124 i 2018.
HPS-lys er fortsatt billigere til $ 110 hver, så hvis en by skulle erstatte 50,000 gatelys med lysdioder, ville det koste ekstra $ 700,000. Så kommunene har scrambling for finansiering, som ikke er et lite beløp selv for en stor by.
Selv om kostnadene ved å kjøpe HPS er lavere, vil det være mye mer økonomisk i det lange løp å ha lengre LED-levetid. Byer med HPS vil bruke to ekstra runder med erstatning før byer med LED-gatelys må erstatte en runde med gatelys. I tillegg, som PBOT rapporterer, "Gitt at lysdioder varer lenger og er lettere å betjene, forventer byen å se en 75 prosent reduksjon i vedlikeholdskostnadene i løpet av levetiden til en LED."
De nye gatelampene bruker 29W per lampe, mens de erstattede natriumlampene er 118W. Talsmenn for lysdioder hevder også at LED-gatelys reflekterer mindre lys enn natriumlamper, noe som reduserer lysforurensningen.
Forutsatt at de tekniske påstandene om lysdioder er riktige, har lysdioder blitt et bedre økonomisk alternativ for kommunal veibelysning, selv med litt høyere forhåndskostnader. Selv om AMA's største bekymringer for LED gatebelysning er bekreftet, er økonomien til LED gatebelysning attraktiv, oppveier helseproblemer. Det virker uunngåelig at det gul-oransje lyset som følger med bylivet til slutt vil bli et minne.
MSSLC er en primærkilde for kommunale ingeniører som leter etter mer informasjon, inkludert tekniske data for mange belysningstyper. Det amerikanske energidepartementet etablerte MSSLC i 2014 for å hjelpe byer med å vurdere LED-gatelys. MSSLC opererer i det amerikanske energidepartementets kontor for energieffektivitet og fornybar energi, og representerer en koordinert innsats blant interesserte byer, kraftleverandører, offentlige etater og andre organisasjoner for å minimere duplisering av innsats og tilhørende risiko utvidet til flere steder". Det er egentlig en brukerorganisasjon støttet av ressurser fra det amerikanske energidepartementet.
Disse "ressursene" refererer hovedsakelig til kunnskapsbaser. Etter føderale standarder er koalisjonens budsjett bare noen få millioner dollar. Når det er sagt, å gi informasjon om tilgjengelig teknologi, og noen ganger beskjedne tilskudd, er nok til å få noen byer av bakken. Byer som ønsker å vurdere å installere LED-belysning trenger ikke å starte fra bunnen av og kan dra nytte av opplevelsen fra andre byer som allerede har tatt i bruk teknologien.
