Kostnaðarmæling LED götuljósa: er kominn tími á fullan faraldur?
Fyrir lýsingu sveitarfélaga lofa LED að draga úr viðhalds- og orkukostnaði og endast alla aðra valkosti. Jafnvel þótt stærsti ótti við LED götulýsingu hafi verið staðfestur, þá eru hagkvæmni LED götulýsingar aðlaðandi og vega þyngra en heilsufarsáhyggjur.
Lýsing sveitarfélaga er stór markaður fyrir LED. Flestar bandarískar borgir hafa sett upp að minnsta kosti nokkur LED götuljós og nokkrar borgir hafa alveg skipt út LED. Það eru ýmsar ástæður fyrir því að velja LED fyrir götulýsingu, en aðdráttarafl þeirra dvínaði árið 2016 þegar American Medical Association (AMA) varaði við því að sum LED götuljós gætu haft skaðleg áhrif á næturakstur og heilsu manna. Ljósasérfræðingar og borgir hafa deilt um viðvörunina síðan.
AMA varar við því að sterk LED lýsing sé slæm fyrir næturakstur vegna þess að blái hluti hvíta ljósrófsins LED er of sterkur. Það skapar glampa og hefur áhrif á akstur. Að auki segir AMA að ljós á þessum tíðni bæli melatónín í líkamanum, sem veldur vandamálum eins og svefnleysi, minni framleiðni á daginn og jafnvel offitu.
AMA mælir með því að lágmarka framleiðsla í bláa hluta litrófsins og auka glampavörn. Verðleikatalan fyrir litaútlit ljósgjafa er fylgni litahitastig (CCT), gefið upp í gráðum Kelvin (K). Flest uppsett LED götuljós eru á milli 3,000K og 4,000K CCT. Vegna áhrifa blás ljóss mælir AMA með því að ljósabúnaður á vegum sé ekki hærri en 3,000K.
The Municipal Street Lighting Solid State Lighting Consortium (MSSLC), innan bandaríska orkumálaráðuneytisins (DOE), hefur verið mikilvæg uppspretta svara við spurningum sem AMA hefur sett fram. MSSLC telur að CCT sé ekki eina íhugunin þegar melatónín framleiðsla LED lýsingar er mæld.
Þegar rætt er um LED götuljós getum við oft séð nýja orðið melatónín. Melanósín er ljóslitarefni í sjónhimnu sem er beint tengt dægursveiflu. Melatónín lýsir því hvernig ákveðnar tegundir ljóss hafa áhrif á svefnhring mannsins með því að virkja melanopsin. LED götulýsing er alveg rétt.
MSSLC sagði að mat á melatónínframleiðslu LED götuljósa tæki tillit til margra þátta umfram CCT, þar á meðal lýsingarafköst, gerð/dreifingu ljósabúnaðar og lýsingarhönnun. Ljósaverkfræðingar geta jafnað þessa þætti og hannað LED með hærra CCT stigum, en lækkað melatónín framleiðslan í það bil sem AMA mælir með.
Borgin Portland, Oregon, byrjaði að skipta um natríumgötuljós fyrir viðvörun AMA og hefur haldið áfram síðan. Í borginni eru um 45,000 götuljós, sem eru næstum öll nú LED, flest 4,000K. Skreytingarljós (eins og þau í borgargörðum) eru öll 3,000K. Á vefsíðu Portland Municipal, er fjallað um AMA viðvörunina í smáatriðum í spurningum Portland Department of Transportation (PBOT) um nýja lýsingu, þar á meðal tengla á fjölmargar viðbótarupplýsingar. Margir Portlandbúar hafa tilhneigingu til að taka algjöra afstöðu til heilsuviðvarana.
Margar borgir eru farnar að skipta út algengum gul-appelsínugulum natríumgötuljósum fyrir LED lýsingu. Nýju LED lamparnir eru skilvirkari og líftímakostnaður hefur minnkað. Á myndinni hér er Route 26 (Powell Avenue) í Portland, sem hefur sett upp LED í næstum öllum 45,000 götuljósunum sínum. (Heimild: EDN)
Aðrar borgir sem hafa skipt út flestum natríumlampum sínum fyrir LED eru Boston, Los Angeles og Seattle. Hins vegar, í öðrum borgum í Bandaríkjunum, er mikill meirihluti götuljósa enn háþrýstingsnatríum (HPS). Natríumlampa er hægt að bera kennsl á með áberandi appelsínugulu ljósi þeirra. Slíkir lampar eru vinsælir í götulýsingu vegna þess að þeir eru skilvirkari en glóperur og flúrperur.
Gallinn, fannst borgin í Portland, var að HSP götuljós einbeitti of miklu ljósi á neðsta svæði skautanna og ekki nóg til að lýsa upp bilið á milli skautanna. Natríumlampar eru líka einlitir og litabjögun er sögð gera sumum erfitt fyrir. Þar að auki er erfiðara að farga natríumlampum vegna kvikasilfursinnihalds.
Fyrir lýsingu sveitarfélaga lofa LED að draga úr viðhalds- og orkukostnaði og endast alla aðra valkosti. PBOT segir að þeir þurfi að skipta um gömlu natríumlampana á 5 ára fresti, en búist er við að nýju LED-ljósin endist í 24 ár.
Verð á LED ljósum hefur verið að lækka jafnt og þétt og er búist við að það lækki enn frekar. PBOT sagði að kostnaður við tiltekna tegund og gerð af LED innréttingum sem þeir settu upp (Leotek ECobra), sem kostuðu 500 dollara einingar árið 2000, hefði lækkað í 124 dollara árið 2018.
HPS ljós eru enn ódýrari á $110 hvert, þannig að ef borg myndi skipta út 50,000 götuljósum fyrir LED myndi það kosta $700,000 aukalega. Þannig að sveitarfélög hafa verið að sækjast eftir fjármagni, sem er ekki lítil upphæð jafnvel fyrir stóra borg.
Jafnvel þó að kostnaður við að kaupa HPS sé lægri, mun það vera mun hagkvæmara til lengri tíma litið að hafa lengri líftíma LED. Borgir með HPS munu eyða tveimur aukalotum til að skipta út áður en borgir með LED götuljósum þurfa að skipta um eina umferð af götuljósum. Að auki, eins og PBOT greinir frá, "Í ljósi þess að LED endast lengur og eru auðveldari í þjónustu, býst borgin við að sjá 75 prósent lækkun á viðhaldskostnaði á líftíma LED."
Nýju götuljósin eyða 29W á hvern lampa, en natríumlamparnir sem skipt er um eru 118W. Talsmenn LED fullyrða einnig að LED götuljós endurspegli minna ljós en natríum lampar, sem dregur úr ljósmengun.
Að því gefnu að verkfræðilegar fullyrðingar um LED séu réttar, hafa LED orðið hagkvæmari kostur fyrir vegalýsingu sveitarfélaga, jafnvel með aðeins hærri fyrirframkostnaði. Jafnvel þótt stærstu áhyggjur AMA varðandi LED götulýsingu hafi verið staðfestar eru hagkvæmni LED götulýsingar aðlaðandi og vega þyngra en heilsufarsáhyggjur. Það virðist óumflýjanlegt að gul-appelsínugula ljósið sem fylgir borgarlífinu verði á endanum að minningu.
MSSLC er aðaluppspretta fyrir bæjarverkfræðinga sem leita að frekari upplýsingum, þar á meðal verkfræðilegum gögnum fyrir margar lýsingargerðir. Bandaríska orkumálaráðuneytið stofnaði MSSLC árið 2014 til að hjálpa borgum að huga að LED götuljósum. MSSLC, sem starfar innan orkunýtingar- og endurnýjanlegrar orkuskrifstofu bandaríska orkumálaráðuneytisins, „táknar samstillt átak meðal áhugasamra borga, rafveitna, ríkisstofnana og annarra stofnana til að lágmarka tvíverknað og tilheyrandi áhættu stækkað til margra staða“. Það er í raun notendasamtök sem eru studd af auðlindum frá bandaríska orkumálaráðuneytinu.
Þessar „auðlindir“ vísa aðallega til þekkingargrunna. Samkvæmt alríkisstöðlum er fjárhagsáætlun bandalagsins aðeins nokkrar milljónir dollara. Sem sagt, að veita upplýsingar um tiltæka tækni, og stundum hóflega styrki, er nóg til að koma sumum borgum af stað. Borgir sem vilja íhuga að setja upp LED lýsingu þurfa ekki að byrja frá grunni og geta notið góðs af reynslu annarra borga sem þegar hafa tekið tæknina upp.
