Měření nákladů na LED pouliční lampy: je čas na úplné propuknutí?
U městského osvětlení slibují LED diody snížení nákladů na údržbu a energii a přežijí všechny ostatní možnosti. I když se potvrdily největší obavy z LED pouličního osvětlení, ekonomika LED pouličního osvětlení je atraktivní a převažuje nad zdravotními problémy.
Obecní osvětlení je obrovský trh pro LED. Většina amerických měst instalovala alespoň některá pouliční LED světla a několik měst LED diody zcela vyměnilo. Existuje řada důvodů, proč zvolit LED pro pouliční osvětlení, ale jejich přitažlivost v roce 2016 upadla, když Americká lékařská asociace (AMA) varovala, že některá pouliční LED světla mohou nepříznivě ovlivnit jízdu v noci a lidské zdraví. Odborníci na osvětlení i města se od té doby o varování přou.
AMA varuje, že-osvětlení LED s vysokou intenzitou je pro jízdu v noci špatné, protože modrá část spektra bílého světla LED je příliš intenzivní. Vytváří oslnění a ovlivňuje řízení. Kromě toho AMA říká, že světlo v těchto frekvencích potlačuje melatonin v těle, což způsobuje problémy, jako je nespavost, snížená denní produktivita a dokonce obezita.
AMA doporučuje minimalizovat výstup v modré části spektra a zvýšit stínění proti oslnění. Hodnotou barevného vzhledu světelného zdroje je korelovaná barevná teplota (CCT), vyjádřená ve stupních Kelvina (K). Většina instalovaných pouličních světel LED má hodnocení mezi 3,000K a 4,000K CCT. Kvůli účinkům modrého světla AMA doporučuje, aby svítidla namontovaná na silnici-neměla být vyšší než 3,{6}}K.
Komunální pouliční osvětlení Solid State Lighting Consortium (MSSLC) v rámci amerického ministerstva energetiky (DOE) bylo důležitým zdrojem odpovědí na otázky vznesené AMA. MSSLC věří, že CCT není jediným hlediskem při měření výstupu melatoninu LED osvětlení.
Při diskusi o LED pouličním osvětlení se často můžeme setkat s novým slovem melatonin. Melanosin je fotopigment v sítnici, který přímo souvisí s cirkadiánními rytmy. Melatonin popisuje, jak určité druhy světla ovlivňují lidský spánkový cyklus aktivací melanopsinu. LED pouliční osvětlení je tak akorát.
MSSLC uvedl, že hodnocení melatoninového výstupu LED pouličního osvětlení bere v úvahu mnoho faktorů mimo CCT, včetně světelného výkonu, typu/rozmístění svítidel a designu osvětlení. Světelní inženýři mohou tyto faktory vyvážit a navrhnout LED s vyššími úrovněmi CCT, ale snížit výstup melatoninu na rozsah doporučený AMA.
Město Portland v Oregonu začalo s výměnou sodíkového pouličního osvětlení před varováním AMA a od té doby pokračuje. Město má asi 45,{1}} pouličního osvětlení, z nichž téměř všechny jsou nyní LED, většina z nich má 4,{3}}K. Ozdobná světla (jako jsou ta v městských parcích) jsou všechna 3,{5}}K. Na webových stránkách Portland Municipal, Portland Department of Transportation's (PBOT) FAQ o novém osvětlení podrobně pojednává o varování AMA, včetně odkazů na četné další informace. Mnoho obyvatel Portlandu má ke zdravotním varováním tendenci zastávat absolutistický postoj.
Mnohá města začínají nahrazovat běžná žlutá-oranžová sodíková pouliční světla LED osvětlením. Nové LED žárovky jsou účinnější a náklady na životní cyklus byly sníženy. Zde na obrázku je Route 26 (Powell Avenue) v Portlandu, která nainstalovala LED diody téměř do všech svých 45,000 pouličních osvětlení. (Zdroj: EDN)
Mezi další města, která nahradila většinu svých sodíkových výbojek LED, patří Boston, Los Angeles a Seattle. V jiných amerických městech je však naprostá většina pouličního osvětlení stále tvořena vysokotlakým sodíkem (HPS). Sodíkové výbojky poznáte podle jejich výrazného oranžového-žlutého světla. Takové lampy jsou oblíbené v pouličním osvětlení, protože jsou účinnější než žárovky a zářivky.
Město Portland zjistilo, že nevýhodou bylo, že pouliční osvětlení HSP soustředilo příliš mnoho světla na spodní část sloupů a nestačilo k osvětlení prostoru mezi sloupy. Sodíkové výbojky jsou také monochromatické a zkreslení barev prý některým lidem ztěžuje řešení. Sodíkové výbojky se navíc kvůli obsahu rtuti hůře likvidují.
U městského osvětlení slibují LED diody snížení nákladů na údržbu a energii a přežijí všechny ostatní možnosti. PBOT říká, že musí vyměnit staré sodíkové výbojky každých 5 let, zatímco u nových LED se očekává, že vydrží 24 let.
Cena LED světel neustále klesá a očekává se, že bude dále klesat. PBOT uvedl, že náklady na konkrétní značku a model LED svítidel, která instalovali (Leotek ECobra), které v roce 2000 stály 500 USD za jednotku, klesly v roce 2018 na 124 USD.
Světla HPS jsou stále levnější za 110 USD za kus, takže pokud by město nahradilo 50000 pouličního osvětlení LED, stálo by to dalších 700 USD,000. Obce se tedy rvaly o finance, což není málo ani na velké město.
I když jsou náklady na pořízení HPS nižší, z dlouhodobého hlediska bude mnohem ekonomičtější mít delší životnost LED. Města s HPS vynaloží dvě další kola výměny, než budou muset města s LED pouličním osvětlením vyměnit jedno kolo pouličního osvětlení. Kromě toho, jak uvádí PBOT: "Vzhledem k tomu, že LED vydrží déle a je snadnější servis, město očekává 75procentní snížení nákladů na údržbu během životnosti LED."
Nové pouliční lampy mají spotřebu 29W na lampu, zatímco vyměněné sodíkové lampy mají 118W. Zastánci LED také tvrdí, že LED pouliční světla odrážejí méně světla než sodíkové výbojky, což snižuje světelné znečištění.
Za předpokladu, že technická tvrzení o LED jsou správná, LED se staly lepší ekonomickou možností pro osvětlení městských komunikací, a to i s mírně vyššími počátečními náklady. I když se potvrdily největší obavy AMA ohledně LED pouličního osvětlení, ekonomika LED pouličního osvětlení je atraktivní a převažuje nad zdravotními problémy. Zdá se nevyhnutelné, že žluté-oranžové světlo, které doprovází městský život, se nakonec stane vzpomínkou.
MSSLC je primárním zdrojem pro komunální inženýry, kteří hledají další informace, včetně technických dat pro mnoho typů osvětlení. Americké ministerstvo energetiky založilo MSSLC v roce 2014, aby pomohla městům zvážit pouliční osvětlení LED. MSSLC, působící v rámci Úřadu energetické účinnosti a obnovitelné energie Ministerstva energetiky USA, „představuje koordinované úsilí mezi zainteresovanými městy, dodavateli energie, vládními agenturami a dalšími organizacemi o minimalizaci duplicitního úsilí a souvisejících rizik rozšířených na více míst“. Je to v podstatě uživatelská organizace podporovaná zdroji amerického ministerstva energetiky.
Tyto „zdroje“ se týkají především znalostních bází. Na federální poměry je rozpočet koalice jen několik milionů dolarů. To znamená, že poskytování informací o dostupných technologiích a příležitostně skromné granty stačí k tomu, aby se některá města rozběhla. Města, která chtějí zvážit instalaci LED osvětlení, nemusí začínat od nuly a mohou těžit ze zkušeností jiných měst, která již tuto technologii přijala.
