Вимірювання вартості світлодіодних вуличних ліхтарів: чи настав час для повного спалаху?
Для міського освітлення світлодіоди обіцяють знизити витрати на технічне обслуговування та енергію та перевищують усі інші варіанти. Навіть якщо найбільші побоювання світлодіодного вуличного освітлення підтвердилися, економіка світлодіодного вуличного освітлення є привабливою, переважаючи проблеми зі здоров’ям.
Муніципальне освітлення є величезним ринком для світлодіодів. Більшість міст США встановили принаймні кілька світлодіодних вуличних ліхтарів, а в деяких містах повністю замінили світлодіоди. Існує ряд причин вибрати світлодіодні лампи для вуличного освітлення, але їх привабливість ослабла в 2016 році, коли Американська медична асоціація (AMA) попередила, що деякі світлодіодні вуличні ліхтарі можуть негативно вплинути на водіння в нічний час і на здоров’я людей. Відтоді експерти з освітлення та міста сперечаються щодо попередження.
AMA попереджає, що високо{0}}інтенсивне світлодіодне освітлення погане для нічної їзди, оскільки блакитна частина спектру білого світлодіода надто інтенсивна. Це створює відблиски і впливає на водіння. Крім того, AMA каже, що світло на цих частотах пригнічує мелатонін в організмі, викликаючи такі проблеми, як безсоння, зниження продуктивності вдень і навіть ожиріння.
AMA рекомендує мінімізувати вихід у синій частині спектра та збільшити екранування від відблисків. Показником якості кольору джерела світла є корельована колірна температура (CCT), виражена в градусах Кельвіна (K). Більшість встановлених світлодіодних вуличних ліхтарів мають рейтинг від 3,000K до 4,000K CCT. Через вплив синього світла, AMA рекомендує, щоб дорожні-світильники були не вище 3,000K.
Консорціум твердотільного освітлення муніципального вуличного освітлення (MSSLC) в рамках Міністерства енергетики США (DOE) був важливим джерелом відповідей на запитання, поставлені AMA. MSSLC вважає, що CCT — не єдине значення при вимірюванні виходу мелатоніну в світлодіодне освітлення.
Обговорюючи світлодіодні вуличні ліхтарі, ми часто можемо побачити нове слово мелатонін. Меланозин - це фотопігмент сітківки, який безпосередньо пов'язаний з циркадними ритмами. Мелатонін описує, як певні види світла впливають на цикл сну людини, активуючи меланопсин. Світлодіодне вуличне освітлення якраз підходить.
MSSLC сказав, що оцінка виходу мелатоніну в світлодіодних вуличних ліхтарях враховує багато факторів за межами CCT, включаючи потужність освітлення, тип/розподіл світильника та дизайн освітлення. Інженери з освітлення можуть збалансувати ці фактори та розробити світлодіоди з вищими рівнями CCT, але знизити вихід мелатоніну до діапазону, рекомендованого AMA.
Місто Портленд, штат Орегон, розпочало заміну натрієвих вуличних ліхтарів до попередження AMA, і з тих пір продовжується. У місті близько 45000 вуличних ліхтарів, майже всі з яких зараз світлодіодні, більшість із них 4000K. Декоративні вогні (наприклад, у міських парках) – усі 3,000K. На веб-сайті муніципалітету Портленда в FAQ Міністерства транспорту Портленда (PBOT) щодо нового освітлення детально обговорюється попередження AMA, включаючи посилання на численні додаткові відомості. Багато портлендців схильні займати абсолютистську позицію щодо попереджень щодо здоров’я.
Багато міст починають замінювати звичайні жовті-помаранчеві натрієві ліхтарі на світлодіодне освітлення. Нові світлодіодні лампи є більш ефективними, а витрати на життєвий цикл зменшені. На зображенні зображена дорога 26 (Пауелл-авеню) у Портленді, яка встановила світлодіоди майже у всіх своїх 45000 вуличних ліхтарях. (Джерело: EDN)
Інші міста, які замінили більшість своїх натрієвих ламп на світлодіоди, включають Бостон, Лос-Анджелес і Сіетл. Однак в інших містах США переважна більшість вуличних ліхтарів все ще є натрієвими лампами високого тиску (HPS). Натрієві лампи можна визначити за характерним помаранчевим-жовтим світлом. Такі лампи популярні в вуличному освітленні, оскільки вони більш ефективні, ніж лампи розжарювання і люмінесцентні лампи.
Мінусом міста Портленда було те, що вуличні ліхтарі HSP концентрували занадто багато світла на нижній частині стовпів і недостатньо, щоб висвітлити простір між стовпами. Натрієві лампи також монохроматичні, а спотворення кольору, як кажуть, ускладнює роботу деяких людей. Крім того, натрієві лампи важче утилізувати через вміст ртуті.
Для міського освітлення світлодіоди обіцяють знизити витрати на технічне обслуговування та енергію та перевищують усі інші варіанти. PBOT каже, що старі натрієві лампи мають замінювати кожні 5 років, а нові світлодіоди, як очікується, прослужать 24 роки.
Ціна на світлодіодні світильники неухильно знижувалася і очікується подальше зниження. У PBOT заявили, що вартість конкретної марки та моделі світлодіодних світильників, які вони встановили (Leotek ECobra), які коштували 500 доларів за одиницю в 2000 році, знизилася до 124 доларів у 2018 році.
Світильники HPS все ще дешевші – 110 доларів США кожен, тож якщо місто замінить 50000 вуличних ліхтарів на світлодіодні, це буде коштувати додаткових 700 доларів000. Тож муніципалітети намагаються знайти фінансування, яке не мало навіть для великого міста.
Незважаючи на те, що вартість придбання HPS нижча, у довгостроковій перспективі буде набагато економніше мати довший термін служби світлодіодів. Міста з ГЕС проведуть два додаткових раунди заміни, перш ніж міста зі світлодіодними вуличними ліхтарями повинні замінити один раунд вуличних ліхтарів. Крім того, як повідомляє PBOT, «З огляду на те, що світлодіоди служать довше та легше обслуговувати, місто очікує скоротити витрати на технічне обслуговування на 75 відсотків протягом терміну служби світлодіода».
Нові вуличні ліхтарі споживають 29 Вт на одну лампу, а замінені натрієві лампи – 118 Вт. Прихильники світлодіодів також стверджують, що світлодіодні вуличні ліхтарі відбивають менше світла, ніж натрієві лампи, зменшуючи світлове забруднення.
Якщо припустити, що інженерні твердження щодо світлодіодів правильні, світлодіоди стали кращим економічним варіантом для освітлення муніципальних доріг, навіть з трохи більшими початковими витратами. Навіть якщо найбільші занепокоєння AMA щодо світлодіодного вуличного освітлення підтвердилися, економіка вуличного світлодіодного освітлення є привабливою, переважаючи проблеми зі здоров’ям. Здається неминучим, що жовте{0}}помаранчеве світло, яке супроводжує міське життя, зрештою стане спогадом.
MSSLC є основним джерелом для муніципальних інженерів, які шукають більше інформації, включаючи інженерні дані для багатьох типів освітлення. Міністерство енергетики США створило MSSLC у 2014 році, щоб допомогти містам розглянути світлодіодні вуличні ліхтарі. Функціонуючи в рамках Управління енергоефективності та відновлюваної енергетики Міністерства енергетики США, MSSLC «представляє скоординовані зусилля зацікавлених міст, постачальників електроенергії, урядових установ та інших організацій, щоб мінімізувати дублювання зусиль і пов'язані з цим ризики, поширені на декілька місць». По суті, це організація користувачів, яка підтримується ресурсами Міністерства енергетики США.
Ці «ресурси» в основному відносяться до баз знань. За федеральними мірками бюджет коаліції становить лише кілька мільйонів доларів. Тим не менш, надання інформації про наявні технології, а іноді й скромних грантів, достатньо, щоб деякі міста зруйнувати. Міста, які хочуть розглянути питання про встановлення світлодіодного освітлення, не повинні починати з нуля і можуть скористатися досвідом інших міст, які вже впровадили цю технологію.
