Kostenmeting LED straatlantaarns: is het tijd voor een volledige uitbraak?
Voor gemeentelijke verlichting beloven leds de onderhouds- en energiekosten te verlagen en gaan ze langer mee dan alle andere opties. Zelfs als de grootste angsten voor led-straatverlichting zijn bevestigd, zijn de voordelen van led-straatverlichting aantrekkelijk en wegen ze zwaarder dan de gezondheidsproblemen.
Stadsverlichting is een enorme markt voor leds. De meeste Amerikaanse steden hebben op zijn minst enkele LED-straatverlichting geïnstalleerd en een paar steden hebben LED's volledig vervangen. Er zijn een aantal redenen om LED's voor straatverlichting te kiezen, maar hun aantrekkingskracht nam af in 2016 toen de American Medical Association (AMA) waarschuwde dat sommige LED-straatverlichting het rijden in de nacht en de menselijke gezondheid nadelig zou kunnen beïnvloeden. Sindsdien hebben zowel verlichtingsexperts als steden ruzie over de waarschuwing.
De AMA waarschuwt dat LED-verlichting met hoge-intensiteit slecht is voor 's nachts rijden, omdat het blauwe deel van het witte lichtspectrum van de LED te intens is. Het veroorzaakt verblinding en beïnvloedt het rijgedrag. Bovendien zegt de AMA dat licht op deze frequenties melatonine in het lichaam onderdrukt, wat problemen veroorzaakt zoals slapeloosheid, verminderde productiviteit overdag en zelfs obesitas.
De AMA beveelt aan om de output in het blauwe deel van het spectrum te minimaliseren en de bescherming tegen verblinding te vergroten. Het cijfer van verdienste voor de kleurweergave van een lichtbron is de gecorreleerde kleurtemperatuur (CCT), uitgedrukt in graden Kelvin (K). De meeste geïnstalleerde LED-straatverlichting heeft een classificatie tussen 3,000K en 4,000K CCT. Vanwege de effecten van blauw licht beveelt de AMA aan dat -op de weg gemonteerde armaturen niet hoger zijn dan 3,000K.
Het Municipal Street Lighting Solid State Lighting Consortium (MSSLC), binnen het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE), is een belangrijke bron van antwoorden op vragen van de AMA. MSSLC is van mening dat CCT niet de enige overweging is bij het meten van de melatonine-output van LED-verlichting.
Als we het hebben over LED-straatverlichting, zien we vaak het nieuwe woord melatonine. Melanosine is een fotopigment in het netvlies dat direct verband houdt met circadiane ritmes. Melatonine beschrijft hoe bepaalde soorten licht de menselijke slaapcyclus beïnvloeden door melanopsine te activeren. LED-straatverlichting is precies goed.
De MSSLC zei dat bij de evaluatie van de melatonine-output van LED-straatverlichting rekening wordt gehouden met vele factoren die verder gaan dan de CCT, waaronder verlichtingsoutput, armatuurtype/distributie en verlichtingsontwerp. Verlichtingsingenieurs kunnen deze factoren in evenwicht brengen en LED's ontwerpen met hogere CCT-niveaus, maar de melatonine-output verlagen tot het bereik dat wordt aanbevolen door de AMA.
De stad Portland, Oregon, begon met het vervangen van natriumstraatverlichting vóór de waarschuwing van de AMA en is sindsdien doorgegaan. De stad heeft ongeveer 45,000 straatlantaarns, die nu bijna allemaal LED's zijn, de meeste 4,000K. Decoratieve lampen (zoals die in stadsparken) zijn alle 3,000K. Op de Portland Municipal-website bespreekt de veelgestelde vragen van het Portland Department of Transportation (PBOT) over nieuwe verlichting de AMA-waarschuwing in detail, inclusief links naar tal van aanvullende informatie. Veel Portlanders hebben de neiging om een absolutistisch standpunt in te nemen over gezondheidswaarschuwingen.
Veel steden beginnen de gewone gele-oranje natriumstraatverlichting te vervangen door led-verlichting. De nieuwe LED-lampen zijn efficiënter en de levenscycluskosten zijn verlaagd. Hier afgebeeld is Route 26 (Powell Avenue) in Portland, die leds heeft geïnstalleerd in bijna al zijn 45,000 straatverlichting. (Bron: EDN)
Andere steden die de meeste van hun natriumlampen hebben vervangen door LED's zijn Boston, Los Angeles en Seattle. In andere Amerikaanse steden is de overgrote meerderheid van de straatverlichting echter nog steeds hogedruknatrium (HPS). Natriumlampen zijn te herkennen aan hun kenmerkende oranje-gele licht. Dergelijke lampen zijn populair in straatverlichting omdat ze efficiënter zijn dan gloeilampen en fluorescentielampen.
Het nadeel, ontdekte de stad Portland, was dat HSP-straatverlichting te veel licht concentreerde op het onderste gedeelte van de palen en niet genoeg om de ruimte tussen de palen te verlichten. Natriumlampen zijn ook monochromatisch en er wordt gezegd dat kleurvervorming het voor sommige mensen moeilijk maakt om mee om te gaan. Daarnaast zijn natriumlampen moeilijker weg te gooien vanwege hun kwikgehalte.
Voor gemeentelijke verlichting beloven leds de onderhouds- en energiekosten te verlagen en gaan ze langer mee dan alle andere opties. PBOT zegt dat ze de oude natriumlampen elke 5 jaar moeten vervangen, terwijl de nieuwe LED's naar verwachting 24 jaar meegaan.
De prijs van LED-verlichting is gestaag aan het dalen en zal naar verwachting verder dalen. PBOT zei dat de kosten van een bepaald merk en model van LED-armaturen die ze hebben geïnstalleerd (Leotek ECobra), die in 2000 $ 500 per eenheid kostte, in 2018 waren gedaald tot $ 124.
HPS-lampen zijn nog steeds goedkoper: $ 110 per stuk, dus als een stad 50,000 straatlantaarns zou vervangen door LED's, zou dat $ 700 extra kosten000. Gemeenten zijn dus op zoek naar financiering, wat zelfs voor een grote stad geen klein bedrag is.
Hoewel de aanschafkosten van HPS lager zijn, zal het op de lange termijn veel zuiniger zijn om een langere levensduur van leds te hebben. Steden met HPS zullen twee extra vervangingsrondes besteden voordat steden met LED-straatverlichting één ronde straatverlichting moeten vervangen. Bovendien, zoals PBOT meldt: "Aangezien LED's langer meegaan en gemakkelijker te onderhouden zijn, verwacht de stad een verlaging van de onderhoudskosten met 75 procent gedurende de levensduur van een LED."
De nieuwe straatlantaarns verbruiken 29W per lamp, terwijl de vervangen natriumlampen 118W zijn. Voorstanders van LED's beweren ook dat LED-straatverlichting minder licht reflecteert dan natriumlampen, waardoor lichtvervuiling wordt verminderd.
Ervan uitgaande dat de technische beweringen over LED's correct zijn, zijn LED's een betere economische optie geworden voor gemeentelijke wegverlichting, zelfs met iets hogere initiële kosten. Zelfs als de grootste zorgen van de AMA over led-straatverlichting zijn bevestigd, zijn de voordelen van led-straatverlichting aantrekkelijk en wegen ze zwaarder dan gezondheidsproblemen. Het lijkt onvermijdelijk dat het gele-oranje licht dat het stadsleven vergezelt uiteindelijk een herinnering zal worden.
MSSLC is een primaire bron voor gemeentelijke ingenieurs die op zoek zijn naar meer informatie, waaronder technische gegevens voor veel soorten verlichting. Het Amerikaanse ministerie van Energie heeft in 2014 de MSSLC opgericht om steden te helpen bij het overwegen van led-straatverlichting. De MSSLC, die opereert binnen het Office of Energy Efficiency and Renewable Energy van het Amerikaanse Department of Energy, "vertegenwoordigt een gecoördineerde inspanning van geïnteresseerde steden, energieleveranciers, overheidsinstanties en andere organisaties om dubbel werk en de bijbehorende risico's die zich naar meerdere locaties uitstrekken tot een minimum te beperken". Het is in wezen een gebruikersorganisatie die wordt ondersteund door middelen van het Amerikaanse ministerie van Energie.
Deze "bronnen" verwijzen voornamelijk naar kennisbanken. Volgens federale normen is het budget van de coalitie slechts een paar miljoen dollar. Dat gezegd hebbende, is het verstrekken van informatie over beschikbare technologie, en soms bescheiden subsidies, voldoende om enkele steden van de grond te krijgen. Steden die willen overwegen om LED-verlichting te installeren, hoeven niet helemaal opnieuw te beginnen en kunnen profiteren van de ervaring van andere steden die de technologie al hebben toegepast.
