سنجش هزینه های چراغ های خیابانی LED

روشنایی شهری بازار بسیار خوبی برای LED ها محسوب می شود. در اکثر شهرهای آمریکا حداقل یک چندتایی چراغ خیابانی LED نصب شده است که تعداد کمی از آن ها حداقل یک بار به طور کامل تعویض شده اند. LED ها به دلایل مختلف بهترین انتخاب برای چراغ های خیابانی هستند، اما وقتی در سال 2016 انجمن پزشکی آمریکا (AMA) هشدار داد که برخی از LED ها بر روی رانندگی در شب و سلامت انسان ها اثرات نامطلوبی دارند تقاضا برای آنها کاهش یافت. متخصصین روشنایی و شهرهایی که علاقمند به چراغ های خیابانی LED هستند تا به حال در برابر این هشدار مقاومت کرده اند.

روشنایی شهری بازار بسیار خوبی برای LED ها محسوب می شود. در اکثر شهرهای آمریکا حداقل یک چندتایی چراغ خیابانی LED نصب شده است که تعداد کمی از آن ها حداقل یک بار به طور کامل تعویض شده اند. LED ها به دلایل مختلف بهترین انتخاب برای چراغ های خیابانی هستند، اما وقتی در سال ۲۰۱۶ انجمن پزشکی آمریکا (AMA) هشدار داد که برخی از LED ها بر روی رانندگی در شب و سلامت انسان ها اثرات نامطلوبی دارند تقاضا برای آنها کاهش یافت. متخصصین روشنایی و شهرهایی که علاقمند به چراغ های خیابانی LED هستند تا به حال در برابر این هشدار مقاومت کرده اند.

سنجش هزینه های چراغ های خیابانی LED

سنجش هزینه های چراغ های  خیابانی LED

AMA هشدار داده است که شدت روشنایی LEDها برای رانندگی در شب بد است و علت آن این است که نور تولید شده در آن قسمت از طیف که در چشم غیر مسلح سفید به نظر می رسد (درواقع در فرکانس آبی است) بسیار درخشان است. این امر می تواند مانند یک تشعشع خیره کننده باشد که روی رانندگی اثر می گذارد.همچنین AMA اعلام کرد که فرکانس های این نور ملانونین های انسان را تحت فشار قرار می دهد که این خود منجر به ایجاد مشکلاتی از قبیل کم خوابی، کاهش بهره وری در روز و حتی چاقی می شود.

AMA توصیه می کند برای محافظت در برابر درخشندگی، خروجی بخش آبی طیف را کاهش دهند. هنگام بحث در مورد ظاهر یک منبع نور از یک شاخص شایستگی تحت عنوان دمای نور یا CCT(correlated color temperature) که بر حسب درجه کلوین بیان می شود استفاده می کنیم.اکثر چراغ های LED که نصب می شوندCCT ای بین ۳۰۰۰^˚K تا ۴۰۰۰^˚K دارند. پیشنهاد AMA برای کاهش اثرات نور آبی،نصب چراغ هایی با CCT کمتر از ۳۰۰۰^˚K در جاده ها است.

منابع آزمون نظام مهندسی برق طراحی

نظام مهندسی برق تبریز

کنسرسیوم چراغ ها شهری یکپارچه (MSSLC) برنامه ای بود که توسط وزارت انرژی ایالات متحده (DEO) به عنوان منبع مشخصی برای پاسخ گویی به نگرانی های AMA تدوین گشت. بر طبق MSSLC برای اندازه گیری آنچه که تحت عنوان خروجی ملانوپیک نور شناخته می شود تنها فاکتور CCT کافی نیست.

ملانوپیک کلمه است که دائما در مباحث مربوط به چراغ های خیابانی LED ظاهر می شود.این کلمه بسیار جدید و مبهم است به طوری که در واژه‌نامه های بزرگ آن را پیدا نخواهید کرد. ملانوپسین یک رنگدانه تصویری –نوعی پروتئین- است که در شبکیه چشم یافت می شود و رابطه مستقیمی با ریتم شبانه روزی بدن دارد.ملانوپیک شرح می دهد که چگونه فعال شدن ملانوپسین توسط برخی از نور ها می تواند بر روی چرخه خواب انسان تاثیرگذار باشد.خروجی ملانوپیک کیفیت روشنایی چراغ های خیابانی LED را مشخص می کند.

طبق آنچه در MSSLC آمده است ارزیابی خروجی ملانوپیک چراغ های خیابانی LED غیر از CCT به فاکتورهای دیگری مانند خروجی لامپ، توزیع ثابت و طراحی روشنایی بستگی دارد.مهندسان روشنایی می توانند در طراحی به صورتی بین این فاکتورها تعادل برقرار کنند که در LED هایی با CCT بالاتر نیز بتوان به خروجی توصیه شده توسط AMA دست پیدا کرد.

شهر پورتلند از ایالت اورگن قبل از اخطار AMA شروع به تعویض چراغ های خیابانی سدیمی خود کرد و این کار را همچنان ادامه می دهد.این شهر تقریبا ۴۵۰۰۰ چراغ خیابانی دارد و تقریبا همه آن ها LED هستند و بیشتر آن ها لامپ های ۴۰۰۰^˚K هستند. چراغ های تزئینی (مثلا آن هایی که در پارک های شهر هستند) ۳۰۰۰^˚K هستند. در وب سایت روشنایی های پورتلند (Portland’s municipal) در بخش سوالات متداول اداره حمل و نقل پورتلند (PBOT) درباره چراغ های جدید توضیحات مبسوطی شامل هشدار AMA،لینک های فراوان و اطلاعات اضافی داده شده است.

شهرهای دیگری شامل بوستون،لس آنجلس و سیاتل تعداد زیادی از چراغ های سدیمی را با LED جایگزین کرده اند. با این حال در دیگر شهرهای آمریکا،اکثریت قریب به اتفاق چراغ های خیابانی هنوز هم چراغ های سدیمی فشار بالا (high pressure sodium)HPS هستند.چراغ های سدیم با تابش زرد و نارنجی شناخته می شوند. آن ها برای روشنایی خیابانی جذاب هستند چرا که از لامپ های فلورسنت و الکتریکی بسیار کارمدتر هستند.

یکی از معایب چراغ های سدیمی که در پورتلند متوجه شدند این بود که بیشتر نور در مرکز تیر چراغ متمرکز می شود و فاصله بین ۲ تیر خالی می‌ماند. در ضمن چراغ های سدیمی تک رنگ هستند و باعث اعوجاج در رنگ ها می شود که در بعضی افراد مشکلاتی گزارش شده است.همچنین به دلیل وجود جیوه در چراغ های سدیمی دسترسی به آن ها دشوار است.

ضمن اینکه LED ها هزینه تعمیر و نگهداری کمتر و مصرف انرژی پایین تری دارند و از همه گزینه های دیگر، روشنایی طولانی مدت تری را تضمین می کنند. طبق PBOT لامپ های سدیمی هر ۵ سال یک بار و لامپ های LED هر ۲۴ سال یک بار باید تعویض شوند.

قیمت چراغ های LED به طور مداوم کاهش یافته و انتظار کاهش بیشتری نیز می رود. PBOT می گوید هزینه ساخت مدل مشخصی LED(LeotekECobra) در سال ۲۰۰۰ از ۵۰۰ دلار آغاز شده است وتا سال ۲۰۱۴ به ۱۲۴ دلار کاهش پیدا کرده است.

چراغ های HPS همچنان با قیمت ۱۱۰ دلار ارزان تر هستند، بنابراین یک شهر با جایگزین کردن ۵۰۰۰۰ چراغ با چراغ های LED با  ۷۰۰۰۰۰ دلار هزینه اضافی روبرو خواهد شد.شهرداری ها همیشه به سختی پول خرج می کنند و این موضوع حتی برای شهرهای بزرگ نیز فرقی ندارد.

اما حتی اگر در هنگام خرید HPS ها ارزان تر باشند،جدا از عمر طولانی، LEDها در دراز مدت بسیار ارزان تر هستند.شهری با چراغ های HPS باید ۲ دوره بیشتر از شهری که چراغ های LED دارد هزینه های جایگزینی را پرداخت کند. همچنین طبق گزارش PBOT به دلیل بیشتر بودن طول عمر و خدمات ساده تر LED ها هزینه های تعمیر و نگهداری چراغ ها در طول عمر آن ها ۷۵٪ کاهش پیدا می کند.

چراغ های جدید ۲۹ وات است در حالی که چراغ های قدیمی سدیمی هر کدام ۱۱۸ وات بوده است.همچنین طرفداران چراغ های LED ادعا می کنند که نور چراغ های LED به نسبت چراغ های سدیمی کمتر منعکس می شود که در نتیجه آن آلودگی نوری به حداقل می رسد.

سنجش هزینه های چراغ های خیابانی LED

فرض بر این است که ادعاهای مهندسین در مورد LED ها دقیق هستند، بنابرابن حتی با هزینه های (اولیه) کمی بالاتر از قبل هنوز هم LED ها انتخاب اقتصادی بهتری برای روشنایی شهری هستند.حتی اگر بدترین ترس های AMA در مورد روشنایی چراغ های LEDثابت شود، باز هم اقتصاد چراغ های LED آنقدر جذاب است که بر نگرانی های بهداشتی غلبه خواهد کرد.به نظر می رسد در نهایت از تابش زرد و نارنجی شهرها خاطره ای باقی خواهد ماند.

برای هر مهندس شهری که به دنبال کسب اطلاعات بیشتری از جمله اطلاعت مهندسی از انواع نورپردازی می باشد MSSLC منبع اصلی است.DEO برنامه MSSLC را در سال ۲۰۱۴ جهت کمک به شهرهایی که قصد استفاده از LEDها را داشتند تنظیم کرد.جدا از اداره انرژی و انرژی های تجدید پذیر DEO، MSSLC نشان دهنده یک تلاش هماهنگ در میان شهرهای علاقه مند،تولیدکنندگان برق،نهادهای دولتی و دیگران برای به حداقل رساندن تلاش ها و ریسک های بالا در مکان های مختلف است. این گروه اساسا یک گروه کاربری است که با منابع DEO پشتیبانی می شود.

این منابع عمدتا یک پایگاه دانش هستند. طبق استاندارد های فدرال ،کنسرسیوم در میلیون ها دلار صرفه جویی کرده است. به این ترتیب،ارائه اطلاعات در مورد فن آوری های موجود و گاهی ارائه یک تخفیف معتبر می تواند باعث شود برخی شهرها شروع به انجام این کار بکنند.شهرهایی که می خواهند چراغ های خیابانی LED را نصب کنند نیاز نیست از صفر شروع کنند و می توانند از تجربه دیگران که قبلا از این تکنولوژی استفاده کردند بهره بگیرند.

https://www.edn.com/electronics-blogs/led-zone/4461677/Weighing-the-costs-of-LED-street-lights