LED 가로등 비용 측정: 전면적인 발병 시기인가?
도시 조명의 경우 LED는 유지 관리 및 에너지 비용을 줄이고 다른 모든 옵션보다 오래갑니다. LED 가로등에 대한 가장 큰 두려움이 확인되었다고 해도 LED 가로등의 경제성은 건강 문제보다 매력적입니다.
도시 조명은 LED의 거대한 시장입니다. 대부분의 미국 도시에는 적어도 일부 LED 가로등을 설치했으며 일부 도시에서는 LED를 완전히 교체했습니다. 가로등에 LED를 선택해야 하는 이유는 여러 가지가 있지만 2016년 미국 의학 협회(AMA)에서 일부 LED 가로등이 야간 운전과 인간의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다고 경고하면서 그 매력이 줄어들었습니다. 그 이후로 조명 전문가와 도시는 모두 경고에 대해 논쟁을 벌여 왔습니다.
AMA에서는 LED 백색광 스펙트럼의 파란색 부분이 너무 강렬하기 때문에{0}고휘도 LED 조명이 야간 운전에 좋지 않다고 경고합니다. 눈부심을 유발하고 운전에 영향을 줍니다. 또한 AMA는 이러한 주파수의 빛이 신체의 멜라토닌을 억제하여 불면증, 주간 생산성 감소, 심지어 비만과 같은 문제를 유발한다고 말합니다.
AMA는 스펙트럼의 파란색 부분에서 출력을 최소화하고 눈부심 차폐를 늘릴 것을 권장합니다. 광원의 색상 외관에 대한 성능 지수는 켈빈(K)으로 표시되는 상관 색 온도(CCT)입니다. 설치된 대부분의 LED 가로등은 3,{1}}K에서 4,{3}}K CCT 사이입니다. 청색광의 영향으로 인해 AMA는{4}}도로 장착 등기구가 3,{6}}K보다 높아서는 안 된다고 권장합니다.
미국 에너지부(DOE) 내의 시립 가로등 고체 조명 컨소시엄(MSSLC)은 AMA에서 제기한 질문에 대한 중요한 응답 출처였습니다. MSSLC는 LED 조명의 멜라토닌 출력을 측정할 때 CCT가 유일한 고려 사항이 아니라고 믿습니다.
LED 가로등을 이야기하다 보면 멜라토닌이라는 신조어를 흔히 볼 수 있습니다. 멜라노신은 일주기 리듬과 직접적으로 관련된 망막의 광색소입니다. 멜라토닌은 특정 종류의 빛이 멜라놉신을 활성화하여 인간의 수면 주기에 어떻게 영향을 미치는지 설명합니다. LED 가로등이 딱 맞습니다.
MSSLC는 LED 가로등의 멜라토닌 출력 평가는 조명 출력, 등기구 유형/분포 및 조명 디자인을 포함하여 CCT 이외의 많은 요소를 고려한다고 말했습니다. 조명 엔지니어는 이러한 요인의 균형을 맞추고 더 높은 CCT 수준으로 LED를 설계할 수 있지만 멜라토닌 출력을 AMA에서 권장하는 범위로 낮출 수 있습니다.
오리건주 포틀랜드시는 AMA의 경고 이전에 나트륨 가로등을 교체하기 시작했으며 그 이후에도 계속되었습니다. 이 도시에는 약 45개의000 가로등이 있으며 거의 모두가 현재 LED이며 대부분이 4,{3}}K입니다. 장식용 조명(예: 도시 공원의 조명)은 모두 3,{5}}K입니다. 포틀랜드 시 웹사이트에서 새로운 조명에 대한 포틀랜드 교통국(PBOT) FAQ는 수많은 추가 정보에 대한 링크를 포함하여 AMA 경고에 대해 자세히 설명합니다. 많은 포틀랜드 사람들은 건강 경고에 대해 절대주의적인 입장을 취하는 경향이 있습니다.
많은 도시에서 일반적인 노란색{0}오렌지 나트륨 가로등을 LED 조명으로 교체하기 시작했습니다. 새로운 LED 램프는 더 효율적이고 수명 주기 비용이 절감되었습니다. 여기 사진은 포틀랜드의 Route 26(Powell Avenue)으로, 45개의000 가로등 거의 모든 곳에 LED를 설치했습니다. (출처: EDN)
대부분의 나트륨 램프를 LED로 교체한 다른 도시로는 보스턴, 로스앤젤레스, 시애틀이 있습니다. 그러나 미국의 다른 도시에서는 가로등의 대다수가 여전히 고압 나트륨(HPS)입니다. 나트륨 램프는 독특한 주황색{0}노란색으로 식별할 수 있습니다. 이러한 램프는 백열등 및 형광등보다 효율적이기 때문에 가로등에 널리 사용됩니다.
포틀랜드 시에서 발견한 단점은 HSP 가로등이 기둥 바닥에 너무 많은 빛을 집중시키고 기둥 사이의 공간을 비추기에 충분하지 않다는 것이었습니다. 나트륨 램프도 단색이며 색상 왜곡으로 인해 일부 사람들이 다루기 어렵다고합니다. 또한 나트륨 램프는 수은 함량으로 인해 폐기하기가 더 어렵습니다.
도시 조명의 경우 LED는 유지 관리 및 에너지 비용을 줄이고 다른 모든 옵션보다 오래갑니다. PBOT은 기존 나트륨 램프를 5년마다 교체해야 하며 새 LED는 24년 동안 사용할 것으로 예상한다고 말합니다.
LED 조명의 가격은 꾸준히 하락하고 있으며 더 하락할 것으로 예상됩니다. PBOT은 2000년에 500달러였던 LED 조명기구(Leotek ECobra)의 특정 제조사와 모델의 비용이 2018년에는 124달러로 떨어졌다고 말했습니다.
HPS 조명은 여전히 각각 $110로 저렴하므로 도시에서 가로등 50개를{2}} LED로 교체하면 추가 $700가 들 것입니다000. 그래서 지방자치단체들이 자금 조달을 위해 분주하게 움직이고 있는데, 이는 대도시에도 적지 않은 금액이다.
HPS를 구입하는 비용은 더 낮지만 장기적으로 LED 수명을 늘리는 것이 훨씬 경제적입니다. HPS가 있는 도시는 LED 가로등을 사용하는 도시가 가로등 한 라운드를 교체해야 하기 전에 두 번의 추가 교체를 할 것입니다. 또한 PBOT이 보고한 바와 같이 "LED가 더 오래 지속되고 서비스가 더 쉽기 때문에 시는 LED 수명 동안 유지 관리 비용을 75% 절감할 수 있을 것으로 기대합니다."
새 가로등은 램프당 29W를 소비하고 교체된 나트륨 램프는 118W를 소비합니다. LED 지지자들은 또한 LED 가로등이 나트륨 램프보다 빛을 덜 반사하여 빛 공해를 줄인다고 주장합니다.
LED에 대한 엔지니어링 주장이 맞다고 가정하면 LED는 초기 비용이 약간 더 높더라도 도시 도로 조명에 더 경제적인 옵션이 되었습니다. LED 가로등에 대한 AMA의 가장 큰 고민이 확인되었다고 해도 건강 문제를 능가하는 LED 가로등의 경제성이 매력적이다. 도시 생활을 동반하는 노란색{0}오렌지 조명은 결국 추억이 될 것입니다.
MSSLC는 다양한 조명 유형에 대한 엔지니어링 데이터를 포함하여 더 많은 정보를 원하는 시립 엔지니어를 위한 주요 소스입니다. 미국 에너지부는 도시가 LED 가로등을 고려할 수 있도록 2014년에 MSSLC를 설립했습니다. 미국 에너지부의 에너지 효율 및 재생 에너지 사무소 내에서 운영되는 MSSLC는 "관심 있는 도시, 전력 공급업체, 정부 기관 및 기타 조직 간의 조정된 노력을 나타내며 노력의 중복을 최소화하고 관련 위험을 여러 위치로 확대합니다." 본질적으로 미국 에너지부의 자원에 의해 지원되는 사용자 조직입니다.
이러한 "리소스"는 주로 지식 기반을 나타냅니다. 연방 기준에 따르면 연합의 예산은 수백만 달러에 불과합니다. 즉, 사용 가능한 기술에 대한 정보를 제공하고 때때로 약간의 보조금을 제공하는 것만으로도 일부 도시를 정상화할 수 있습니다. LED 조명 설치를 고려하려는 도시는 처음부터 시작할 필요가 없으며 이미 기술을 채택한 다른 도시의 경험을 활용할 수 있습니다.
