Mesurament del cost dels fanals LED: és el moment d'un brot complet?
Per a l'enllumenat municipal, els LED prometen reduir els costos de manteniment i energia i superar totes les altres opcions. Fins i tot si s'han confirmat els majors temors de l'enllumenat públic LED, l'economia de l'enllumenat públic LED és atractiva, superant els problemes de salut.
La il·luminació municipal és un gran mercat per als LED. La majoria de les ciutats dels Estats Units han instal·lat almenys alguns fanals LED i algunes ciutats han substituït completament els LED. Hi ha una sèrie de raons per triar LED per a l'enllumenat públic, però el seu atractiu va disminuir el 2016 quan l'Associació Mèdica Americana (AMA) va advertir que alguns fanals LED podrien afectar negativament la conducció nocturna i la salut humana. Des d'aleshores, els experts en il·luminació i les ciutats han estat discutint sobre l'avís.
L'AMA adverteix que la il·luminació LED d'alta-intensitat és dolenta per a la conducció nocturna perquè la part blava de l'espectre de llum blanca del LED és massa intensa. Crea enlluernament i afecta la conducció. A més, l'AMA diu que la llum a aquestes freqüències suprimeix la melatonina al cos, causant problemes com ara insomni, reducció de la productivitat diürna i fins i tot obesitat.
L'AMA recomana minimitzar la sortida a la part blava de l'espectre i augmentar la protecció contra l'enlluernament. La xifra de mèrit per a l'aspecte del color d'una font de llum és la temperatura de color correlacionada (CCT), expressada en graus Kelvin (K). La majoria dels fanals LED instal·lats tenen una classificació entre 3,000K i 4,000K CCT. A causa dels efectes de la llum blava, l'AMA recomana que les lluminàries de carretera-no siguin superiors a 3,000K.
El Consorci d'il·luminació d'estat sòlid de l'enllumenat públic municipal (MSSLC), dins del Departament d'Energia dels Estats Units (DOE), ha estat una font important de respostes a les preguntes plantejades per l'AMA. MSSLC creu que la CCT no és l'única consideració a l'hora de mesurar la sortida de melatonina de la il·luminació LED.
Quan parlem de fanals LED, sovint podem veure la nova paraula melatonina. La melanosina és un fotopigment de la retina que està directament relacionat amb els ritmes circadians. La melatonina descriu com certs tipus de llum afecten el cicle del son humà activant la melanopsina. L'enllumenat públic LED és correcte.
El MSSLC va dir que l'avaluació de la producció de melatonina dels fanals LED té en compte molts factors més enllà del CCT, inclosa la sortida d'il·luminació, el tipus/distribució de lluminàries i el disseny de la il·luminació. Els enginyers d'il·luminació poden equilibrar aquests factors i dissenyar LED amb nivells de CCT més alts, però reduir la sortida de melatonina al rang recomanat per l'AMA.
La ciutat de Portland, Oregon, va començar a substituir els fanals de sodi abans de l'avís de l'AMA i ha continuat des de llavors. La ciutat té uns 45,000 fanals, gairebé tots ara LED, la majoria d'ells 4,000K. Les llums decoratives (com les dels parcs de la ciutat) són totes 3,000K. Al lloc web municipal de Portland, les PMF del Departament de Transport de Portland (PBOT) sobre la il·luminació nova analitza l'avís de l'AMA amb detall, incloent-hi enllaços a nombrosa informació addicional. Molts habitants de Portland tendeixen a adoptar una postura absolutista sobre les advertències sanitàries.
Moltes ciutats estan començant a substituir els fanals comuns de sodi groc-taronja per il·luminació LED. Les noves làmpades LED són més eficients i s'han reduït els costos del cicle de vida. A la imatge, hi ha la ruta 26 (Powell Avenue) a Portland, que ha instal·lat LED en gairebé tots els seus 45,000 fanals. (Font: EDN)
Altres ciutats que han substituït la majoria de les seves làmpades de sodi per LED inclouen Boston, Los Angeles i Seattle. No obstant això, a altres ciutats dels Estats Units, la gran majoria dels fanals de carrer encara són de sodi d'alta pressió (HPS). Les làmpades de sodi es poden identificar per la seva distintiva llum taronja-groga. Aquestes làmpades són populars a l'enllumenat públic perquè són més eficients que les làmpades incandescents i fluorescents.
L'inconvenient, va trobar la ciutat de Portland, va ser que els llums del carrer HSP concentraven massa llum a la zona inferior dels pals i no prou per il·luminar l'espai entre els pals. Les làmpades de sodi també són monocromàtiques i es diu que la distorsió del color dificulta la gestió per a algunes persones. A més, les làmpades de sodi són més difícils d'eliminar pel seu contingut en mercuri.
Per a l'enllumenat municipal, els LED prometen reduir els costos de manteniment i energia i superar totes les altres opcions. PBOT diu que han de substituir les antigues làmpades de sodi cada 5 anys, mentre que s'espera que els nous LED durin 24 anys.
El preu de les llums LED ha anat disminuint constantment i s'espera que continuï baixant. PBOT va dir que el cost d'una marca i model particular d'aparells LED que van instal·lar (Leotek ECobra), que va costar 500 dòlars per unitat l'any 2000, havia baixat a 124 dòlars el 2018.
Els llums HPS encara són més barats a 110 $ cadascun, de manera que si una ciutat substituís 50,000 fanals per LED, costaria 700 $ addicionals,000. Per tant, els municipis han estat lluitant pel finançament, que no és poca cosa fins i tot per a una gran ciutat.
Tot i que el cost de comprar HPS és més baix, serà molt més econòmic a la llarga tenir una vida útil més llarga dels LED. Les ciutats amb HPS passaran dues rondes addicionals de substitució abans que les ciutats amb fanals LED hagin de substituir una ronda de fanals. A més, com informa PBOT, "Atès que els LED duren més temps i són més fàcils de mantenir, la ciutat espera veure una reducció del 75 per cent dels costos de manteniment durant la vida útil d'un LED".
Els nous fanals consumeixen 29W per llum, mentre que els fanals de sodi substituïts són de 118W. Els defensors dels LED també afirmen que els fanals LED reflecteixen menys llum que els llums de sodi, reduint la contaminació lumínica.
Suposant que les afirmacions d'enginyeria sobre els LED són correctes, els LED s'han convertit en una millor opció econòmica per a la il·luminació de carreteres municipals, fins i tot amb costos inicials lleugerament més elevats. Fins i tot si s'han confirmat les preocupacions més importants de l'AMA sobre l'enllumenat públic LED, l'economia de l'enllumenat públic LED és atractiva, superant les preocupacions de salut. Sembla inevitable que la llum groga-taronja que acompanya la vida urbana esdevingui un record.
MSSLC és una font principal per als enginyers municipals que busquen més informació, incloses dades d'enginyeria per a molts tipus d'il·luminació. El Departament d'Energia dels Estats Units va establir el MSSLC l'any 2014 per ajudar les ciutats a considerar els llums LED. Operant dins de l'Oficina d'Eficiència Energètica i Energies Renovables del Departament d'Energia dels EUA, el MSSLC "representa un esforç coordinat entre ciutats interessades, proveïdors d'energia, agències governamentals i altres organitzacions per minimitzar la duplicació d'esforços i els riscos associats expandits a múltiples ubicacions". Es tracta bàsicament d'una organització d'usuaris recolzada per recursos del Departament d'Energia dels EUA.
Aquests "recursos" fan referència principalment a bases de coneixement. Segons els estàndards federals, el pressupost de la coalició és només d'uns pocs milions de dòlars. Dit això, n'hi ha prou amb proporcionar informació sobre la tecnologia disponible i, en ocasions, subvencions modestes, perquè algunes ciutats surtin del terreny. Les ciutats que vulguin plantejar-se instal·lar il·luminació LED no han de començar de zero i poden beneficiar-se de l'experiència d'altres ciutats que ja han adoptat la tecnologia.
