Havik: jutt LED-valgustite 5,5-kordsest säästust ei pea paika

Tüüpilise LED valgusallika spekter. Foto: Ain Havik

Kindlasti ei pea paika jutt kokkuhoiust, mis lubab LED-valgustite kasutuselevõtul  säästu  5,5 kuni 15 korda, kirjutab LED välisvalguse teemalises kommentaaris  AS Keilar juhatuse liige Ain Havik.

Tänapäeval muutub üha aktuaalsemaks CO₂ emissiooni vähendamine. Seda eesmärki on aga raske täita ilma kokkuhoiumeetmeid kasutamata. Välisvalgustuses on kokkuhoiuvõimalusteks üleminek efektiivsematele valgusallikatele, valgustuse efektiivne juhtimine ja hooldusvahemiku pikendamine.

Päevasel nägemisel  ehk fotoopilisel nägemisel kasutab inimsilm kolvikesi, mida on silmas kolme erinevat tüüpi. Nende valgustundlikkuse maksimumid on 420 nm (sinine), 534 nm (sinakasroheline) ja 564 nm (kollakasroheline). Fotoopilisel nägemisel on inimsilma maksimaalne tõhusus lainepikkusel  555 nm. Fotoopilist nägemist iseloomustab  hea värvuse eraldusvõime, samas kui skotoopilisel nägemisel inimsilm värve ei erista.

Pimedasnägemisel ehk skotoopilisel nägemisel, mida iseloomustab kuuvalguse ja tehisvalgustuse puudumine,  kasutab inimsilm ainult kepikesi. Kepikeste tundlikkuse maksimum on lainepikkusel  umbes 507 nm (roheline-sinine) ja need ei reageeri üldse valgusele lainepikkusega üle 670 nm (punane). Tavaliselt on öisel ajal piisavalt valgust, et tegemist ei oleks skotoopilise nägemisega.

Enamik öisest välis- ja tänavavalgustusest toimib nägemise mesoopilises ehk hämarasnägemise  piirkonnas, mida iseloomustab heledus vahemikus 0,001 kuni  3 (erinevatel allikatel ka 1-10) cd m^-2 . Mesoopiline nägemine on kombinatsioon fotoopilisest ja skotoopilisest nägemisest, kus valgusaistingu tekitavad nii kepikesed kui kolvikesed.

     Tänapäeval on välisvalgustuses põhiliselt kasutuses kõrgrõhu-naatriumlambid.  Need lambid on oma spektri ja suure valgusviljakuse tõttu parimad  fotoopilise nägemise piirkonnas.  Tehes skotoopilisi/ fotoopilisi valgusarvutusi, näeme, kui ebaefektiivsed on aga kõrgrõhu-naatriumlambid välisvalgustuses.

Uuring, milles võrreldi omavahel  metallhaliidlampe ja kõrgrõhu naatriumlampe, näitas, et võrdse fotoopilise valgustustaseme juures on öösel tänavapilt metallhaliidlampidega valgustamisel tunduvalt heledam  kui  kõrgrõhu-naatrium lampidega valgustamisel.

Tüüpilise LED-valgusallika spekter näeb välja selline: vaata fotot.

Sellele spektrile on iseloomulik suhteliselt suur kiirgusintensiivsus  spektri  sinises osas, tipuga lainepikkustel  440-450nm. Kuna  kepikeste tundlikkuse maksimum 507 nm on samas sinises piirkonnas ja lisaks kasutab inimsilm mesoopilisel nägemisel ka kolvikesi, millest siniste kolvikeste tundlikkuse maksimum on 420nm, siis on arusaadav, et LED-valgusallikas on mesoopilises nägemispiirkonnas tunduvalt efektiivsem neist valgusallikatest, mille spektris sedavõrd palju sinist  ei ole.  Lainepikkusel  440 nm on inimsilma skotoopilise ja fotoopilise nägemise suhtelise tundlikkuse vahe üle 14 korra. See on ka üks põhjusi, miks  LED välisvalgustuses võrreldes eriti kõrgrõhu naatriumlampidega oluliselt efektiivsem on.

LED välisvalgustitel on terve rida eeliseid võrreldes elavhõbeda, metallhaliid ja naatriumlampidega:

1.      Madal energiatarve,  pikk ja prognoositav eluiga. LED tänavavalgusti eluiga on tavaliselt 10 kuni 15 aastat, mis on kolm korda pikem kui  praegustel  valgusallikatel. Palju harvem tekib vajadus valgustit remontida või lampe asendada

2.      Hämardatavad: üldjuhul saab LED välisvalgusti valgusvoogu  reguleerida – suurendada või vähendada  vastavalt , kas valgustust on rohkem või vähem vaja. 50-protsendilise valgusvoo vähenemisega  kaasneb tarbitava võimsuse vähenemine üle 40 protsendi.

3.      Parem värviedastus, seda eriti elavhõbeda ja naatriumlampidega võrreldes.

4.      Kiirelt sisse ja välja lülitatavad. Erinevalt luminofoorlampidest ja gaaslahenduslampidest, mis vajavad maksimaalse valgusvoo saavutamiseks mitmeid minuteid, saavutavad LED valgustid  heleduse koheselt.

5.      Erinevalt elavhõbe, metallhaliid- ja naatriumlampidest, mida tavaliselt kasutatakse tänavavalgustuses,  pole leedvalgusti taaskäivitamisel probleemi, et valgusti ei sütti kohe  peale  voolukatkestust või tahtmatut lülitamist.

6.       Valgusdioodvalgustid ei sisalda elavhõbedat, pliid ega mürgiseid gaase. Sellise valgusti vigastusega ei kaasne ohtu keskkonnale.

7.      Väiksemad kaod.  Sageli võrreldakse 250W naatriumlampi 250W LED valgustiga, arvestamata asjaolu, et sellise naatriumlambi  tööks on vajalik ballast ning kogu valgusti võimsustarve on minimaalselt 275W.

8.      Optiliselt tõhusamad valgustid.  Teistes kasutuselolevates valgustites tuleb lambist ülespoole kiirguv valgusvoog reflektori abil suunata. Isegi parimad valgustite juures kasutatavad reflektorid neelavad osa valgusest endasse või  kiirgavad selle lampi tagasi. Selliselt läheb lambi valgusvoost kaotsi ligikaudu 30 protsenti.  Kadu tekitab ka refraktor, mille abil tekitatakse valgustile vajaminev valgusjaotus. Refraktori kadu on suurusjärgus 10 protsenti.  Lisaks reflektoris ja refraktoris tekkinud kadudele kiirgub osa praegu kasutuselolevatest valgustite valgusvoost taevasse, tekitades valgusreostust.  LED valgustis puudub reflektor,  kuid pelgalt  läätse kasutamisega saavutatakse sellegipoolest praegustest valgustitest parem ja ühtlasem  valgusjaotus.

9.      Lülitamistsüklite arv pole piiratud, seetõttu sobivad nad töötama ka koos PIR anduriga (liikumisandur). Suurema kokkuhoiu saavutamine on võimalik  LED valgustite distantsjuhtimise ja kontrolliga.

10.   Intelligentne tänavavalgustuse juhtimissüsteem kasutab andmevahetuseks valgustite toiteliine. Süsteem võimaldab valgusteid sisse/välja lülitada, reguleerida valgusvoogu vastavalt etteantud graafikule  ning  tuvastada ja automaatselt  teavitada häiretest süsteemis. Ühtlasi on võimalik reaalajas jälgida üksiku valgusti  energiatarbimist, mis annab võimaluse jälgida ja/või prognoosida kogu tänavavalgustuse kulu.

11.   Süsteem on peaaegu hooldusvaba ja võimaldab hoolduspersonalil vaba juurdepääsu üle Interneti   või nutitelefoniga.

12.   Kasutades LED valgusteid, mille garantiiaeg on kuni  5 aastat,  jääb ära ka  lampide vahetamise kulu selle aja vältel. Siiski,  alles jäävad  vandaalide poolt purustatud ja avariide käigus purunenud valgustuspunktide  taastamise kulud.  Kuna  süsteem võimaldab avariidest, milles saab kannatada valgusti, politseile ja päästeametile koheselt teate saata, on politsei kiirel reageerimisel võimalik tuvastada avarii põhjustaja ning nõuda süüdlaselt valguspunkti taastamisele kulunud kulude hüvitamist. 

LED välisvalgustite kõige suuremaks puuduseks on nende kõrge hind, mis  ei tähenda seda, et nende kasutuselevõtt ei anna majanduslikku säästu. Eesti oludesse sobiva välisvalgusti valikul tuleb arvestada, et meie oludesse sobiv välisvalgusti peaks taluma temperatuure vahemikus -40°C kuni +40°C.  Sellise töötemperatuuriga LED valgusteid on aga  lõunamaiste tootjate tootevalikus suhteliselt vähe.

Levinud arvamus, et 400W ja suurema võimsusega naatriulampidega valgusteid ei   ole võimalik LED asendada ei pea paika, sest  sellised valgustid on seeriatootmises olnud juba paari viimase aasta jooksul.  Tugev argument kõrgrõhu naatriumlampide  jätkuvaks kasutuselevõtmiseks  on vastavate leedide spektri eripära arvestavate standardite puudumine.  Standardi puudumine  ei  tähenda kaugeltki seda, et sääst oleks pisike või olematu. Iga säästuarvutus  lähtub olemasolevast baaslahendusest ja on oma olemuselt individuaalne.  Kindlasti ei pea paika jutt kokkuhoiust, mis lubab LED valgustite kasutuselevõtul  säästu  5,5 kuni 15 korda.

Soovitame suhtuda skeptiliselt  kokkuhoiulubadustesse stiilis «LED-pirn  on  20 korda ökonoomsem, kui tavaline pirn ja 3-7 korda ökonoomsem, kui gaasipirn»  Taolistel lubadustel on  tegelikkusega vähe seost ning need kuuluvad pigem ala mittetundvate müügimeeste repertuaari.