Puhutaanko aurinko-LED-katuvalojen eduista verrattuna AC-LED-katuvaloihin?
1. Kaikkien katuvalojen vaihtaminen aurinkovoimalaisiin katuvaloihin voi säästää Kolmen rotkon vesivoimalan sähköntuotantoa
LED-katulamput ovat energiatehokkaampia kuin korkeapaineiset natriumlamput, ja ihmiset ovat tienneet sen jo pitkään. Jotkut kvantitatiiviset käsitteet saattavat kuitenkin vielä puuttua. Nyt tiedetään, että 100 watin LED-katuvalaisin voi korvata 250 watin korkeapaineisen natriumlampun, joten voidaan yksinkertaisesti ajatella, että jokainen LED-katuvalaisin voi säästää 150 wattia sähköä.
Jos se kuitenkin vaihdetaan aurinkovoimaan, voidaan säästää jopa 100 W sähköä, eli jokainen katuvalaisin voi säästää 250 W sähköä. Asianomaisten osapuolten arvioiden mukaan olemassa olevien katuvalojen kokonaismäärä Kiinassa on noin 100 miljoonaa, ja se kasvaa 20 prosentin vuosivauhtia. Vuonna 2008 katuvaloja lisättiin 20 miljoonaa kappaletta. Jos nämä 100 miljoonaa katuvalaisinta voidaan muuntaa 60 miljoonaksi 250 watin katulamppuksi ja jos kaikki nämä 60 miljoonaa katuvalaisinta vaihdetaan aurinko-LED-katuvalaisimiin, voidaan säästää yhteensä 15 miljoonaa kilowattia tehoa. Olettaen, että jokainen katuvalaisin toimii 12 tuntia vuorokaudessa, säästyy vuodessa 65,7 miljardia kilowattituntia sähköä. Kolmen rotkon vesivoimalan kokonaissähköntuotanto vuonna 2007 oli 61,603 miljardia kWh. Siksi sähkö, joka säästyy vaihtamalla kaikki maan katuvalot aurinkovoimalaisiin katuvaloihin, ylittää Kolmen rotkon vesivoimalan vuotuisen sähköntuotantokapasiteetin. Tämä on erittäin hälyttävä luku.
Aurinkoenergia on paitsi puhdas ja uusiutuva energianlähde, joka paitsi säästää sähköä, myös vähentää hiilidioksidipäästöjä. Jokainen 250 watin suurpainenatriumlamppu tuottaa 1 290 kiloa hiilidioksidia vuodessa, joten kun kaikki 60 miljoonaa katuvalaisinta on muutettu aurinkokatuvalaisiksi, hiilidioksidipäästöt vähenevät 77,4 miljoonaa tonnia. Aurinkoenergiaan siirtymisen jälkeen ei siis säästy pelkästään sähkölaskussa, vaan myös hiilidioksidipäästöjen vähentämiskustannuksissa. Vähennyskustannukset hiilidioksiditonnia kohden ovat 345-404 US$. Hiilidioksidipäästöjen vähentäminen 77,4 miljoonalla tonnilla vastaa 31 miljardin dollarin säästöä hiilidioksidin vähentämiskustannuksissa!
Edelliset luvut ovat vain vertailua LED-katuvalojen ja korkeapaineisten natriumvalojen välillä. Saman 100 W:n LED-katulampun energiansäästövertailu vaihtovirta- ja aurinkoenergian käytön välillä saadaan jakamalla yllä olevat tiedot 2,5:llä. Toisin sanoen 60 miljoonaa 100 watin LED-katuvaloa, jos kaikki käyttävät aurinkoenergiaa, voivat säästää 26,28 miljardia kWh sähköä verrattuna siihen, kun kaikki vaihtovirta käytetään, ja hiilidioksidipäästöjen vähentämisen kustannukset ovat 12,4 miljardia dollaria.
2. Vaihtovirtalähteen hyötysuhde on 15 % pienempi kuin aurinkosähkön.
Koska vaihtovirtalähdettä käytettäessä on käytettävä hakkuriteholähdettä sen muuntamiseksi tasavirtaan. Yleensä hakkuriteholähteen hyötysuhde on noin 80 %. Siksi 100 W LED-katuvalaisimen vaihtovirran syöttöteho tarvitsee noin 120 W (120 W on käytetty alla olevassa vertailutaulukossa). Käytettäessä aurinkoenergiaa niin kauan kuin DC/DC vakiovirtalähdettä käytetään, hyötysuhde on jopa 95 %. Siksi vaihtovirran käytön kokonaishyötysuhde laskemisen jälkeen on noin 15 % pienempi. Joten yllä olevien lukujen pitäisi myös nousta 15 prosenttia.
3. AC-virtalähteessä on myös tehokerroinongelmia.
Tehokertoimen kompensointia ei käytetä suhteellisen halvoissa hakkuriteholähteissä. Kun niitä on käytetty paljon, sähköverkon kokonaishyötysuhde heikkenee.
4. Suurin ongelma AC-virtalähteen käytössä on lyhentää koko lampun käyttöikää
Koska vaihtovirta on tasasuunnattava ja suodatettava tasavirraksi, on kaikissa hakkuriteholähteissä käytettävä elektrolyyttikondensaattoreita suodatukseen. On hyvin tunnettua, että elektrolyyttikondensaattorien käyttöikä on hyvin lyhyt. Yleisten elektrolyyttikondensaattorien käyttöikä on vain 1000 tuntia, ja pitkäikäisten elektrolyyttikondensaattorien käyttöikä on vain 10 000 tuntia. Lisäksi aina kun ympäristön lämpötila nousee 10 astetta, käyttöikä lyhenee puoleen. Suuritehoisessa LED-katulampussa lämpötilan nousu on erittäin korkea, joten elektrolyyttikondensaattorin käyttöikä on lyhyempi. Yleensä LED-katuvalojen käyttöikä on yli 50 000 tuntia. Elektrolyyttikondensaattorin lyhyt käyttöikä lyhentää väistämättä koko lampun käyttöikää. Voidaan katsoa, että aiemmin monet huonolaatuiset LED-katuvalot epäonnistuivat nopeasti. Sen lisäksi, että itse LEDin lämmönpoistoongelmaa ei voitu käsitellä, valon heikkeneminen kiihtyi, ja myös vaihtovirtalähteen elektrolyyttikondensaattorin vika oli tärkeä tekijä. Aurinkovoimalla toimivassa järjestelmässä ei ole elektrolyyttikondensaattoria. Siksi vakiovirtalähteen käyttöikä voidaan taata vastaavan LEDin käyttöikää.
5. Aurinkoenergialla toimivien LED-katuvalojen kokonaiskustannukset ovat paljon alhaisemmat kuin vaihtovirtakäyttöisten LED-katuvalojen.
Vaikka aurinkokatuvalojen alkuperäinen asennuskustannukset ovat korkeat, kaapelien asennuskustannukset ja pitkäaikaiset sähkölaskut vaihtovirtalähteestä ovat paljon korkeammat kuin aurinkosähköjärjestelmien.
