LED街路灯は本当に電力を節約できますか？

はい、LED街路灯は電力使用量を削減できる可能性がありますが、共通の削減率はありません。結果は、プロジェクトで置き換える対象、両システムの実際の入力電力、動作時間、調光スケジュール、制御、照明要件、計測、および電力会社の請求に左右されます。

根拠を示せる問いは「LEDはどれだけ削減できるか？」ではありません。「必要な照明性能を提供しながら、この承認済み道路照明システムは、検証済みのベースラインと比較してどれだけのエネルギーを使用するか？」です。

正確なベースラインを構築する

まず資産台帳を作成します。各照明器具について、設置場所、技術方式、定格ランプ電力、安定器またはドライバー損失、利用可能な場合の実測入力、取付方法、制御、運転スケジュール、故障状態および請求区分を記録してください。電力または運転時間が異なる資産グループは分けてください。

銘板上のランプ電力がシステム入力と等しいと想定しないでください。従来の放電システムには安定器損失が含まれることがあり、電力会社の請求ではメーターではなく固定の料金電力が用いられる場合があります。所有者への請求方法と、請求台帳の更新方法を確認してください。

故障ランプを除外する場合は、文書化されたルールに基づく場合に限ってください。完全に稼働しているLEDシステムを、多数の消灯器具を含むベースラインと比較すると、ベースラインのサービス水準を過小評価したり、エネルギーおよび照明の比較を歪めたりする可能性があります。

透明性のあるエネルギー計算式を用いる

一定のスケジュールの場合、年間エネルギーは次のとおりです。

年間 kWh = 数量 × 入力ワット数 × 年間稼働時間 ÷ 1,000

ベースラインと提案案のエネルギーを別々に計算します。年間エネルギー削減量は、ベースラインのkWhから提案案のkWhを差し引いた値です。削減率は、その差をベースラインのkWhで割った値です。

実測で180 W、年間4,100時間稼働する既存システム1,000基を考えます。ベースラインは年間738,000 kWhです。同じスケジュールで95 Wの提案システムを使用すると389,500 kWhとなるため、制御を考慮する前の工学的推定値は348,500 kWh、約47%です。

実測ベースライン負荷、承認済みLED負荷、動作時間または設置台数が変われば、割合は直ちに変わります。1つの割合を資産全体に適用するのではなく、計算シートを資産グループに紐付けてください。

数量、ワット数、時間、損失および除外項目を明示し、レビュー担当者が結果を再現できるようにしてください。

制御を時間スケジュールとして追加する

一般的な「制御による削減率」を加算しないでください。夜間を運転区間に分け、各区間について、指令された電力レベル、そのレベルでの実際の照明器具入力、影響を受ける資産数および時間を用いて計算してください。

スケジュールでは、交通ピーク時に全光束、夜間に出力低減、事象または故障への定義済み対応を使用する場合があります。照明基準および管轄当局が各状態を許可しているか確認してください。重要な場合は、コントローラおよびネットワークの待機電力を考慮してください。

DOEのモデル仕様に関する取り組みでは、ネットワーク接続型の屋外制御がエネルギーおよび保守コストを削減できることが認識されています。一方、DOEの研究では、測定精度、機能性および保守に関する課題も指摘されています。機能一覧に依存せず、実際のシステムを検証してください。

必要な照明性能を維持する

提案されたレイアウトがプロジェクトの照明要件を満たさない場合、エネルギー削減は有効ではありません。承認された道路照明設計手法を使用して、維持照度または輝度、均斉度、グレア、ベーリング輝度、鉛直面照度、色、障害光、およびその他の該当基準を比較してください。

モデル固有の配光データを要求し、実際のポール間隔、取付高さ、アーム、傾斜、道路幅、路面、形状および保守率を計算してください。配光がより効果的に光を導く場合、より低いワット数が適切なことがありますが、ワット数だけで同等性を証明することはできません。

合意済みのグリッドと校正済み機器を用いて、代表的なベースラインおよびパイロットを測定してください。DOEの照明測定プロトコルは、比較可能な動作条件、電力測定および照度測定を重視しています。

その 屋外照明設置チェックリスト 省エネルギーモデルで使用した前提を失うことなく、承認済み設計を取付、配線、照準調整およびコミッショニングへ展開するのに役立ちます。

照明器具効率とシステム効率を比較する

DOE FEMPでは、照明器具効率を光出力を電気入力で割った値として説明しています。これは有用な製品指標ですが、プロジェクトのエネルギーは、有効な配光、設置電力、制御および時間に依存します。

同じlm/Wの2つの照明器具でも、光度分布が異なるため、道路での結果は異なる場合があります。逆に、見かけの効率が低い製品でも、配光が用途により適していれば、特定のレイアウトでは必要なワット数を低くできる場合があります。承認済みレイアウトは、同等の性能で比較してください。

提示された電力に、プロジェクト境界内で使用するすべてのドライバー、制御機器、光電セル、センサーおよび通信機器が含まれるか確認してください。

料金表と請求書を照合する

エネルギー削減額と料金削減額は異なる場合があります。料金体系には、電力量料金、月額固定料金、保守料金、ポール料金、デマンド料金、税金、および推定ワット数表が含まれることがあります。一部の電力会社所有システムは、直接のメーター測定値に基づいて請求されません。

最新の料金表と資産請求ファイルを入手してください。新しいワット数、調光スケジュール、停止、制御および所有権変更がどのように反映されるかを確認します。技術的に効率のよい改修であっても、請求記録と料金が更新されるまで、予測された現金削減額が実現しない場合があります。

低・想定・高の電気料金シナリオをモデル化してください。税金およびエスカレーションに関する前提は、実測されたエネルギー削減とは分けてください。

寿命を推定せずに保守を含める

LEDシステムは保守パターンを変える可能性がありますが、長い定格寿命は現場での交換間隔を保証するものではありません。正確なモデルについて、ドライバー、LEDモジュール、サージ保護、コネクタ、制御ノード、シール、仕上げおよび環境に関する証拠を確認してください。

実際の作業指示、故障、ランプ交換サイクル、作業員の工数、高所作業車、交通規制、予備品、廃棄に基づいて、保守のベースラインを構築します。提案システムについては、現場データまたは保証データによる裏付けがない限り、故障率および交換に関する前提を前提条件として明記します。

保証範囲、周囲温度制限、スイッチング、サージ、制御、除外事項、作業費、運賃、救済措置、請求プロセスを確認します。交換部品の保証には、現地作業費や交通管理費が含まれない場合があります。

代表的なパイロット試験を実施する

主要な道路形状、ポール間隔、取付高さ、電気条件、交通量、周囲温度および通信環境を代表するパイロット地点を選定してください。最も容易な区画だけを選ばないでください。

設置前に、ベースライン消費電力、照度、資産の状態、制御、請求データ、および公共または運用上の課題を記録します。設置後は、製品モデル、設定、入力電力、配光、調光、ネットワークレポート、故障、および照明基準を検証します。

制御スケジュール、気象、通信、保守ワークフローおよび関係者の反応を観察できる十分な期間、パイロットを運用してください。計算を全資産に拡大する前に、変更を文書化してください。

計測・検証計画を作成する

測定値、規定値、計算値、または請求書から取得する値を定義します。計測機器、サンプルサイズ、回路、測定日、運転条件、品質チェック、データ所有権、および補正方法を明記します。

設置後の検証では、設置数量、実際のワット数、制御スケジュール、例外、故障ノード、手動上書きおよび料金記録を照合する必要があります。接続型コントローラーはエネルギーを報告できる場合がありますが、その精度および集計ルールを、採用された測定方法と比較してください。

DOEは、M&Vの取り組みはプロジェクトの価値とリスクに見合うべきであると説明しています。単純な改修では限定的なサンプリングで足りる場合がありますが、大規模なパフォーマンス契約や複雑な制御システムでは、より強固な検証が妥当となる場合があります。

財務結果を別途計算する

エネルギー削減はキャッシュフローを構成する一要素にすぎません。機器、設計、調査、設置、再配線、制御、ネットワーク料金、試運転、交通管理、廃棄、資金調達、インセンティブ、保守、予備品、および請求変更を含めてください。

明記した分析期間、割引率、上昇率、残存価値および交換に関する前提を用いて、単純回収期間、正味現在価値およびライフサイクルコストを計算してください。DOEは、この種の構造化分析のためにStreet and Parking Facility Lighting Retrofit Financial Analysis Toolを提供しています。

電力価格、運転時間、制御スケジュール、設置費、保守、故障およびネットワーク料金について感度分析を実施してください。単一の回収期間の数値では不確実性が隠れます。

オフグリッド太陽光街路灯は異なるエネルギー境界として扱う

オールインワン太陽光街路灯は、従来型街路灯の改修と同一の系統回路から通常運転用のエネルギーを受電するものではありません。そのシステム境界には、太陽光パネル、バッテリー、充電コントローラー、LED負荷、夜間運転プロファイル、季節ごとの日射資源、および自立運転要件が含まれます。したがって、上記の系統kWh計算式を、完全な設計容量算定または経済性モデルとしてそのまま再利用することはできません。

その New Lightsのオールインワン太陽光街路灯シリーズ は、オフグリッドのアクセス道路または敷地内ルートを検討している場合に関連します。そのルートは、別途、太陽光およびバッテリーのエネルギーバランス、土木工事、保守アクセス、必要な照明性能の評価を通じて比較してください。より広範な 屋外・ガーデン・ソーラー照明ソリューション 製品選定前に、系統連系型改修、エリア照明、オフグリッド太陽光用途を区別するのに役立ちます。

調達用エビデンスパッケージを作成する

購入者は、インベントリ、ベースライン手法、道路基準、ポール形状、電気的条件、環境、制御、料金体系、所有区分、実証試験およびM&V要件を提示する必要があります。サプライヤーは、型式に紐付くエビデンスを提出する必要があります。

正確な入力電力、配光ファイルおよびレポート、調光時の電力曲線、制御の相互運用性、サージおよび電力品質のエビデンス、環境等級、安全認証、熱特性および寿命レポート、保証、設置手順、予備部品戦略、変更管理プロセスを要求してください。

以下を使用してください LED照明サンプル評価チェックリスト により、各サンプルをモデル、ドライバー、制御、設定および試験目的に関連付けます。 New Lights の工場・製造ページ 生産エビデンスおよび変更管理に関する協議の背景情報を提供します。

特定の街路灯転換を評価するには、 New Lightsにお問い合わせ 資産台帳、ベースラインエネルギー、ポールおよび道路の形状、必要な照明基準、制御スケジュール、料金表および証拠一覧を添えてください。提案モデルおよびレイアウトが承認された後に、最終的な削減範囲を計算してください。

よくあるご質問

LED街路灯は電力を何％削減できますか？

一律の割合はありません。プロジェクト固有のワット数、数量、時間、制御および損失を用いて、確認済みのベースラインと提案システムのエネルギー差を計算してください。

低ワット数だけで削減効果を証明するのに十分ですか？

接続負荷が低く見える場合がありますが、提案システムは承認済みの道路照明基準も満たし、運用および請求の前提条件が有効でなければなりません。

スマート制御は常に削減効果をもたらしますか？

許容される調光スケジュールが実装され、維持されている場合に限ります。各状態での実際の入力電力、運転時間、待機電力、上書き設定、および故障時の動作を使用してください。

電力会社の請求額が計算上のエネルギー削減額ほど下がらないのはなぜですか？

固定料金、保守費用、料金算定用の推定ワット数、資産記録の遅延、ネットワーク料金、税金、または運用前提の違いにより、請求額の削減とkWh削減が一致しない場合があります。

保守費削減を算入すべきですか？

はい。ただし、実際のベースライン記録と透明性のある提案前提を使用してください。定格寿命や保証期間を、保証された現場故障率に直接換算してはなりません。

設置後、削減効果はどのように検証すべきですか？

文書化されたM&V計画の下で、設置済み資産、測定値または受入済みの入力電力、制御、運転時間、照明測定、コントローラーデータ、および電力会社請求書を照合してください。

編集部参照資料

• 米国エネルギー省FEMP、「省エネルギー屋外照明の調達」: https://www.energy.gov/cmei/femp/purchasing-energy-efficient-exterior-lighting
• 米国エネルギー省、「照明改修プロジェクトの標準測定・検証計画」: https://betterbuildingssolutioncenter.energy.gov/sites/default/files/attachments/lighting_measurement_evaluation_protocol.pdf
• 米国エネルギー省、「改修の財務分析ツール」: https://www.energy.gov/cmei/ssl/retrofit-financial-analysis-tool
• 米国エネルギー省、「接続型街路照明システム」: https://www.energy.gov/cmei/ssl/connected-streetlighting-systems