Sokak Aydınlatmasında LED Teknolojisi

İnsanoğlunun refah düzeyiarttıkça enerjiye olan talebi de gittikçe artmıştır. Endüstriyel ve teknolojikalanda ki gelişmeler elektrik enerjisinin kullanım oranını en üst seviyeye yükseltmiş adeta bağımlı hale getirmiştir.

A- A+

11.07.2012 tarihli yazı 151971 kez okunmuştur.

Ülkemizde kullanılan elektrik enerjisinin %52’ sinin yurtdışından ithal ettiğimiz bu yıllarda, enerji kumpası ceplerimizi kıskaca almış durumdadır. Her geçen gün yeni yasa ve ilave tedbirlerle tüketici olarak; tasarruf ve verimlilik konusunda farkındalığa davet ediliyoruz.

Sokak Aydınlatmasına Yıllık 650 Milyon TL

Türkiye’ de yaklaşık 17 milyon sokak lambası olduğunu Enerji ve Tabi Kaynaklar Bakanı Taner Yıldız bir ropörtajında dile getirerek, bu alanda kullanılan elektrik enerjisine dikkati çekmişti. Bu sayı tüketilen toplam elektrik enerjisinde %2,5 luk bir paya sahip olup yıllık 650 milyon TL gibi bir miktar yapmaktadır. Bakan konuşmasının devamında bu sokak lambalarının LED armatürlerle değiştrilmesi yönünde bir proje yürütüldüğünden bahsederek, projenin hayata geçirilmesi ile %75’ e varan bir tasarruf elde edileceğini vurgulamaktadır.

Bu yazımda LED (Lihgt Emitting Diode) teknolojisinin sokak aydınlatmaasında kullanımını ve bize neler kazandırdığını analiz etmeye çalışacağım.

LED yarı iletken malzemeden yapılmış ışık kaynağıdır. Anat- katot bacaklarına gerilim uygulandığında elektroluminans denilen etki ile ışık yaymaya başlar. Ledlerin yaydığı ışın rengini kullanılan kimyasalın cinsi belirler. Ortalama olarak standart bir led 10 mA ve 2 V düzeyinde iletime geçer. Ledler flux led, power led, super led olarak piyasada satılmaktadırlar.

Power LED

Flux LED

Super Flux LED

Ledler kullandığımız standart akkor telli lambalara göre watt başına daha çok ışık akısı üretirler. Bildiğimiz üzere standart ampuller kullanığı enerjinin büyük çoğunluğunu ısıl etki olarak geri verirler. Ancak ledlerde ısıl etki büyük oranda azaltıldığı için aralarında büyük farklar vardır. Yüksek çalışma süreleriyle oldukça öne çıkmaktadırlar.

Şuan üretilen Powerled teknolojisi ile laboratuar ortamında 3W bir led ile 231 lm/w mertebelerinde ışık üretilebilmektedir. Şuan genellikle sokak aydınlatmasında kullanılan lambaları sıralamak gerekirse:

►Alçak basınçlı sodyum buharlı lambalar

►Yüksek basınçlı cıva buharlı lambalar

►Metal Halide (metal buharlı ) lambalar

Kullanılan bu lambalar kurşun ve cıva gibi insan sağlığını etkileyen metaller içerdiğinden çevreye ve insana zararları vardır. Ledlerde bu etkiler görülmez, radyasyon gibi faktörleri içermezler. Kullanımda olan bu armatürler loş ve sarı,turuncu ışık yayarlar. Ledlerin beyaz renkli olarak kullanılması bazı avantajlara sahip olmamızı sağlar.

Özellikle yol aydınlatmasında kullanılacak ledlerin araç kullanan sürücülerin ve araçlara karşı dikkatli olması gerek yayalara görüş netliği sağlar. Loşluktan uzak aydınlatma sağlayan led teknolojisi sürücülerin yol çevresindeki hareketleri daha belirgin şekilde fark edebilmesini sağlar. Bu da sürücülerin araca ve yola hakimiyetini daha da arttırabilir.

İnsanoğlunun yaşadığı alanların başında gelen sokaklar daha kaliteli bir aydınlatma sayesinde atmosferi ve yeryüzünü net bir şekilde görebilmesinin önünü dahada açar.

Led teknolojinin bize kazandırdıklarından bahsetmenin yanı sıra kullanılacak armatürlerin bazı özelliklerinden de bahsetmek gerekir. Led teknolojisi diğer aydınlatma ürünlerine göre belirgin en önemli özelliği armatürün fiili çalışma süresidir. Led armatürün fiili çalışma süresini etkileyen en büyük etken ısıl özelliğidir.

Jonsiyon Sıcaklığı: Ledlerde jonksiyon kısmı ışığın üretildiği bölümdür. Bu bölüm ışık kaynağı olan ledin ömrünü belirleyen kısımdır.

Armatürün Tasarımı: Aslında jonksiyon sıcaklığının üzerindede bir etkiye sahip olan bu kısım başlı başına sistemin ömrünü belirleyen kısımdır. Çünkü tasarım ısıl etkiyi ne kadar iyi taşıyabilirse jonksiyonun ssıcaklıktan etkilenmeside o kadar az olacaktır.

Çalışma sıcaklığı: Genel olarak armatürün çalışacağı ortamın sıcaklığıdır.

Led teknolojisi bilindği gibi sürücü devreler tarafından konrol edilir. Bu sürücü devreler özellikle şebekeye üzerinde oluşacak harmoniklerin azaltılması için önemli bir etkiye sahiptir. Çünkü ledlerin akım gerilim karekteristiği lineer değildir. Ve harmonikler meydana getirir. Linner olmayan bu yüklerin doğrulsal olarak akım çekebilmeleri için aktif güç faktörü devreleri (PFC) kullanılmalıdır. PFC’ lerin en önemli özelliği şebekeden omik yük olarak akım çekmeleri ve ana sürücü devresini şebekeden tamamen izole etmesidir.

Diğer bir önemli faktör ise kullanılacak güç kaynağıdır. Çünkü güç kaynağının sabit akım vermesi gerekir. Bunun dışında dirençle akımı sınırlamak ledin çalışma ömrünü etkileyecektir. Güç kaynağının sabit akım vermesi önemlidir.

LED teknolojisinin bize sunduğu avantajların yanında kurulacak sistemin maliyetinden de bahsetmek gerekir. Sistemde kullanılan sürücü devreleri, güç kaynakları, filtreleme devreleri gibi geleneksel sistemlere göre maliyetin yüksek olmasına neden olmaktadır.

Örneğin; Kocaeli İzmit merkez ilçesinde sokak aydınlatmasında kullanılan geleneksel yüksek basınçlı sodyum buharlı lambaların yerine led armatürler kullanıldığında harcanan enerji miktarı ve maliyet hesabına bir bakalım.

Yukarıda iki tabloda led armatürlerde geleneksel sistemin karşılaştırılması yapılarak harcadıkları toplam enerji analiz edilmiştir.

Geleneksel sistem 2010 yılı için toplamda 13.085.651 TL tutarında enerji kullanmaktadır. Eğer bu armatürlerin yerine led teknolojisi kullanılacak olursa yıl boyunca 3.257.410 TL enerji harcanaktır. Bu değişim %75 gibi muazzam enerji tassarrufuna etki edecektir.

Led armatürlerin kullanılmasında ise toplamda 13.185.540 TL gibi yaklaşık 4,5 katı bir kurulum maliyetine sebep olmaktadır. Ancak geleneksel sistemin yıllık bakım maliyetleri(SEDAŞ verilerine göre)- 5292 adet lamba 2215 balast değişimi ve işçilik masrafları- 3.978.180 TL’ ye mal olmaktadır. Kullanımda olan led armatürlerinin 3 yıldır herhangi bir bakım yapılmaksızın kullanılması, bu ek masraflarından önüne geçerek gerek sağlanan enerji tasarrufu gerekse bakım maliyetlerinin çok az olması ilk kurulum maliyetinin yüksek olmasına karşın kendini fazlasıyla amorti edebileceğini kanıtlamaktadır.

Tükiyede sokak aydınlatmasının %2,5 gibi bir enerji payına sahip olması düşünülürse bu yaklaşık 600 MWh gibi bir tasarrufa denk geldiği görülebilir. Buda yaklaşık 3 Keban Barajı demektir.

CUMALİ ÖZEL

KAYNAK

E. Mustafa YEĞİN, M. Zeki BİLGİN, Kocaeli Bölgesi Sokak Aydınlatmalarında Led Armatür Kullanımının Enerji Verimliliği Ve Maliyetine Etkisi, Kocaeli Üniversitesi-Elektrik Mühendisliği Bölümü

Wikipedia

http://www.ledlight-solar.com

Canan PERDAHÇI, Verimli Aydınlatma Yöntemleri, Kocaeli Üniversitesi, Elektrik Mühendsliği Bölümü