I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m b e r   20 20 ,   pp.   662 ~ 66 9   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 2 . pp 662 - 66 9             662       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   R e d u c t i o n   c o st   a n d   e n e r g y   c o n su m p t i o n   f o r   l e d   sm a r t   l i g h t i n g   st r e e t   t e c h n o l o g y   i n   Ir a q       Jab b ar   K .   M o h amm e d   C o m m uni c a t i o E ng i n e e r i ng   D e pa r t m e nt ,   U ni v e r s i t y   o f   T e c hno l ogy - I r a q,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   F e b   1 3 ,   2 020   R e v i s e A pr   9 ,   2020   A c c e pt e A p r   23 ,   2020       T he   i d e a   o f   r e pl a c i ng   t h e   o l l i g ht i ng   s y s t e m   w i t e ne r g y - e f f i c i e nt   o ne s   ha s   be e g i v e e xc e s s i v e   a t t e nt i o n,   pa r t i c ul a r l y   i t he   t e r r i t o r i a l   a nd  A r a bi c   w o r l d.   T h i s   m o v e   i s   s i g ni f i c a n t   f o r   i t s   he l pf u l   e f f e c t s   o bo t t he   e c o no m y   a nd  t he   e nv i r o nm e nt ,   e s pe c i a l l y   i I r a w hi c s m a r t s   f r o m   l i g ht - r e l a t e d   pr o bl e m s .   I t   c o r r e s po nd i ng l y   a i ds   t he   l i g h t   di s t r i b ut i o o f f i c e s   a s   i t   w i l l   s a v e   t he m   f r o m   s e v e r a l   l i g ht   g e n e r a t i o t r o ub l e s   a nd   t h e i r   e f f e c t s   o t h e   ho ur s   o f   e l e c t r i c a l   po w e r   s upp l y .   T he   l i g ht   c o ns um e r s   w i l l   a l s o   be ne f i t   f r o m   r e duc e b i l l s   d u e   t o   a p p r o x i m a t e l y   5 0 %   r e d u c t i o n   i n   p o w e r   c o n s u m p t i o n   b y   t he   e ne r gy - e f f i c i e nt   s y s t e m .   T h e   e n e r g y - e f f i c i e nt   l i g ht i ng   s y s t e m   ha s   r e p l a c e t h e   t r a di t i o na l   t e c hni c a l   l i g h t i ng   o w i ng   t o   i t s   e n e r g y   s a v i ng  c a pa bi l i t y   a nd   e nv i r o nm e nt a l   f r i e ndl i n e s s .   T h e s e   pr o bl e m s   w o ul e nha nc e   t h e   us e   o f   e f f i c i e nt   e n e r g y   pr og r a m m e r   t o   r e duc e   e n e r g y   c o ns um pt i o a s   t he   w o r l d   s w i t c he s   t o   t h e   us e   o f   r e ne w a b l e   e ne r gy .   T hi s   s t udy   pr e s e nt s   t he   us e   o f   m o de r ni z e l i g ht i ng   s y s t e m   w i t a e m pha s i s   o i t s   e c o no m i c   a nd   e nv i r o nm e nt a l   b e ne f i t s .   T h e   r e s ul t s   a r e   a ppl i e by   M A T L A B   ve r s i o n17b   pr o t o t y pi c a l   i s   bui l t   t o   e v a l ua t e   t h e   be ha v i o r   o f   s m a r t   l i g ht i ng   s t r e e t   t e c hno l o gy   a nd  r e n e w a b l e   e ne r gy   t o   r e d uc e   c o s t   a n e ne r gy   c o n s um pt i o n.   D ur i ng   t he   s t u dy ,   100  m o de r ni z e L E D   e l e c t r i c   l a m p s   o f   150 W   c a pa c i t y   w e r e   us e t o   r e p l a c e   100  h i g pr e s s u r e   s o di um   ( H P S )   l a m ps   o f   400W .     T h e   e c o n o m i c   c o s t   o f   t h e   r e p l a c e m e n t   w a s   c a l c u l a t e d   b a s e d   o n   t h e   p r i c e   o f     t h e   L E D   l a m p s   c o m p a r e d   t o   t h o s e   o f   t h e   H P S   l a m p s .   T h e   e n v i r o n m e n t a l   i m p a c t   w a s   d e t e r m i n e d   by   c a l c u l a t i n g   t h e   g l o b a l   c o s t   o f   t h e   e l e c t r i c a l   e n e r g y   c o n s u m e by   t h e   L E D   l a m p s   c o m p a r e d   t o   t h o s e   c o n s u m e d   by   t h e   H P S   l a m p s   i n   I r a q .   Ke y w or d s :   E n e rgy   e ff i c i e n c y   L E D   l a m ps   R e n e w a b l e   e n e r gy   S m a r t   l i g ht i n g   T o t a l   o w n e r s h i p   c o s t   (T O C)   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   J a b b a r   K .   M o ha m m e d,     Co m m u n i c a t i o n   E n gi n e e r i ng  D e pa rt m e n t ,     U n i v e r s i t y   of   T e c hn o l o g y - Ir a q,   B a g h d a d,   I ra q .   E m a i l :   11021 @ uo t e c hn o l o g y . e du. i q       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   qua l i t y   of  l i f e   i n   a   c i t y   c a n   b e   i m pr o v e d   by   e m b r a c i ng  a d v a n c e s t r e e t   l i g ht i n t e c hni que s   w h i c gua r a nt e e s   l o w   e m i s s i o n s   a n ra di a t i o n s .   It   a l s o   pr o v i de s   a   s e n s e   of   s a f e t y ,   r e duc e s   c r i m e ,   a n e n c o ura ge s   a   l o n ge r   us e   of   pu b l i c   gr o un ds   f o r   s e v e r a l   a c t i v i t i e s .   It   i s   t h e   re s po n s i b i l i t y   of  t h e   l o c a l   gov e r nm e nt   t o   pr o v i de   o r   i n f l ue n c e   t h e   p r o v i s i o n   o f   s t r e e t   a n d   pub l i c   l i g ht i ng  [ 1].   P ub l i c   l i g h t i n c o n t ri b ut e s   s i g n i f i c a n t l y   t   t he   e ne rg y   c o ns u m p t i o o f   a   c i t y ;   ho w e v e r,   e ne r g y   c o ns u m p t i o w i t h i a   c i t y   c a b e   re d u c e d   b y   u s i ng   r e n e w a b l e   e n e r gy   a n d   e n e r gy - e ff i c i e n t   t e c hn i que s   i s t r e e t   l i g ht i ng.     T h e s e   t e c hn i que s   c a n   a l s o   s a v e   c o s t   a nd  m i n i m i z e   t h e   e m i s s i o n   o f   h a r m f ul   ga s e s   t o   t h e   e n v i r o nm e n t .   A r e a s   t ha t   ha v e   n o   e l e c t r i c i t y   i n f ra s t r uc t u r e   c a n   r e l y   o n   r e ne w a b l e   e n e r gy   s o l ut i o n s   c a n   a s   a n   e a s y   l i ght i n g   o pt i o n ,   e s pe c i a l l y   i n   t h e   r a pi d l y   de v e l o pi n a r e a s   o r   t h e   u nde r - de v e l o pe c i t y   a r e a s .   V a r i o us   a c t i o n s   c a b e   i m p l e m e nt e by   t h e   l o c a l   go v e r nm e n t   t o   e nha n c e   pub l i c   l i g ht i n a c r o s s   a   c i t y .   S o m e   of   t h e s e   a pp l i c a t i o n s   c a n   b e   u s e d   i n d e p e n d e nt l y   w hi l e   o t he rs   m a y   ne e d   t o   b e   u s e d   w i t h i a i n t e g r a t e d   p ro g r a m m e d ,   s u c a s   s t a n d - a l o ne   a g a i ns t   g r i d - i n t e g r a t e d   p ho t o v o l t a i c   ( P V ) .   S o m e   o f   t he   a v a i l a b l e   o p t i o ns   t o   t he   l o c a l   g o v e r n m e n t   a re   a s   f o l l o w s   [ 2 ]:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e du c t i on   c os t   a nd  e ne r g y   c ons um p t i o f or   l e d   s m ar t   l i ght i n s t r e e t     ( J abb ar   K .   M oham m e d )   663   a)   S t a n d - a l o n e   P V   pow e r e l i g h t i n g :   T h e y   d o   n o t   ut i l i z e   e n e rg y   f r o m   a n   e l e c t r i c i t y   gr i d,   h e n c e ,   t h e y   a r e   s e l f - c o n t a i n e s y s t e m s   w i t h   t h e   a dv a n t a ge   o f   be i n e a s y   t o   i n s t a l l .   Co m p a r e t o   t h e   gri d - i n t e r a c t i v e   s t r e e t   l i g ht s ,   t hi s   s y s t e m   c a n   r e duc e   t h e   r u nni ng  a n m a i nt e na n c e   c o s t s .   S o l a r   l i g ht s   o pe ra t e   a t   l o w   vo l t a ge s ;   h e n c e ,   t h e y   a r e   r e l i a b l e   a n d   a   s a f e   o pt i o f o r   w o r ke r s .   b)   G r i d - i nt e ra c t i v e   P V   po w e r e l i g ht i ng:   T hi s   s y s t e m   a dds   t o   t h e   e l e c t ri c i t y   gri du ri n g   t h e   d a y   a n d   de r i v e s   f r o m   i t   du ri n g   t h e   ni g ht .   L i g h t i n g   c a n   b e   c o n s i de r e a s   a   s m a r t   g r i t ha t   de pl o y s   i n f o rm a t i o a nd   c o m m uni c a t i o n   t e c hn o l o g y   t o   c o l l e c t   pe r f o r m a n c e   i n f o r m a t i o n   ( e . g .   t h e   l i g ht   s w i t c hi n o n   o nl y   w h e t h e   i n t e n s i t y   of   t h e   na t u ra l   da y l i g h t   i s   b e l ow   a   gi v e n   t hr e s h o l d).   T hi s   s y s t e m   m a y   n o t   b e   i de a l   i m a n y   a ppl i c a t i o n s   s uc a s   w i n d   f a rm   a n d   s o l a po w e r   p l a nt .   c)   R e n e w a b l e   e n e r gy   ( R E pr o c ur e m e nt :   T h e   a m o unt   o f   e l e c t r i c i t y   r e qui r e t o   l i g ht   t h e   s t r e e t   c a b e   pr o c ur e a n d   f e t o   t h e   ge n e ra l   e l e c t r i c i t y   gr i d   f r o m   a   r e m o t e   R E   s o ur c e .   T h i s   c o ul f ur t h e s uppo rt     t h e   pr o duc t i o n   o f   R E   w i t h i n   t h e   r e gi o n   a n b e   a   pa rt   o f   t h e   e ffo r t   t o w a r ds   s hi f t i n l o c a l   go v e r nm e nt   o pe r a t i o n s   t o   R E .   d)   P r o m o t e   e n e r gy   c o n s e r v a t i o n   a nd  e ff i c i e n c y :   T h e   c o n s um pt i o n   o f   e n e r gy   c a n   b e   m i n i m i z e d   b y   a m e n di ng  t h e   o pe ra t i o n   h o u r s ,   t h e   po w e r ,   a nd  t h e   n u m b e of   s t r e e t   l i g ht s .   T hi s   p r o c e s s   i n v o l v e s   n a ddi t i o na l   c o s t .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   e x i s t i ng  l i g h t i n c a b e   r e pl a c e w i t h   m o r e   e n e rgy - a w a r e   l i g h t i n g   s y s t e m s ,   s uc h   a s   L E D   l a m ps   [3] .   T h e   us e   o f   L E D s   s t a rt e i t h e   199 0s   w h e n   i n c a n de s c e n t - b a s e t ra f f i c   l i ght s   a l o n g   t h e   c i t i e s   i   t h e   U . S . A   a n E u r o pe   w e r e   r e pl a c e w i t h   h i g hl y   e n e r gy - e ff i c i e n t   l a m ps .   T o da y ,   L E D s   a r e   pr e s e nt i n a s     t h e   a l t e rna t i v e   t o w a r ds   t a c kl i ng  s t r e e t   l i g ht i ng  c ha l l e n ge s .   L E D   s t r e e t   l i g h t s   a r e   b e i n i n s t a l l e a nd  t e s t e a r o un t h e   w o r l d,   e s pe c i a l l y   i n   C h i na ,   E u r o pe ,   a n d   N o rt h   A m e r i c a   w h e r e   e ffo r t s   a r e   m a de   t o   r e pl i c a t e     t h e   a dv a nt a ge s   o f   L E D   t r a f f i c   l i ght s   (c o s t   a n e n e r gy   s a v i n g)  a c h i e v e e l s e w h e r e   [4].   M o r e   t h a n   o n e   o f   t h e s e   o pt i o n s   c a n   b e   a do pt e by   t h e   l o c a l   go ve rn m e n t s   b a s e o n   t h e i r   l o c a l   c i r c um s t a n c e s   a n p ri o ri t i e s   b ut     t he   m a j o r   d i f f e re nc e s   l i e   o t he   c u r re n t   r e g u l a t o ry   o u t l i ne ,   i n i t i a l   i ns t a l l a t i o c o s t s ,   i nf r a s t ru c t u re ,   a n d   t he   a v a i l a b l e   i nv e s t m e nt .   T he   a c t i o ns   o f   t he   l o c a l   go v e rnm e nt   c a a l s o   b e   l i m i t e d ,   e s p e c i a l l y   w he i t   i s   t he   r e s po n s i b i l i t y   o   t h e   s t a t e   o n a t i o n a l   go v e rn m e n t   t o   p r o v i de   s t r e e t   l i g h t s   [2] .     In   do pe m a t e ri a l ,   t h e   pr e s e n c e   o f   a n   e xt ra   a t o m   a l t e r s   t h e   e l e c t r o n   e qui l i b ri um   b y   e i t h e r   a dd i n f r e e   e l e c t ro ns   o g e ne r a t i ng   e l e c t ro ho l e s   t o   t r a p   e l e c t ro ns .   B o t c o n d i t i o ns   i m p ro v e   t he   c o nd u c t i v i t y   o f   t he   m a t e r i a l .     N - t y p e   m a t e ri a l s   a r e   s e m i c o n duc t o r s   w i t h   e xt r a   e l e c t r o n s .   T h e y   a r e   c a l l e N - t y p e   b e c a us e   o t h e   p r e s e n c e   o e xt ra   n e ga t i v e l y - c h a r ge p a r t i c l e s .   I n   t h i s   a rra n ge m e n t ,   e l e c t r i c i t y   is   c o n duc t e o nl y   i n   o n e   d i r e c t i o n.     In   s i t u a t i o n s   w h e r e   n o   vo l t a ge   i s   s uppl i e t o   t h e   di o de ,   t he   h o l e s   o n   t h e   P - t y pe   m a t e ri a l   w i l l   b e   f i l l e b e l e c t r o n s   f r o m   t h e   N - t y pe   m a t e r i a l   t o   fo r m   a   de pl e t i o z o n e   a l o n t h e   j un c t i o n   b e t w e e n   t h e   l a y e r s .     T h e   s e m i c o n duc t o r   m a t e ri a l   i n   t h e   de pl e t i o n   z o n e   i s   r e v e r t e t o   i t s   p r e l i m i na r y   i n s ul a t i o n   c o n d i t i o n   a s   w h o l e   t h e   e l e c t r o n   b o r e s   w i l l   b e   f i l l e w h i c h   m e a n s   n o   e m pt y   s pa c e s   e xi s t   fo r   f r e e   e l e c t r o n s   a n a s   s uc h ,     r e s i s t i ng  c ha r ge   f l o w   [5].     T h e   c o n n e c t i o n   o f   t h e   P - t y pe   s i de   t t h e   c i r c ui t s ’  n e ga t i v e   s t a t i o n   a n t h e   N - t y pe   s i de   t t h e   po s i t i v e   s t a t i o n   r e s i s t s   c urr e n t   f l ow   a s   s h ow n   i n   F i gu r e   1 .   T h e   po s i t i v e   e l e c t r o de   a t t r a c t s   t h e   n e ga t i v e   e l e c t r o n s   i n   t h e   N - t y p e   m a t e ri a l   w h i l e   t h e   n e ga t i v e   e l e c t r o de s   a t t ra c t   t h e   po s i t i v e   h o l e s   i n   t h e   P - t y p e   m a t e r i a l .   He n c e ,   t h e r e   w i l l   be   n o   c urr e nt   f l ow   a c r o s s   t h e   j un c t i o n   s i n c e   e l e c t r o n s   fr o m   b o t h   e n ds   a r e   m o v i n i n   t h e   i n c o rr e c t   w a y ,   t h e r e by   i n c r e a s i n g   t h e   de pl e t i o n   z o n e   F i gu r e   2 .             F i gu r e   1 .   T h e   f i l l   h o l e s   by   t h e   P - t y p e   m a t e ri a l   (de pl e t i o z o n e a nd  a t   t h e   j u n c t i o n ,   f r e e   e l e c t r o n s   f r o m   t h e   N - t y pe   m a t e r i a l   [5]       F i g u re   2 .   T h e   p o s i t i v e   e l e c t ro d e   a t t r a c t s   t he   ne g a t i v e   e l e c t ro ns   i n   t h e   N - t y p e   m a t e r i a l   w h i l e   t he   ne g a t i v e   e l e c t ro d e s   a t t r a c t   t he   p o s i t i v e   ho l e s   i n   t he   P - t y p e   m a t e r i a l   [ 5 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     66 2   -   66 9   664   L i ght   a s   a e n e rgy   fo r m   c a nn o t   b e   r e s t r i c t e d   v i a   t h e   a t o m   s i n c e   i t   i s   c o m po s e o f   n um e r o us   t i n y   e l e m e nt   s u c a s   p a c k a g e s   t ha t   ha v e   no   m a s s   b u t   w i t e ne rg y   a nd   m o m e n t u m   [ 5 ] .   B e c a u s e   o f   t he   o rb i t a l   de c l i n e   f ro m   t he   t ra ns m i s s i o b a nd   t o   re d u c i ng   o rb i t ,   e ne rgy   i s   re l e a s e d   b y   t he   e l e c t ro ns   a s   p ho t o ns .   T hi s   i s   ob t a i n a b l e   i n   a n y   di o de ,   b ut   t h e   p h o t o n s   c a b e   a c h i e v e w h e n   t h e   di o de   w a s   m a de   up  o f   a s s ur e m a t e ri a l s .   F o r   i n s t a n c e ,   i n   t h e   t y pi c a l   s i l i c o di o de ,   t h e   a t o m s   ha v e   b e e n   o r ga ni z e i n   a   m a nn e t ha t   t h e   e l e c t r o n   c a o n l y   dr o a   r e a s o na b l y   s h o r t   di s t a n c e .   T hi s   i s   n o t   r e a l l y   a   w i c k e obj e c t   s i n c e   i n f ra r e L E D s   a r e   m a i n l y   s ui t a b l e   fo r   i s o l a t e c o n t r o l s ,   s urr o u n de by   f ur t h e r   e ff e c t s .   A   s e gm e n t   t ha t   m a r ks   t h e   c o e xi s t e n c e   b e t w e e n   l u m i n a i re s   a n d   t re e s   i s   c o n t a i ne d   i t he   m e t ho d o l o g i c a l   re g u l a t i o o f   l i g h t i n g   a n d   s t re e t   l i g h t i n g   ( R E T I L A P )   [6]  f r o m   C o l o m b i a .   H o ng   K o ng s   P u b l i c   L i g h t i n g   D e s i g n   M a n u a l   [ 7 ]   p re s e n t s   t h e   t e c h n i q u e   f o r   a r r a n g i ng   t h e   m o un t i n h e i g h t   of  l um i n a i r e .   T hi s   m a n u a l   a l s o   e xpr e s s e t h e   di s t a n c e   be t w e e n   f i r e   h y dr a n t s   a n l um i n a i r e s   t o   e n s u r e   n o   b l oc ka ge   i n   t h e   p r o c e s s .       2.   M A T ER I A LS   A N D   M E TH O D S     S e v e ra l   i no r g a n i c   s e m i c o nd u c t o r s   a r e   u s e d   t o   d e v e l o p   t ra d i t i o n a l   L E D s .   T a b l e   1   p re s e n t s   t he   a v a i l a b l e   c o l o r s ,   t h e i r a nge   o f   w a v e l e n gt h ,   t h e   v o l t a ge   d r o ps ,   a nd  t h e   s e m i c o n duc t o r   m a t e ri a l   [8].         T a b l e   1 .   Co l o r s   a n d   m a t e ri a l s   w i t h   di f f e r e n t   w a v e l e n gt h s   a nd   v o l t a ge   d r o ps   Co l o r   W a v e l e n g t h   [ n m ]   V o l t a g e   d ro p   [ Δ V ]   S e m i c o n d u c t o m a t e ri a l   In f ra r e d   λ > 7 6 0 . 0   Δ V < 1 . 6 3 0   G a l l i u m   a rs e n i d e   (G a A s A l u m i n u m   g a l l i u m   a r s e n i d e   ( A l G a A s )   Re d   6 1 0 . 0 < λ< 7 6 0 . 0   1 . 6 3 0 < Δ V < 2 . 0 3 0   A l G a A s ,   G a l l i u m   a r s e n i d e   p h o s p h a t e   (G a A s P ) ,   A l u m i n u m   g a l l i u m   i n d i u m   p h o s p h a t e   ( A l G a In P ),   G a l l i u m   (II I)  p h o s p h a t e   (G a P )   O ra n g e   5 9 0 . 0 < λ< 6 1 0 . 0   2 . 0 3 0 < Δ V < 2 . 1 0 0   G a A s P ,   A l G a I n P ,   G a P   Y e l l o w   5 7 0 . 0 < λ < 5 9 0 . 0   2 . 1 0 0 < Δ V < 2 . 1 8 0   G a A s P ,   A l G a I n P ,   G a P   G re e n   5 0 0 . 0 < λ< 5 7 0 . 0   1 . 9 0 < Δ V < 4 . 0 0   T ra d i t i o n a l   g r e e n :   G a P ,   A l G a In P ,   A l u m i n u m   g a l l i u m   p h o s p h a t e   (A l G a P )   P u r e   g r e e n :   I n d i u m   g a l l i u m   n i t ri d e   (I n G a N ) / G a l l i u m   (III)   n i t r i d e   (G a N )   Bl u e   4 5 0 . 0 < λ< 5 0 0 . 0   2 . 4 8 0 < Δ V < 3 . 7 0   Z i n c   s e r e n a d e   (Z n S e ),   In G a N ,   S i l i c o n   c a rb i d e   (S i C)  a s   s u b s t ra t e ,   S i l i c o n   (S i a s   s u b s t ra t e   (u p c o m i n g )   V i o l e t   4 0 0 . 0 < λ< 4 5 0 . 0   2 . 7 6 0 < Δ V < 4 . 0 0   In G a N   P u rp l e   m u l t i p l e   t y p e s   2 . 4 8 0 < Δ V < 3 . 7 0   D u a l   b l u e / r e d   L E D s ,   b l u e   w i t h   r e d   p h o s p h o r,   o w h i t e   w i t h   p u rp l e   p l a s t i c   U l t ra v i o l e t   λ< 4 0 0 . 0   3 . 1 0 < Δ V < 4 . 4 0   D i a m o n d   (2 3 5 n m ) ,   Bo r o n   n i t ri d e   (2 1 5 n m ),   A l u m i n u m   n i t r i d e   (2 1 0 n m ),   A l G a N ,   A l G a In N   (d o w n   t o   2 1 0 n m )   P i n k   m u l t i p l e   t y p e s   Δ V ~ 3 . 3 0   Bl u e   w i t h   1   o 2   p h o s p h o l a y e r s :   y e l l o w   w i t h   r e d   W h i t e   Bro a d   s p e c t ru m   ΔV = 3 . 5 0   Bl u e / U V   d i o d e   w i t h   a   y e l l o w   p h o s p h o r       T h e   e n e r gy   e f f i c i e n c y   o f   t w o   s o l ut i o n s   w a s   e v a l ua t e a n c o m pa r e b a s e o n   t h e   c om b i ne   a n e x a c t   m e t h o d.   T h e   e v a l ua t i o n   w a s   do n e   by   c o m put i n t h e   t o t a l   p ow e r   c o n s um pt i o n   P t o t ,   a n a s s um i n t h e   l i n e a de pe n de n c y   of   t h e   t o t a l   l u m i n o us   f l ux   o f   L E D   f i xt u r e   o t h e   pr o v i de po w e r   [9] :                                                         (1)     w h e r e   P   nom   i = n o m i na l   po w e r   of   t h e   i - t h   f i xt u r e ,   Φ   m a x ,   i = t o t a l   l um i n o us   f l ux  t o u c h e fo r   P   nom ,   i   pr o v i de d,   Φ   i = t o t a l   l um i n o us   f l ux  fo P i   a n L F R   i = t h e   c o rre s po n di n di m m i n c o n s t a n t   s uc h   t ha t   L F R   i = a n L F R   i = 1   c ha r a c t e r i z e   f ul l y   di m m e a n n o n - d i m m e s t a t e s .   Co n s t ruc t i n g   s uc a n   a s s um p t i o n   w i l l   gi v e :                                                                  (2)     T he   re l a t i v e   po w e re d u c t i o n,   w hi c h   i s   t he   m e a s u ra b l e   a m o u nt   o f   t he   v a l u e   o f   t he   s o l u t i o n   i s   d e s i g ne d   a s :     P   s av   =                                        (                 )                                                   (3)     N o t e   t h a t   P s av     [0 1].   F o r   t w o   s o l ut i o n s ,   t h e   s o l ut i o n   w i t h   a   h i g h e r   P   s a v   i s   t h e   b e t t e r   o n e .   T h e   ke y   b e n e f i t   o f   s t a b i l i z e r   l i g h t i n c l a s s i f i c a t i o n s   i s   t ha t   t h e y   c a n   e v a de   ov e r vo l t a ge   s i t u a t i o n s .   T h e   s t u dy   c a rri e o ut   by   [7]  p re s e nt e d   ho w   t he   no m i n a l   v o l t a g e   v a l u e   w a s   s t re t c he d   t o   a s   hi g a s   2 4 6 V   d e s p i t e   t ha t   t h i s   v a l u e   i s   r e c o gn i z e a t   230 V   i n   S p a i n.   T h i s   o v e r v o l t a ge   i s   t h e   m a j o r   c a us e   of   s h o r t e n e l a m ps   l i f e t i m e .   R e gul a t o a n d   s t a b i l i z e de v i c e s   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e du c t i on   c os t   a nd  e ne r g y   c ons um p t i o f or   l e d   s m ar t   l i ght i n s t r e e t     ( J abb ar   K .   M oham m e d )   665       F i gu r e   3 .   R e gul a t o r   a n d   s t a b i l i z e de v i c e s   [ 9]       2. 1 .     S tr e e t   l i gh t i n t e c h n o l o gy  c o m p ar i s o n   H i gh - i nt e n s i t y   di s c h a r ge   l a m ps   (s uc h   a s   H P S   l a m ps a r e   c o m m o n l y   us e i n   s t r e e t   l i g ht i n t h e s e   da y s .   T h e s e   l a m ps   p r o v i de   hi g h   p h o t o ni c   i l l um i n a t i o n   a t   t h e   l e a s t   e l e c t ri c i t y   c o n s um pt i o n .   H ow e v e r ,   t h e   n o n - s ui t a b i l i t y   of   H P S   l a m ps   i s   us ua l l y   e v i de n c e o n c e   ph o t o n i c / s c o t o pi c   l i gh t   e v a l u a t i o n s   a r e   ut i l i z e fo r   ni g ht   l i g ht i n g .   B e i n t h a t   t h e   l i g h t   s o ur c e s   do ub l e s   t h e   pe ri p h e ra l   v i s i o n   o f   r o a us e r s   a nd  i n c r e a s e   t h e i r   b ra ke   re a c t i o t i m e   b y   a   m i n i m u m   o f   2 5 % ,   i t   b e c o m e s   ne c e s s a ry   t h a t   w he u s i n g   S / P   l i g h t   d e s i g ns ,   t he   pe r f o r m a n c e   of  H P S   l a m ps   m us t   b e   c o n c e n t r a t e by   a t   l e a s t   75%   [ 10 ].   A   s t udy   h a s   r e po rt e t ha t   a   s t r e e t   l i g ht e by   l i g h t i n s y s t e m   m a de   o f   m e t a l   ha l i de   w a s   r e l i a b l y   b r i g h t e r   a nd  s a f e r   a t   n i g h t   c o m pa r e t o   t h e   s a m e   s c e n e   un de r   H P S   i l l um i na t i o n.   T h e   n e w   s t r e e t   l i ght i ng   t e c hn o l o gi e s   l i ke   L E D s   e m i t   w h i t e   l i g ht   w i t h   hi g h   s c o t o pi c   l um e n s   l e v e l s   w h i c h   f a c i l i t a t e s   s t r e e t   l i g ht s   w i t l o w e r   po w e r   w a t t a ge s ;   t h e y   a l s o   e m i t   l o w e r   p h o t o n i c   l u m e n s   a s   a l t e rna t i v e s   t o   t h e   e xi s t i n s t r e e t   l i g h t s .   F i gu r e   p r e s e n t s   L E D   v s   H ID   l i fe   a n l um e n   m a i n t e n a n c e   w i t h   y e a r s   w h i l e   F i gu r e   s h o w s   t h e   r e s ul t s   a n s i m ul a t i o o f   t h o s e   c a l c ul a t i o n s   [ 11] .   A bo ut   90%  o f   t h e   ut i l i z e d   e n e r gy   by   a n   i n c a n de s c e n t   l a m i s   l o s t   a s   h e a t   w hi l e   < 10%   i s   i n v o l ve i l i g ht   p r o duc t i o n .   T h e y   a r e   m a i n l y   us e i n   a r e a s   t h a t   a r e   p r o n e   t o   f r e que n t   v a n da l i s m   o r   t h e f t   a s   t h e y   c a n   b e   e a s i l y   r e pl a c e i f   da m a ge o r   s t o l e n;   e l s e w h e r e ,   t h e y   a r e   w a s t e f ul   s i n c e   L E D   s y s t e m s   t h a t   us e   t i m e s   l e s s   e n e r gy   c a p r o v i de   5%  e n e r gy   e f f i c i e n c y   a n d   a   f e w   h u n d r e d   h o u r s ’  l i f e s pa n s .   F u r t h e rm o r e ,   a   r e - s t r i ke   t i m e   of  a b o ut   5 - 10m i n ut e s   i s   n e e de e v e r y   t i m e   t h e   l i g ht   i s   s w i t c h e d   o n   b e fo r e   i t   c a b e   s w i t c h e o ff .   H e n c e ,   t h e y   a r e   n o t   s u i t a b l e   for   e n v i r o n m e n t s   t ha t   de pl oy   i n t e l l i ge n t   l i g h t   c o n t r o l   s y s t e m s   [ 13 ].   T h e   a v e r a ge   s e r v i c e   lif e   of  M H   l a m p s   i s   a b o u t   1 0 , 0 0 0 - 1 2 , 0 0 0 h .   A no t h e p ro b l e m   i s   t h a t   t h e s e   l a m p s   c o nt a i m e rc u ry   a n d   l e a d .   A   1 5 0 0   w a t t s   M H   l a m c o n t a i n s   a b o ut   1g  o f   m e r c ur y .   T h e i r   l o w   l i fe   h o ur s   a n hi g c o s t   h a v e   r e s t ri c t e t h e i r   us a ge   i m u n i c i p a l   l i g ht i n g   de s pi t e   t h e i m uc h - i m p r o v e CR of   a bo u t   85   [14 ].           F i gu r e   4 .   L E D   v s   H ID   l i f e   a n l u m e r e pa i r s   w i t y e a r s   [ 11]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     66 2   -   66 9   666       F i gu r e   5 .   3D   pl o t   o f   pow e r   s a v i n gs   a s   a   f un c t i o n   o f   t h e   a v e ra ge   de v i a t i o n s   o f   s pa c i n g     a n s t a n d a r d   o f   w i dt h   [12]           W i t h   t h e   i m p r o v e m e n t   i t h e   qu a l i t y   of   c o m pa c t   f l uo re s c e n t   l a m ps   (CF L ),   t h e y   h a v e   b e e n   c o m m o n l y   us e i n   r e c e n t   t i m e s ;   h o w e v e r ,   t h e r e   i s   s t i l l   a   n e e t o   i m p r o v e   o n   t h e i r   r e l i a b i l i t y .   S o m e   of    t h e   p r o b l e m s   of   CF L   a r e   hi g h   h e a t   b ui l d up   i n   t h e   s e l f - c o n t a i n e b a l l a s t ,   l i m i t e l u m e n   o ut pu t ,   l o w   l i f e / b u r no u t   d u e   t o   f re q u e n t   l a m p   ( o n/ o f f )   c y c l i n g ,   a n d   s o u rc e s   b e c o m i n g   d i m m e i c o l d   c o nd i t i o ns .   T he y   a r e   a l s o   m e r c u r y - c o n t a i ni n b ut   w i t h   e xc e l l e n t   CR o a r o und  85  a n a   v e r y   h i g h   CF L   e ff i c i e n c y .   T h e y   pr o duc e   w h i t e   s of t   l i g ht   a t   a   c o l o r   t e m pe r a t u r e   o f   a r o un 30 00 K .   T h e y   c a a l s o   pr o duc e   h i g h e r   c o l o r   t e m pe r a t u r e s   [15] .   D i f fe r e n t   l i g ht i n g   t e c hn o l o gi e s   a nd  t h e i l i f e t i m e   a s   s h o w n   i T a b l e   2.         T a b l e   2 .   D i f f e r e n t   l i g ht i n g   t e c hn o l o gi e s   a n t h e i l i f e t i m e   L i g h t i n g   t e c h n o l o g y   L i fe t i m e   L s / w   CT   CRI   IT   Co n s i d e ra t i o n s   In c a n d e s c e n t   l i g h t   1 . 0 0 - 5 . 0 0   1 1 . 0 - 1 5 . 0   2 . 8 0 K   4 0 . 0   In s t a n t   H i g h l y   i n e ff i c i e n t ,   l i m i t e d   l i fe   t i m e   M e rc u r y   v a p o r   l i g h t   1 2 . 0 0 - 2 4 . 0 0   1 3 . 0 - 4 8 . 0   4 . 0 0 K   1 5 . 0 - 5 5 . 0   A b o u t   1 5   m i n   H i g h l y   i n e ff i c i e n t ,   e m i t s   m e rc u r y - c o n t a i n i n g   u l t ra v i o l e t   ra d i a t i o n   M e t a l   h a l i d e   l i g h t   1 0 . 0 0 - 1 5 . 0 0   6 0 . 0 - 1 0 0 . 0   3 . 0 0 - 4 . 3 0 K   8 0 . 0   A b o u t   1 5   m i n   Re q u i r e s   h i g h   m a i n t e n a n c e ,   e m i t s   m e r c u ry - a n d   l e a d   c o n t a i n i n g   U V   ra d i a t i o n ,   c a n   b u r s t   a t   e x p i ra t i o n   H P S   l i g h t   1 2 . 0 0 - 2 4 . 0 0   4 5 . 0 - 1 3 0 . 0   2 . 0 0 K   2 5 . 0   A b o u t   1 5   m i n   H a s   a   l o w   CR I,   e m i t s   m e r c u r y   a n d   l e a d - c o n t a i n i n g   y e l l o w   l i g h t   L o w   p r e s s u r e   s o d i u m   l i g h t   1 0 . 0 0 - 1 8 . 0 0   8 0 . 0 - 1 8 0 . 0   1 . 8 0 K   0 . 0   A b o u t   1 5   m i n   H a s   a   l o w   CR I,   e m i t s   m e r c u r y   a n d   l e a d - c o n t a i n i n g   y e l l o w   l i g h t   F l u o r e s c e n t   l i g h t   1 0 . 0 0 - 2 0 . 0 0   6 0 . 0 - 1 0 0 . 0   2 . 7 0 - 6 . 2 0 K   7 0 . 0 - 9 0 . 0   A b o u t   1 5   m i n   P ro n e   t o   g l a s s   b r e a k i n g ,   e m i t s   m e rc u r y - c o n t a i n i n g   U V   ra d i a t i o n .   S o l i d   f l u o r e s c e n t   l i g h t   1 2 . 0 0 - 2 0 . 0 0   5 0 . 0 - 7 2 . 0   2 . 7 0 - 6 . 2 0 K   8 5 . 0   A b o u t   1 5   m i n   E a s i l y   b u rn o u t   d u e   t o   l o w   l i fe ,   d i m m e i n   c o l d   c o n d i t i o n s     In d u c t i o n   l i g h t   6 0 . 0 0 - 1 0 0 . 0 0   7 0 . 0 - 9 0 . 0   2 . 7 0 - 6 . 5 0 K   8 0 . 0   In s t a n t   T h e   i n i t i a l   c o s t   i s   h i g h ,   l i m i t e d   d i r e c t i o n a l i t y ,   l e a d - c o n t a i n i n g ,   a ff e c t e d   n e g a t i v e l y   b y   h e a t .   L E D   l i g h t   5 0 . 0 0 - 1 0 0 . 0 0   7 0 . 0 - 1 5 0 . 0   3 . 2 0 - 6 . 4 0 K   8 5 . 0 - 9 0 . 0   In s t a n t   T h e   i n i t i a l   c o s t   i s   r e l a t i v e l y   h i g h e r   N o t e :   CRI= c o l o r   re n d e ri n g   i n d e x ,   CT = c o l o t e m p e ra t u r e ,   IT = i g n i t i o n   t i m e ,   L s / w = l u m e n s / w a t t       2. 2 .   D i ffe r e n c e s   b e tw e e n   l o w   an d   h i gh - q u al i ty   LED   s tr e e t l i gh t s   M a ny   de v e l o p m e nt s   ha v e   b e e e x p e ri e nc e d   i L E D   t e c hno l o gy   o v e t he   l a s t   f e w   y e a rs .   L E D   l i g ht i ng   l u m i na ry   p ro d u c t i o i s   a   d i f f i c u l t   t a s k   t h a t   re q u i re s   t he   s e rv i c e s   o f   s e v e ra l   a d v a nc e d   p ro d u c t i o l i ne s   a nd   d e m a nd s   t he   u s e   o f   t o p   q u a l i t y   m a t e ri a l s   a nd   a   h i g hl y   p re c i s e   m a d e - u p   p r o c e d u re .   T he re   a re   o nl y   a   f e w   f a c t o ri e s   i t he   w o rl w hi c ha v e   m e t   t he   re q u i re d   q u a l i t a t i v e   s t a nd a rd s   f o L E D   l a m p s   p ro d u c t i o n.   W i t h   t he   a d v a nc e m e nt s   i L E D   t e c hno l o gy ,   s e v e ra l   i ne x p e ri e nc e d   L E D   s t re e t   l i g ht   p ro d u c e rs   ha v e   f l o o de d   t he   m a rk e t .   A   p o o rl y   m a nu f a c t u re L E D   s t re e t   l i g ht   i s   no t   a s   g o o d   a s   t ha a ny   f u rt he t y p e   o f   o b t a i na b l e   e ne rgy - s a v i ng   l a m p s   c u rre nt l y   a v a i l a b l e ,   w hi l e   a   h i g h - q u a l i t y   L E D   i s   b e t t e t ha a ny   o f   t he   e x i s t i ng   l a m p s   i a l l   t he   m e t ho d o l o g i c a l   c o ns t r a i nt s .   C u r re nt l y ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e du c t i on   c os t   a nd  e ne r g y   c ons um p t i o f or   l e d   s m ar t   l i ght i n s t r e e t     ( J abb ar   K .   M oham m e d )   667   t he re   a re   l e s s   t h a 1 0 0   q u a l i f i e d   L E D   s t re e t   l i g h t s   m a nu f a c t u re rs   g l o b a l l y   a nd   l e s s   t h a 1 0   o f   t he s e   m a nu f a c t u re rs   c a p ro d u c e   hi g h - q u a l i t y   L E D   s t re e t   l a m p ,   t he re b y   o p t i m a l l y   e x p l o i t i ng   t he   c o m p l e t e   b e ne f i t s   o f   L E D   t e c hno l o g y   [16].   F i na nc i ng   s e l e c t i o ns   f o r   e f f e c t i v e   s t re e t   l i g ht i ng   a s   s ho w i T a b l e   3 .         T a b l e   3 .   F i na n c i n g   s e l e c t i o n s   f o r   e f f e c t i v e   s t r e e t   l i g h t i n g   F a c t o r s   S e l f - f i n a n c i n g   E S CO   S a m p l e s   D e b t   f i n a n c i n g   E q u i t y   fi n a n c i n g   S h a r e d   s a v i n g s   G u a ra n t e e d   s a v i n g s   A n n u i t y   p a y m e n t s   D a n g e o n   i n v e s t m e n t   t o   t h e   h o s t   H   M   L   L   L   U s e   o f   b e s t   a v a i l a b l e   t e c h n o l o g y   L   L   H   H   H   O p e ra t i n g   &   p e r fo r m a n c e   ri s k s   t o   t h e   h o s t   H   H   L   L   MH   M o n e t a r y   s a v i n g s   t o   t h e   h o s t   H   M   M   M   L   ( f i x e d )   Re q u i r e d   i n v e s t m e n t   b y   t h e   h o s t   c u s t o m e r   H   M   ----   G u a ra n t e e d   h i g h   y i e l d s   ----   N o t e :   H = h i g h ,   M = m o d e ra t e ,   L = l o w ,   M H = m o d e ra t e l y   h i g h       2. 3 .   O v e r al l   ad v an tage s   o h i gh - g r ad e   LED   s tr e e t l i gh ts   S o m e   of   t h e   p a y b a c ks   of   h i g h - qu a l i t y   L E D   s t r e e t   l i g h t i n g   a r e   a s   s u r v e y s :   a)   L e s s   e n e r gy   c o n s um pt i o   L E D   ha v e   a t   l e a s t   t i m e s   h i g h e l i f e t i m e   t h a H P S   f i xt ur e s ;   t h e y   us e   40 - 80%  l e s s   e l e c t r i c i t y   c o m pa r e t o   t h e   H P S   l a m ps .   Co m p a r e t o   i n c a n de s c e n t   l a m ps ,   L E D   l a m ps   a r e   a b o ut   t i m e s   m o r e   e n e r gy   e ff i c i e n t   a n t w i c e   m o r e   t ha f l uo r e s c e n t   l a m ps   [ 17].   b)   H i gh e e f f i c i e n c y     L ow e r   l um e n   o ut put   L E D   s t r e e t   l i g h t s   c a n   r e pl a c e   t h e   h i g he r   o ut put   c o n v e n t i o na l   l a m ps .   F o r   i n s t a n c e ,   a n   80W   H P S   l a m c a n   b e   r e pl a c e w i t h   a   30W   L E D   s t r e e t   l i ght   b e c a us e   of   t h e   di r e c t i o n a l i t y   offe r e b y   L E D   l a m ps   a n t h e i r   l i g ht   o ut put   i s   h i g h e r,   L E D   l a m ps   ha v e   l i t t l e   o r   n o   h o t   s po t   a n t h e i l i g h t   i s   di r e c t e dow n w a r ds   a nd  s p r e a o v e r   t h e   c ov e r e a r e a .   T hi s   i m pl i e s   t h a t   L E D   l a m ps   r e qui r e   a   l o w e r   qua n t i t y   o l i g h t   t o   b r i g ht e n   a n   a r e a   p r o pe r l y ,   t h e r e by   r e duc i n l i g h t   po l l u t i o n   w h i c h   c a n   a f f e c t   h um a m o de s ,   b i r ds   n a v i g a t i o n,   a n i m a l s ’  m a t i ng  b e h a v i o r ,   a n d   f l o w e r i n g   a s   w e l l .   c)   L o n l i f e   o f   up  t o   1000 00  h o u r s   L E D   s t r e e t   l i g ht s   h a v e   a   l o n ge r   s e r v i c e   l i fe   (3  t o   8   t i m e s   l o n ge r t ha n   c o n v e n t i o n a l   l a m ps ;   h e n c e ,   t h e y   r e duc e   t h e   c o s t   a n r e qui r e l a b o r   f o r   l a m ps   r e pl a c e m e n t .   T h e   l o n g - l i f e   s pa n   o f   L E D   l a m ps   r e duc e s     t h e   m a i nt e n a n c e   c o s t ,   t h e r e by   m a ki n t h e m   s ui t a b l e   fo r   us e   i n   di f f i c ul t   l o c a t i o n s   a n f o r   s t r e e t l i g ht s   w h e n   m a i n t e na n c e   c o s t s   a r e   c o n s i de r e d   [18] .   e)   G r e a t   o pe ra t i ng  c ha r a c t e r i s t i c s   L E D   l a m ps   c a f un c t i o n   a t   l o w e r   w e a t h e r   c o n d i t i o n s   (l o w   t e m pe ra t u r e s b e c a us e   t h e y   a r e   i n s e n s i t i v e   t l o w   t e m pe r a t u r e ;   t h e y   a r e   a l s o   un a f f e c t e by   t h e   l a m o n/ off   c y c l i n g,   m a k i n t h e m   s a f e r   a n m o r e   s ui t a b l e   i n   c o l c o n di t i o n s   a p pl i c a t i o n s   t h a t   r e qui r e   f r e que nt   s w i t c h i n c y c l i n g .   T h e y   a r e   r e s i s t a nt   t o   s h o c ks ,   m a ki ng  t h e m   s ui t a b l e   f o r   a r e a s   p r o n e   t o   v i b r a t i o n,   l i k e   b r i dge s .   f)   D e c r e a s i ng  c a r b o n   f o o t m a r k   L E D   s t r e e t   l i g h t s   ha v e   a   s m a l l e r   c a r b o n   f oo t pr i nt   c o m pa r e t o   o t h e r   l i g ht s   b e c a us e   o i t s   m i ni m u m   e ne rg y   u s a ge .   F u rt he r m o re ,   i t   l a s t s   l o ng e r   ( 4   t o   1 0   t i m e s   l o ng e r)   t ha t he   o t he l a m p s ,   t h e r e by   de c r e a s i n g     t h e   f a c t o r i e s   c a r b o n   f o o t pr i n t   o v e r   t h e   l i f e t i m e .   g)   D a r s ky   f r i e ndl y   a nd  E a s i l y   c o n t r o l l a b l e   T h e   di r e c t i o na l i t y   of   L E D   l a m ps   e n s u r e s   t ha t   i t s   l i g ht   i s   c a r e f ul l y   c h a nn e l e t o   w h e r e v e r   i t   i s   de s t i n e t o   go .   H e n c e ,   t h e r e   i s   l i t t l e   o r   n o   l i g ht   w a s t a ge   t o   ni g ht   s ky   i l l um i na t i o n .   T hi s   i s   i m po rt a nt   i e n v i r o nm e n t s   w h e r e   a   d a r s ky   i n v e n t i v e n e s s   i s   c o n s i de r e [19 ].   h)   N a t u ra l   l i g h t   s h a do w - C o l o ur   A da p t a t i o I nde x   T h e   L E D   l a m ps   t e m p.   (3 . 500 - 4 . 200K )   p r o duc e s   m o r e   n a t u ra l   l i g ht   c o m pa r e d   t o   t h e   H P S   l a m ps   w h i c pr o duc e   y e l l ow   l i ght   o r   t h e   f l uo r e s c e n t   s t r e e t l i g ht s   t h a t   p r o duc e   gr e e n   l i g ht .   L E D   l a m ps   do   n o t   e m i t   U V   o r   IR   r a di a t i o n ;   t h e y   h a v e   a   h i g c o l o r   r e n de r i ng  i n de o f   80 - 90  [19 - 21] .       3.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   3. 1 .   F i n an c i al   f e as i b i l i ty   s tu d fo r   u s i n LED   s t r e e l i gh t i n g   T he   f e a s i b i l i t y   s t u d y   w a s   b a s e d   o t he   re p l a c e m e n t   o f   t r a d i t i o n a l   4 0 0   W   H P S   l a m p   b u l b s   w i t h   1 0 0   L E D   l a m p   o f   1 5 0   W .   N o t e   t h a t   t he   p r i c e s   a n d   c o s t   o f   re p l a c e m e n t   l a m p s   h a v e   b e e a d o p t e d   i a c c o r d a nc e   w i t h   i n t e r n a t i o n a l   p r i c e s   w h i l e   a nd   t he   c o s t   o f   e l e c t r i c i t y   c o ns u m e d   w a s   a s   a p p ro v e d   b y   t he   M i n i s t ry   o f   E l e c t ri c i t y   [22 - 2 5 ] .   I n   t he   c a s e   o f   L E D - 1 5 0 W ,   t he   S M P S   re p l a c e m e n t   p e ri o d   i s   4   y e a rs   a n d   no t   t he   m a i n t e n a nc e   c o s t   f o r   2 0   y e a rs .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   2 N o v e m be r   20 20  :     66 2   -   66 9   668   T a b l e   4 .   Co m p a r i s o o f   t h e   c o s t   of   e l e c t r i c i t y   b a s e o n   t h e   t y pe   o f   l a m ps   F a c t o r s   Ba s e d   o n   1 0 0   p c s   q u a n t i t y   Re m a rk s   H P S   l i g h t   (4 0 0 W)   L E D   l i g h t   (1 5 0 W)   A n n u a l   e l e c t r i c i t y   c o s t   2 1 . 0 0 0   $   7 . 8 8 0   $   1 3 . 1 2 0   $   E l e c t ri c i t y   c o s t   fo 1 0   y e a r s   2 1 0 . 0 0 0   $   7 8 . 8 0 0   $   1 3 1 . 2 0 0   $       T a b l e   5 .   I ni t i a l   i n v e s t m e n t   a nd  t o t a l   c o s t   F a c t o r s   Ba s e d   o n   1 0 0   p c s   q u a n t i t y   Re m a rk s   H P S   l i g h t   (4 0 0 W)   L E D   l i g h t   (1 5 0 W)   U n i t   p r i c e   2 0 0   $   7 0 0   $     T o t a l   c o s t   2 0 . 0 0 0   $   7 0 . 0 0 0   $     Co m p a r i s o n   o f   e n e rg y   c o n s u m p t i o n   D a i l y   e l e c t r i c i t y   c o n s u m p t i o n   5 7 . 5 3   $   2 1 . 5 8   $     A n n u a l   e l e c t r i c i t y   c o n s u m p t i o n   2 1 . 0 0 0   $   7 . 8 8 0   $     O p e ra t i o n   e x t ra   s p e n d i n g   (1 0   y e a r s )   E n e r g y   c o n s u m p t i o n   c o s t   2 1 0 . 0 0 0   $   7 8 . 8 0 0   $   1 3 1 . 2 0 0   $   L a m   re p l a c e m e n t   c o s t   2 5 . 0 0 0   $   1 6 . 0 0 0   $   L E D   l a m p s   n e e d   n o   r e p l a c e m e n t   w i t h i n   1 0   y e a r s   M a i n t e n a n c e   c o s t   fo r   1 0   y e a r s   7 5 . 0 0 0   $   1 6 . 0 0 0   $   5 9 . 0 0 0   $   T o t a l   3 3 0 . 0 0 0   $   1 6 4 . 8 0 0   $   1 6 5 . 2 0 0   $   N o t e :   c o s t   o f   g r o u n d w o rk ,   l a b o r,   p o l e   a n d   a n c h o i s   e x c l u d e d ;   e s t i m a t e   b a s e d   o n   1 2   h o u r s   o p e ra t i o n ;   e l e c t ri c i t y   c h a r g e = 0 . 1 2   $ ;   co n d i t i o n   fo l a m p s   r e p l a c e m e n t = ev e r y   2   y e a r s ,   l a m p s   u n i t   p ri c e = 5 0   $       T a b l e   6 .   M a i nt e na n c e   c o s t   F a c t o r s   Ba s e d   o n   1 0 0   p c s   q u a n t i t y   Re m a rk s   H P S   l i g h t   (4 0 0 W)   L E D   l i g h t   (1 5 0 W)   A n n u a l   m a i n t e n a n c e   c o s t   7 . 0 0 0   $   1 . 6 0 0   $   1 . 6 0 0   $   M a i n t e n a n c e   c o s t   fo r   1 0   Y e a r s   7 5 . 0 0 0   $   1 6 . 8 0 0   $   1 6 . 0 0 0   $   Co s t   c o n s i s t s   o f   m a i n t e n a n c e   a n d   r e p l a c e m e n t   c o s t   o l a m p   a n d   Ba l l a s t + l a b o r + e x t ra   e x p e n s e s .       T a b l e   6 .   A na l y s i s   of   R O I   F a c t o r s   Co n v e n t i o n a l   l i g h t   ( U S D )   L E D   l i g h t   ( U S D )   S a v i n g   ( U S D )   RO I   ( U S D )   0   2 0 , 0 0 0   7 0 , 0 0 0   ---------   - 5 0 , 0 0 0   1 st   y e a r   2 8 , 5 0 0   9 , 4 8 0   1 9 , 0 2 0   - 3 0 , 9 8 0   2 nd   y e a r   3 3 , 5 0 0   9 , 4 8 0   2 4 , 0 2 0   - 6 , 9 6 0   3 rd   y e a r   2 8 , 5 0 0   9 , 4 8 0   1 9 , 0 2 0   1 2 , 0 6 0   4 th   y e a r   3 3 , 5 0 0   9 , 4 8 0   2 4 , 0 2 0   3 6 , 0 8 4   5 th   y e a r   2 8 , 5 0 0   9 , 4 8 0   1 9 , 0 2 0   5 5 , 1 0 8   6 th   y e a r   3 3 , 5 0 0   9 , 4 8 0   2 4 , 0 2 0   7 9 , 1 2 8   7 th   y e a r   2 8 , 5 0 0   9 , 4 8 0   1 9 , 0 2 0   9 8 , 1 4 8   8 th   y e a r   3 3 , 5 0 0   9 , 4 8 0   2 4 , 0 2 0   1 2 2 , 1 6 8   9 th   y e a r   2 8 , 5 0 0   9 , 4 8 0   1 9 , 0 2 0   1 4 1 , 1 8 8   10 th   y e a r   3 3 , 5 0 0   9 , 4 8 0   2 4 , 0 2 0   165, 2 0 8       Co s t   c o n s i s t s   o f   t h e   a v e r a ge   c o s t   o f   m a i n t e n a n c e ,   r e p l a c i n g   b ul b ,   b a l l a s t ,   S M P S ,   a n d   l a b o r .   S o m e   of  t h e   a dv a nt a ge s   of   L E D   fo r   r e n e w a b l e   e n e r gy   a r e   l ow   e n e r gy   ut i l i z a t i o n,   l o ng  l i f e t i m e ,   hi g h   l i g ht   o ut put ,   b e t t e r   v i s i b i l i t y ,   r e duc e l i g ht   s c a t t e r i n g ,   f a s t   t u rn - o t i m e ,   di m m a b l e   a n d   c o n t r o l l a b l e ,   a s   w e l l   a s   f e w e r   o pt i c s   a gi n g .   T h e   r e s ul t s   a r e   a pp l i e by   M A T L A B   v e r s i o n 17b   pr o t o t y pi c a l   i s   b ui l t   t o   e v a l ua t e   t h e   b e h a v i o r   o s m a rt   l i g ht i n g   s t r e e t   t e c hn o l o g y   a nd  r e n e w a b l e   e n e r gy   t o   r e duc e   c os t   a nd  e n e r gy   c o n s um pt i o n .       4.   C O N C LU S I O N   T h e   b e n e f i t s   of   L E D   s t r e e t   l i g h t s   c o m pa r e t o   H ID   a r e   a s   fo l l ow s :   Im pr o v e s a f e t y   a n n i g h t   t i m e   v i s i b i l i t y   by   pr o duc i n g   b e t t e r   c o l o r ,   e l i m i na t i n d a r a r e a s   b e t w e e n   po l e s ,   a n m o r e   u ni f o r m   l i g h t i n g   di s t r i b ut i o n ,   R e duc e upw a r l i g h t   r e f l e c t i o n   w h i c h   i s   t h e   m a j o r   c a us e s   of   ur b a n   s ky   gl ow ,   G ua r a nt e e s   up  t 40 - 80%  e n e r gy   e ff i c i e n c y   c o n di t i o n a l   o t h e   l i g ht i ng  s o u r c e   a n t h e   p r o po s a l   s t a nda r ds ,   S a v e s   up  t o   50 - 7 5%  c os t   o f   s m a rt   L E D   m a i nt e na n c e .   O t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e r e   a re   t w o   m a i d ra w b a c ks   of   L E D ,   o n e   i s   t h e   c o s t   of  a n   L E D   s t r e e t   l a m a   r e a s o na b l e   i ni t i a l   c a pi t a l   i s   n e e de d   a s   t h e y   a r e   a b o ut   2 - t i m e s   c os t l i e r   t ha   t h e   t ra di t i o na l   H ID .   T h e   qui c k   p r o gr e s s   o f   L E D - b a s e l i g h t   a n d   t h e   r e l a t e d   s ki l l s   o f fe r e n e w   pe r s pe c t i v e s   fo r   t h e   s t r a t e gy   a n r e gu l a t o r   o f   s t r e e t   l i g ht i ng  s y s t e m s .   B e i n t h a t   e a c h   de v i c e   i s   m a nuf a c t u r e w i t h   d i f fe r e nt   m a t e ri a l s   a n t e c hn o l o g y ,   t h e i r   o pe ra t i o n   h o ur s   d i f fe r e c o n s i de ra b l y .   T h i s   w a s   de m o n s t ra t e by   n a t u ra l   l i g ht   pr o c e dur e s   us i ng  a   d i gi t a l   i l l um i na n c e   m e t e i I ra q .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       R e du c t i on   c os t   a nd  e ne r g y   c ons um p t i o f or   l e d   s m ar t   l i ght i n s t r e e t     ( J abb ar   K .   M oham m e d )   669   R EF ER EN C ES   [ 1]   A n g e l l e ,   A m be r ,   " W i l l   L E D   L i g ht   B ul b s   B e s t   Y o ur   C F L s   a n I nc a nde s c e nt ? , "   20 10 .   [ O nl i ne ] .   A v a i l a b l e :   ht t p: / / w w w . po pul a r m e c ha ni c s . c o m / s c i e nc e / e nv i r o nm e nt / w i l l - l e d - l i g ht - bul bs - be s t - c f l s - a nd - i nc a nde s c e nt s .   [ 2]   M .   S .   A .   M u s t a f a ,   M .   A .   M .   A r i f ,   S o f i a   N a j w a   R a m l i ,   A e xt e ns i v e   r e v i e w   o f   e ne r gy   s t o r a g e   s y s t e m   f o r   t he   r e s i de nt i a l   r e ne w a bl e   e ne r gy   s y s t e m ,   I ndone s i an  J our nal   o f   E l e c t r i c al   E n gi ne e r i n and  C om p ut e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   18 ,   no .   1,   pp .   242 - 25 0,   2 020 .   [ 3]   S ha hz a d ,   G . ,   Y a ng ,   H . ,   A hm a d,   A .   W . ,   L e e ,   C . ,   E ne r gy - E f f i c i e nt   I nt e l l i g e nt   S t r e e t   L i g ht i ng   S y s t e m   U s i ng   T r a f f i c - A da pt i v e   C o nt r o l ,   i n   I E E E   Se ns or s   J our nal ,   v o l .   1 6,   no .   13 ,   pp.   5 3 97 - 5405 ,   2016 .   [ 4]   S o h,   C .   B . ,   T a n,   J .   W.   J . ,   T s e ng ,   K .   J. ,   l o W o o ,   W . ,   T e o ,   J .   W.   R. ,   I nt e l l i g e n t   S t r e e t   L i g ht i ng   f o r   S m a r t   C i t i e s ,   2018   I E E E   I nn o v a t i v e   Sm ar t   G r i T e c h no l og i e s - A s i a   ( I SG T   A s i a) S i ng a po r e ,   p p.   10 27 - 103 1,   20 18.     [ 5]   D e s i g R e c y c l e   I n c . ,   " C o m pa r i s o C ha r t :   L E D   L i g ht s   v s .   I n c a nd e s c e nt   L i g ht   B ul b s   v s .   C F L s , "   2011 .   [ O nl i n e ] .   A v a i l a b l e :   ht t p: / / w w w . de s i g nr e c y c l e i nc . c o m / l e d % 20c o m p% 20c ha r t . ht m l ; F un - l e d - l i g ht .   [ 6]   M i ni s t e r i o   de   M i n a s   y   E ne r g í a .   A n e xo   G e ne r a l .   R e g l a m e n t o   T é c ni c o   de   I l um i na c i ó y   A l um br a do   P úbl i c o ;   R E T I L A P :   C o l om bi a ,   20 10.   [ O nl i ne ] .   A v a i l a bl e :   ht t p: / / w w w . m i nm i n a s . g ov . c o / m i nm i na s /   do w nl o a d s / a r c hi v o s   S o po r t e   R e v i s t a s / 785 3. p df   [ 7]   T he   G o v e r nm e nt   o f   t he   H o ng  K o ng  S pe c i a l   A dm i ni s t r a t i v e   R e g i o n .   P ubl i c   L i g ht i ng   D e s i g M a n ua l ,   2 015 .   [ O nl i ne ] .   A v a i l a bl e   o nl i ne :   ht t p: / / w w w . o s hc . o r g . hk / o t h e r s / bo o ks he l f / W B 112003E . p df .   [ 8]   S e w e l l D i r e c t . c o m ,   " L E D   v s .   C F L   v s .   I nc a nde s c e nt   L i g ht   B ul bs , 2011 .   [ O nl i n e ] .   A v a i l a bl e :   ht t p: / / s e w e l l di r e c t . c o m / a r t i c l e s / l e d - vs - i nc a nd e s c e n t - l i g ht - bu l b s . a s p x.   [ 9]   K ha t a v ka r ,   N . ,   N a i k,   A .   A . ,   K a da m ,   B . ,   E ne r gy   e f f i c i e nt   s t r e e t   l i g ht   c o nt r o l l e r   f o r   s m a r t   c i t i e s ,   201 I nt e r n at i ona l   c onf e r e nc e   o M i c r oe l e c t r oni c   D e v i c e s ,   C i r c ui t s   an S y s t e m s   ( I C M D C S) ,   V e l l o r e ,   pp .   1 - 6,   20 17.   [ 10]   M a ho o r ,   M . ,   S a l a m i s ,   F .   R . ,   N a j a f a ba d i ,   T .   A. ,   A   H i e r a r c hi c a l   S m a r t   S t r e e t   L i g ht i ng   S y s t e m   w i t B r u t e - F o r c e   E ne r g y   O pt i m i z a t i o n,   i n   I E E E   Se ns or s   J our nal ,   v o l .   17 ,   no .   9,   pp .   2871 - 287 9,   20 17.     [ 11]   E c he l o n   C o r po r a t i o n,   M o ni t o r e d   O u t do o r   L i g ht i ng   W hi t e   P a pe r ,   2 020 .   [ O nl i n e ] .   A v a i l a bl e :   ht t p: / / w w w . e c he l o n. c o m / s o l ut i o ns / s t r e e t l i g ht / do c um e nt s / E c he l o n_S t r e e t l i g ht W hi t e p a pe r _F I N A L .   [ 12]   H e g e dus ,   S .   a n A .   L uque ,   A c hi e v e m e n t s   a nd  c ha l l e ng e s   o f   s o l a r   e l e c t r i c i t y   f r o m   pho t ovo l t a i c s ,   H andb ook   o P hot ov o l t a i c   S c i e nc e   a nd   E ng i ne e r i ng Se c ond   E d i t i on p p .   1 - 38 ,   20 10 .   [ 13]   C a r l i ,   R . ,   D o t o l i ,   M . ,   P e l l e g r i no ,   R . ,   I C T   a nd  o pt i m i z a t i o f o r   t he   e ne r gy   m a na g e m e nt   o f   s m a r t   c i t i e s :   T he   s t r e e t   l i g ht i ng   de c i s i o p a ne l ,   2 015  I E E E   20 t C o nf e r e nc e   on  E m e r g i n T e c hno l og i e s   &   F ac t or y   A u t om a t i o ( E T F A ) L uxe m bo ur g ,   pp .   1 - 6,   201 5.   [ 14]   A.   A .   A s hr y a t ov ,   V .   G .   K ul i ko v ,   A .   V .   P a nt e l e y e v ,   E ne r g y   s a v i ng   c o nt r o l   s y s t e m   de v e l o pm e nt   f o r   e xt e r n a l   l i g h t i n g ,   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( I J E E C S ) v o l .   1 7 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 0 1 - 1 6 0 6 ,   2 0 2 0 .   [ 15]   P o w e r   I nt e g r a t i o ns ,   S t r e e t l i g ht   D e s i g n   R e f e r e nc e   do c um e nt ,   [ O n l i ne ] .   A v a i l a b l e :   ht t p: / / w w w . po w e r i n t . c o m / s i t e s / d e f a ul t / f i l e s / P D F F i l e s / de r 212 .     [ 16]   O S R A M ,   S t r e e t   L i g ht i ng   w i t L E D   S o ur c e s   A ppl i c a t i o N ot e ,   [ O nl i n e ] .   A v a i l a b l e :   ht t p: / / c a t a l o g . o s r a m - o s . c o m / c a t a l o g ue / c a t a l o g ue . do ? f a v O i d= 000000 0300 012f dd0 18a 00 b7& a c t = s ho w B o o km a r k.   [ 17]   K a l e e m ,   Z . ,   A hm a d,   I . ,   L e e ,   C . ,   S m a r t   a nd  E n e r g y   E f f i c i e nt   L E D   S t r e e t   L i g ht   C o nt r o l   S y s t e m   U s i ng   Z i g B e e   N e t w o r k ,   2 0 1 4   1 2 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   F r o n t i e r s   o f   I n f o r m a t i o n   T e c h n o l o g y ,   I s l a m a b a d ,   p p .   3 6 1 - 3 6 5 ,   2 0 1 4 .   [ 18]   A m e r i c a A s s oc i a t i o o f   S t a t e   H i g hw a y   a nd  T r a n s po r t a t i o O f f i c i a l s   ( A A S H T O ) ,   D e s i g ni ng   f o r   E nv i r o nm e nt a l   S t e w a r d s hi p ,   2 010 .   [ O nl i ne ] .   A v a i l a b l e :   ht t ps : / / w w w . t ra n s po rt a t i o n . o r g/ .   [ 1 9 ]   L E D T e l e . c o . u k ,   " L E D   v s .   L C D   T V   C o m p a r i s o n , "   2 0 1 1 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / w w w . l e d t e l e . c o . u k / l e d v s l c d . h t m l .   [ 20]   A da m   S   dz i w y ,   A   N e w   A ppr o a c t o   S t r e e t   L i g ht i ng   D e s i g n,   L E U K O T he   J our n al   o f   t he   I l l um i n at i ng   E ngi ne e r i n Soc i e t y   of   N o r t A m e r i c a ,   v o l .   12 ,   no .   3,   pp .   1 - 12 ,   2 01 5 .   [ 21]   G .   M un i   R e ddy ,   T .   G o w r i   M a no ha r ,   F uz z y   L o g i c   C o nt r o l l e r   f o r   g r i c o nne c t e d   W i nd   E n e r g y   C o nv e r s i o S y s t e m ,   I ndo ne s i a J our na l   o f   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   a nd   I nf or m at i c s   ( I J E E I ) ,   v ol .   6,   no .   1,   pp .   37 - 44 ,   2 018 .   [ 22]   M uh a m m a M .   A .   S .   M a hm o ud,   " T y pi c a l   e c o no m i c   m o de l   f o r   c a l c ul a t i ng   t he   s a v i ng   no r m   o f   r e pl a c e m e nt   H P S   s t r e e t   l i g h t i ng   by   L E D   f i xt ur e s   i n   a c c e s s   r o a o f   g a s   p r o duc t i o c om pa ny   a t   G C C ,"   2 018  5t I nt e r n at i on al   C onf e r e nc e   on   E l e c t r i c al   and   E l e c t r on i c   E ng i ne e r i ng   ( I C E E E ) ,   I s t a nbul ,   pp .   189 - 192 ,   201 8.   [ 23]   M ud  D a s a n i   S a t y a na r a y a na ,   P .   S a t i s K um a r ,   A na l y s i s   a n D e s i g o f   S o l a r   P ho t o   vo l t a i c   G r i C o nne c t e d   I n v e r t e r ,   I ndone s i an   J our n al   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng  and   I nf o r m at i c s   ( I J E E I ) ,   v o l .   3 ,   no .   4,   pp .   199 - 20 8,   20 15 .   [ 24]   M o ha m e H a bi bi e ,   R a f ha na R o s l i ,   M R a f i qul   I s l a m ,   R S S I - ba s e H um a P r e s e nc e   D e t e c t i o S y s t e m   f o r   E ne r g y   S a v i n g   A u t o m a t i o n ,   I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g   a n d   I n f o r m a t i c s   ( I J E E I ) ,   v o l .   5 ,   n o .   4 ,   p p .   3 3 9 - 3 5 0 ,   2 0 1 7 .   [ 25]   K r i s ha K um a r ,   M .   A .   A ns a r i ,   E v a l ua t i o o f   P o w e r   M a na g e m e nt   S t r a t e g y   f o r   R e ne w a bl e   M i c r o g r i S y s t e m ,   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   I nf or m a t i c s   ( I J E E I ) ,   v o l   6 ,   no .   2,   pp .   133 - 14 2,   20 18 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.