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Eficiencia Energética en Iluminación

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  • hola estoy buscando informacion para diseñar un control de iluminacion basico para un conjuto de oficinas si puediera hacerme llegar cualquier informacion estaria muy agradecida, saludos
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  • Alguien pudo bajar la presentacion? Cuando la bajo, no se ve el contenido.
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  • Buen video
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Eficiencia Energética en Iluminación

  1. 1. Octubre 15 2009 Introducción a la Eficiencia Energética en Sistemas de Iluminación Rodrigo Ramírez.-Pisco CITCEA – UPC . [email_address]
  2. 2. 4 Iluminación: Lámparas, control 3 Cuales son las iniciativas tecnológicas actuales y de futuro? 1 Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad Indice 5 Nuevas tecnologías 2 Cómo es la iluminación actualmente? 6 Eficiencia energética en iluminación
  3. 3. <ul><li>Por qué hacer eficiencia energética en iluminación? </li></ul>Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad
  4. 4. La sostenibilidad energética, más que un tema de moda es una necesidad apremiante. con los patrones actuales de consumo nuestra sociedad es inviable. Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad
  5. 5. Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad
  6. 6. Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad
  7. 7. <ul><li>Eficiencia Energética: </li></ul><ul><li>La eficiencia energética está relacionada con la cantidad de producto que se obtiene de un proceso por unidad de energía y se define como el conjunto de actividades encaminadas a reducir (u optimizar) el consumo de energía en términos unitarios, manteniendo el nivel de los servicios prestados . </li></ul>Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad
  8. 8. Definiciones Básicas. Lámpara: &quot;fuente hecha con el fin de producir una radiación óptica, generalmente visible” Balasto: es un dispositivo conectado entre la red eléctrica y una o varias lámparas de descarga que sirve principalmente para limitar la corriente de la lámpara (s) para un valor exigido. Luminaria: aparato que distribuye, filtra o transforma la luz transmitida desde una o varias lámparas y que incluye, con excepción de estas, todas las piezas necesarias para fijar y proteger las lámparas y, en su caso, los auxiliares del circuito junto con los medios para conectar las lámparas al suministro eléctrico . INTRODUCCION
  9. 9. INTRODUCCION Definiciones Básicas. • Lumen • Lux • Grados Kelvin • IRC • Deslumbramiento
  10. 10. INTRODUCCION
  11. 11. INTRODUCCION
  12. 12. INTRODUCCION
  13. 13. INTRODUCCION
  14. 14. INTRODUCCION
  15. 15. Definiciones Básicas. Deslumbramiento es la sensación producida por las zonas brillantes en el campo de visión y puede ser experimentado, ya sea como malestar, deslumbramiento o discapacidad. Los límites por malestar por deslumbramiento se establecen con el CIE Unified Glare Rating (UGR-) método tabular :cuanto menor es mejor. INTRODUCCION
  16. 16. ALGUNAS CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DE FUNCIONAMIENTO <ul><li>VIDA ÚTIL (DEPRECIACIÓN LUMINOSA): Duración en horas de encendido hasta que el flujo luminoso alcanza el 80 % del flujo inicial </li></ul><ul><li>VIDA MEDIA (MORTALIDAD): Para una muestra representativa, tiempo de ensayo, desde el encendido, en el que dejan de funcionar el 50 % de las lámparas </li></ul>INTRODUCCION
  17. 17. ALGUNAS CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DE FUNCIONAMIENTO <ul><li>TEMPERATURA DE COLOR: Temperatura absoluta a la que un cuerpo negro emitiría un flujo luminoso que provocara la misma impresión de color en el ojo que la fuente luminosa considerada </li></ul><ul><ul><ul><li>Temperatura de color BAJA---> espectro con predominio de radiaciones rojas (sensación cálida) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Temperatura de color ALTA---> espectro con predominio de radiaciones azules (sensación fría) </li></ul></ul></ul>INTRODUCCION
  18. 18. ALGUNAS CARACTERÍSTICAS RELEVANTES DE FUNCIONAMIENTO <ul><li>RENDIMIENTO: Cantidad de flujo luminoso emitido por unidad de potencia inyectada (lm/W) </li></ul>INTRODUCCION
  19. 19. Radiación Solar Introducción INTRODUCCION
  20. 20. INTRODUCCION
  21. 21. Introducción INTRODUCCION Grupo de Color Apariencia Temperatura de color 1 Calido: Puede ser usado para espacios de relajación por debajo de los 300 Lux Por debajo de los 3300 K 2 Intermedio: Bueno para mezclar con luz día 3300-5300 K 3 Frío: Para trabajos interiores con altos niveles de iluminación Por encima de 5300 K
  22. 22. Formas de operación de la iluminación en los hogares Control con fotoceldas para iluminación exterior Control de iluminación por horas de forma que se eviten robos simulando Presencia de personas en las viviendas Detectores de presencia para control de luces exteriores, de forma que actúen Por ejemplo durante 5 minutos después de la última presencia detectada Dimer de algunas fuentes de luz interiores INTRODUCCION
  23. 23. INTRODUCCION
  24. 24. 4 Iluminación: Lámparas, control 3 Cuales son las iniciativas tecnológicas actuales y de futuro? 1 Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad Indice 5 Nuevas tecnologías 2 Cómo es la iluminación actualmente? 6 Eficiencia energética en iluminación
  25. 25. FUENTES DE LUZ <ul><li>Incandescencia </li></ul><ul><li>Incandescentes </li></ul><ul><li>Halógenas </li></ul><ul><li>Descarga </li></ul><ul><li>Baja presión </li></ul><ul><li>Fluorescentes </li></ul><ul><li>Sodio baja presión </li></ul><ul><li>Alta presión </li></ul><ul><ul><ul><li>Mercurio </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Mercurio Halogenado </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sodio Alta Presión </li></ul></ul></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  26. 26. LÁMPARAS INCANDESCENTES <ul><li>Principio de funcionamiento: incandescencia </li></ul><ul><li>Filamento de tungsteno y relleno de argón y nitrógeno </li></ul><ul><li>Rendimiento: 10 lm/w (Halógenas: 20 lm/W) </li></ul><ul><li>Vida útil: 1000- 2000 hs </li></ul><ul><li>Equipo auxiliar: no necesitan </li></ul><ul><li>Posición de funcionamiento: cualquiera </li></ul><ul><li>Reproducción cromática: óptima </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  27. 27. LÁMPARAS INCANDESCENTES - Aplicaciones <ul><li>Alumbrado interior y decorativo </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  28. 28. LÁMPARAS DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN <ul><li>Tubo de descarga y soporte </li></ul><ul><li>Electrodos ( tungsteno, con cavidades rellenas con torio, óxido de bario, etc.) </li></ul><ul><li>Ampolla exterior </li></ul><ul><li>Revestimientos de la ampolla </li></ul><ul><li>Gases de relleno </li></ul><ul><ul><li>Tubo de descarga: gas inerte + mercurio </li></ul></ul><ul><ul><li>Ampolla exterior: gas inerte (Argón) </li></ul></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  29. 29. LÁMPARAS DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN <ul><li>Rendimiento: 40 a 55 lm/w </li></ul><ul><li>Vida útil: 15000 hs </li></ul><ul><li>Reencendido: no instantáneo </li></ul><ul><li>Estabilización: balasto </li></ul><ul><li>Posición de funcionamiento </li></ul><ul><li>Lámparas de mezcla o de luz mixta: </li></ul><ul><ul><li>no necesitan balasto </li></ul></ul><ul><ul><li>tienen menor rendimiento (20-25 lm/W) </li></ul></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  30. 30. LÁMPARAS DE MERCURIO DE ALTA PRESIÓN - Aplicaciones <ul><li>Iluminación interior de fábricas y grandes espacios </li></ul><ul><li>Alumbrado público </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  31. 31. LÁMPARAS DE MERCURIO HALOGENADAS <ul><li>Similar a las de mercurio con un aditivo de halogenuro metálico en el tubo de descarga, lo cual agrega otras bandas de emisión. </li></ul><ul><li>Mayor rendimiento (80 lm/w) </li></ul><ul><li>Mejor reproducción cromática </li></ul><ul><li>Similar vida útil </li></ul><ul><li>Problemas: </li></ul><ul><ul><li>más susceptibles a las variaciones de tensión de red </li></ul></ul><ul><ul><li>posición de funcionamiento limitada </li></ul></ul><ul><ul><li>reencendido más lento </li></ul></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  32. 32. LÁMPARAS DE MERCURIO HALOGENADAS - Aplicaciones <ul><li>Alumbrado de interiores: shoppings, comercios </li></ul><ul><li>Alumbrado de exteriores: escenarios deportivos, monumentos, fachadas </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  33. 33. LÁMPARAS DE SODIO DE ALTA PRESIÓN <ul><li>En el tubo de descarga (de material cerámico resistente a muy altas temperatura) hay sodio, mercurio y un gas noble (ej. xenón) </li></ul><ul><li>Emite en los amarillos y rojos </li></ul><ul><li>Produce muy poco UV y por lo tanto los revestimientos externos son solo polvos blancos para disminuir el brillo del tubo. </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  34. 34. LÁMPARAS DE SODIO DE ALTA PRESIÓN <ul><li>Poca tolerancia a la variación de la tensión </li></ul><ul><li>Utilizan balasto, ignitor (tensiones de encendido > 1800 V) y condensador </li></ul><ul><li>Estabilización: 5 a 7 minutos </li></ul><ul><li>Reencendido: 15 minutos </li></ul><ul><li>Rendimiento: 100 a 120 lm/w </li></ul><ul><li>Vida útil: 12000 a 16000 hs </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  35. 35. LÁMPARAS DE SODIO DE ALTA PRESIÓN <ul><li>Alumbrado público y vial </li></ul><ul><li>Alumbrado industrial </li></ul><ul><li>Alumbrado de fachadas y monumentos </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  36. 36. TUBOS FLUORESCENTES <ul><li>Tubo relleno con mercurio y argón </li></ul><ul><li>Cátodo caliente </li></ul><ul><li>El color depende de recubrimiento (fósforo) </li></ul><ul><li>Rendimiento: 60-80 lm/w </li></ul><ul><li>Vida útil: 10000 hs </li></ul><ul><li>Reproducción cromática: buena </li></ul><ul><li>Reencedido: rápido </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  37. 37. TUBOS FLUORESCENTES - Aplicaciones <ul><li>Alumbrado de interiores </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  38. 38. LÁMPARAS DE SODIO DE BAJA PRESIÓN <ul><li>Similar a los tubos fluorescentes pero con sodio en vez de mercurio - Circuito: balasto, condensador e ignitor </li></ul><ul><li>La radiación es toda visible (no hay revestimientos fluorescentes) en una longitud de onda de 590 nm (monocromática) </li></ul><ul><li>Rendimiento: 120 a 200 lm/w </li></ul><ul><li>Vida útil: 12000 a 16000 hs </li></ul><ul><li>Reproducción cromática: mala </li></ul><ul><li>Estabilización: 15 minutos </li></ul><ul><li>Reencedido: 7 minutos </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  39. 39. LÁMPARAS DE SODIO DE BAJA PRESIÓN - Aplicaciones <ul><li>Alumbrado público y vial </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  40. 40. Otras tecnologías <ul><li>OLEDs, leds orgánicos </li></ul><ul><li>Quantum Dot LED </li></ul><ul><li>Lámpara de nanocristales </li></ul>Tecnologías de control de iluminación <ul><li>Sensores de proximidad </li></ul><ul><li>Daylighting (combinación luz natural-artificial) </li></ul><ul><li>Doble nivel de iluminación </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  41. 41. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  42. 42. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  43. 43. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  44. 44. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  45. 45. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  46. 46. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  47. 47. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  48. 48. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  49. 49. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  50. 50. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  51. 51. LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  52. 52. Tecnologías de control de iluminación <ul><li>Regulación de potencia </li></ul><ul><li>Sensores de proximidad </li></ul><ul><li>Daylighting (combinación luz natural-artificial) </li></ul><ul><li>Doble nivel de iluminación </li></ul><ul><li>Iluminación selectiva (Task Lighting) </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  53. 53. Diseño de Sistemas Eficientes de Iluminación LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  54. 54. ¿Por qué diseñar sistemas eficientes? LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  55. 55. Motivos para Diseñar un Sistema Eficiente en Iluminación <ul><li>Disminución en la emisión de contaminantes </li></ul><ul><li>Óptimo desempeño de la tarea </li></ul><ul><li>Confiabilidad </li></ul><ul><li>Bajo mantenimiento ($) </li></ul><ul><li>Bajo costo de Operación ($) </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  56. 56. Sistema Eficiente en Iluminación <ul><li>Considerar al usuario (optima aplicación de los equipos: niveles de iluminación). </li></ul><ul><li>Considerar a las normas aplicables. </li></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  57. 57. Óptima Aplicación de los Equipos <ul><li>Creación de Ambiente </li></ul><ul><ul><li>Selección de la lámpara </li></ul></ul><ul><ul><li>Tipo de la luminaria </li></ul></ul><ul><li>Nivel de Iluminación </li></ul><ul><ul><li>Cantidad y disposición de equipos </li></ul></ul><ul><li>Cantidad de energía eléctrica </li></ul><ul><ul><li>Densidad de Potencia Eléctrica de Alumbrado </li></ul></ul><ul><ul><li>Consumo esperado </li></ul></ul>LA ILUMINACION ACTUALMENTE
  58. 58. 4 Iluminación: Lámparas, control 3 Cuales son las iniciativas tecnológicas actuales y de futuro? 1 Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad Indice 5 Nuevas tecnologías 2 Cómo es la iluminación actualmente? 6 Eficiencia energética en iluminación
  59. 59. <ul><li>Tecnologías disponibles: </li></ul><ul><ul><li>CFL </li></ul></ul><ul><ul><li>CCFLi (Cold cathode compact fluorescents lamps with intergrades ballast) </li></ul></ul><ul><ul><li>Bombillas halógenas con xenón </li></ul></ul><ul><ul><li>Lámparas halógenas con cubierta para infrarrojos y transformador electrónico integrado </li></ul></ul><ul><ul><li>LED </li></ul></ul><ul><li>Tecnologías no disponibles </li></ul><ul><ul><li>OLED </li></ul></ul><ul><ul><li>Lámparas incandescentes con tungsteno con enrejado fotónico </li></ul></ul><ul><ul><li>DBD (Dielectric barrier discharge lamps are mercury free) </li></ul></ul><ul><ul><li>Otras </li></ul></ul>Óptima Aplicación de los Equipos INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  60. 60. CFL de alta eficiencia INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  61. 61. CFL de alta duración INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  62. 62. CFL con dimmer INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  63. 63. CFL bajo nivel de mercurio INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  64. 64. Otros tipos de lámparas CFLs: Amalgam Technology Tri fósforo en CFL Multi fósforo Diferentes niveles de temperatura de color Arranque directo Bajo tiempo de calentamiento INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  65. 65. CCFLi (Cold cathode compact fluorescents lamps with intergrades ballast INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  66. 66. Bombillas halógenas con xenón Mayor eficiencia: 20% comparada con una normal INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  67. 67. Lámparas halógenas con cubierta para infrarrojos y transformador electrónico integrado Mayor eficiencia: 40% comparada con una normal INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  68. 68. OLED: diodo orgánico de emisión de luz INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  69. 69. Lámparas incandescentes con tungsteno con enrejado fotónico INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  70. 70. DBD: Dielectric Barrier Discharges Descubierta en 1857 Aprovecha el acople capacitivo en dieléctricos (en AC) INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  71. 71. Flat Light Panels (light Emitor capacitor) INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  72. 72. <ul><li>LED </li></ul>
  73. 73. Iluminación de Estado Solido - SSL 5 etapas – Programa total <ul><li>Guia de los avances de la tecnologia del laboratorio hacia el mercado. </li></ul>INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  74. 74. Ejemplos de aplicaciones actuales de SSL INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  75. 75. Actual y potencial ahorro de electricidad con el uso de LED Source : Energy Savings Estimates of Light Emitting Diodes in Niche Lighting Applications, Navigant Consulting, November 2003; www.netl.doe.gov/ssl/ . INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  76. 76. <ul><li>Eficiencia de las fuentes (2005) </li></ul><ul><li>Incandescente (75W) ~13 lm/W </li></ul><ul><li>Fluorescente (T8) ~83 lm/W </li></ul><ul><li>HID (Metal Halide) ~100 lm/W </li></ul><ul><li>SSL ( LED blanca) ~50 lm/W </li></ul><ul><li>Precio normalizado al por menor de las lamparas (2005) </li></ul><ul><li>Incandescente (75W) ~0.60 $/klm </li></ul><ul><li>Fluorescente (T8) ~0.73 $/klm </li></ul><ul><li>HID (Metal Halide) ~1.27 $/klm </li></ul><ul><li>SSL (LED blanca) ~150.00 $/klm *dato del fabricante </li></ul><ul><li>La Investigacion va a mejorar la eficiencia de las SSL disminuyendo los precios </li></ul>Eficiencia y Coste de las fuentes de luz blanca INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  77. 77. Aplicaciones iniciales de las LED blancas <ul><li>Foco empotrado, aplicaciones con luz concentrada </li></ul><ul><li>Iluminación de trabajo, Iluminación de despacho </li></ul><ul><li>Iluminación en vitrinas o exposiciones </li></ul><ul><li>Vitrinas, incluyendo refrigeradores </li></ul><ul><li>Elevadores – resistencia a las vibraciones </li></ul><ul><li>Arquitectura – durabilidad </li></ul>INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  78. 78. Aceleracion de la investigación y desarrollo para las luces blancas SSL Metal Halide T-8 lamp T-12 ES Mono OLED T-12 fluorescent Mono LED Luces blancas SSL Laboratorio Eficacidad (lumens por watt) Luces Blancas SSL Comercial SSL Laboratory and Commercial Curves, revised September 2004 INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  79. 79. Beneficios de la instalación de LED Delay introduction to 2008, 50 LPW INICIATIVAS TECNOLOGICAS ACTUALES Y DE FUTURO
  80. 80. 4 Iluminación: Lámparas, control 3 Cuales son las iniciativas tecnológicas actuales y de futuro? 1 Introducción: Eficiencia Energética y sostenibilidad Indice 5 Nuevas tecnologías 2 Cómo es la iluminación actualmente? 6 Eficiencia energética en iluminación
  81. 81. Eficiencia en lámparas lm/w Eficiencia en Iluminación
  82. 82. Vida útil (horas) Eficiencia en Iluminación
  83. 83. LWFt = Total Lamp Wattage Factor Información de eficiencia de lámparas Eficiencia en Iluminación
  84. 84. Pérdidas de Eficiencia en lámparas comparadas con las condiciones estándar de funcionamiento LLMF: lamp lumen maintenance factor, LSF Lamp survival factor Eficiencia en Iluminación
  85. 85. Barreras para la eficiencia energética <ul><li>La percepción acerca de las lámparas CFL: </li></ul><ul><li>Ejemplo </li></ul><ul><li>En Europa el consumidor habitualmente dice que la fluorescente compacta no “da buena luz”, mientras que la verdad es que desde su punto de vista “no ofrece bastante luz” frente a la incandescente </li></ul>550 lumen 710 lumen Eficiencia en Iluminación
  86. 86. <ul><li>Temperatura y rendimiento de color </li></ul><ul><li>Apariencia visual de las lámparas </li></ul><ul><li>Control (dimmer) </li></ul><ul><li>Harmónicos </li></ul><ul><li>Efectos negativos en la salud (lipoatrofia semicircular?) </li></ul><ul><li>Flickers </li></ul><ul><li>Electro-Smog </li></ul>Barreras para la eficiencia energética Eficiencia en Iluminación
  87. 87. Problemas detectados en la aplicación de programas de eficiencia Energética en iluminación: China Eficiencia en Iluminación
  88. 88. Problemas detectados en la aplicación de programas de eficiencia Energética en iluminación: China Eficiencia en Iluminación
  89. 89. <ul><li>RODRIGO RAMIREZ P. </li></ul><ul><li>ING. ELECTRICISTA. MsC. Cto PhD. </li></ul><ul><li>Universidad Politécnica de Cataluña </li></ul><ul><li>CITCEA . UPC. </li></ul><ul><li>Cátedra ENDESA-RED </li></ul>

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