Es un dispositivo semiconductor ( diodo ), que emite luz cuando circula por él una corriente eléctrica. Es un modo de Electroluminiscencia

Transcripción

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2 LED, Diodo Emisor de Luz Light Emitting Diode Es un dispositivo semiconductor ( diodo ), que emite luz cuando circula por él una corriente eléctrica. Es un modo de Electroluminiscencia El material empleado en su construcción es Silicio, porque tiene una energía de la banda prohibida correspondiente con el espectro visible En otros Diodos, la energía se libera principalmente en forma de : Calor Radiación Infrarroja Radiación Ultravioleta

3 Parámetros que caracterizan el funcionamiento de un LED : Eficiencia. Relación entre Intensidad luminosa emitida y la corriente eléctrica que produce dicha radiación Color. Depende de la frecuencia de la radiación y de los materiales empleados Directividad. Ángulo de observación de luz que permite el LED, respecto al eje geométrico. Depende de la forma del encapsulado y de la existencia de lente

4 Tensión directa. Es la diferencia de potencial que se produce en los terminales del LED cuando lo atraviesa la corriente de excitación Corriente Inversa. Es la máxima corriente que es capaz de circular por el LED cuando se le somete a polarización inversa Disipación de potencia. Es la fracción de la potencia que absorbe el LED y no transforma en radiación visible, disipándola al ambiente en forma de calor

5 Composición de un LED El dispositivo semiconductor esta encapsulado en una cubierta de plástico, de mayor resistencia que las de vidrio,que se utilizan usualmente en lámparas El voltaje que atraviesa el Led va desde 1,8 hasta 3,8 voltios (lo que esta relacionado con el material de fabricación y el color de la luz que emite) Rojo = 1,8V a 2,2V Naranja = 2,1V a 2,2V Amarillo = 2,1V a 2,4V Verde = 2V a 3,5V Azul = 3,5V a 3,8V Blanco = 3,6V

6 Composición de un LED La gama de Intensidades, esta entre 10 ma (baja luminosidad ) y 1000 ma (alta luminosidad)

7 En general, los LEDS, suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos, por tanto, tenemos que buscar un compromiso entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos) y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos)

8 COLOR Según los materiales empleados : Compuesto Arseniuro de galio (GaAs) Arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs) Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP) Fosfuro de galio (GaP) Nitruro de galio (GaN) Seleniuro de zinc (ZnSe) Nitruro de galio e indio (InGaN) Carburo de silicio (SiC) Diamante (C) Sicilio (Si) Color Infrarrojo Rojo e infrarrojo Rojo, naranja y amarillo Verde Verde Azul Azul Azul Ultravioleta En desarrollo Long. de onda 940nm 890nm 630nm 555nm 525nm 450nm 480nm

9 COLOR Espectro

10 TODO TIPO DE LUZ SE COMPONE DE LA MEZCLA DE LOS COLORES PRIMARIOS : - Rojo - Verde - Azul

11 Temperatura de Color : Se expresa en º K y es la comparación de su color dentro del espectro luminoso, con el de la luz que emite un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada

12 CONCEPTOS : Flujo Luminoso ( F ), se define como la potencia ( W ) emitida en forma de radiación luminosa, a la que el ojo humano es sensible, expresado en lumen a la relación entre watios y lúmenes se le llama equivalente luminoso : 1 watio luz a 555 nm = 683 lm Lumens

13 CONCEPTOS : Intensidad Luminosa ( I ), es el flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es I y su unidad de medida, la candela I= Φ ω Unidad : Candela ( cd )

14 Iluminancia ( E ), es el flujo luminoso recibido por una superficie. Su unidad es el lux ( lx ), que es un lm /m 2 Es el flujo luminoso real E = Φ S Flujo Lumínico Área Unidad: lux (lx) Lux : Lumen m 2

15 Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa No toda la energía eléctrica consumida por una lámpara ( bombilla, fluorescente,vapor,...) se transforma en luz visible. Parte se pierde por calor, parte en forma de radiación no visible ( infrarrojo o ultravioleta ) Rendimiento = Flujo Luminoso Potencia consumida η = Φ W

16 RENDIMIENTO / APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA ( % ) El rendimiento de una luminaria permite conocer que cantidad del flujo luminoso de la fuente de luz utilizada es devuelto por dicha luminaria El rendimiento siempre debe ir asociado a la curva de distribución luminosa Eficiencia (lm/w) de algunas lámparas convencionales y LEDs de acuerdo con los objetivos de la industria de semiconductores

17 Lúmenes CFL Incandescente

18 Principales Ventajas de la iluminación LED

19 Bajo consumo Una lámpara LED se alimenta a baja tensión, favoreciendo así la reducción del consumo, la relación potencia/luminosidad más extendida actualmente es de 80 lúmenes/1w, aunque la constante investigación en este campo esta permitiendo que esta relación aumente hasta los 150 lúmenes/1w a día de hoy Fluorescente 36W Fluoled Bulb 120 6K 19W * Datos referentes a estudio realizado sobre 1100ud.

20 Ahorro energético El aprovechamiento de la energía del Led es de aproximadamente un 90%, contra un 15% de la lámpara convencional en las mejores condiciones. Con el LED, la totalidad de la energía se transforma en luz Incandescencia Fluorescencia LED Aprovechamiento de la energia en %

21 Precio medio de la Electricidad en los últimos 20 años. * Fuente: "Monthly Energy Review", Department of Energy - Energy Information Administration, July 2006

22 Calificación Energética de Edificios El consumo de Energía y sus Emisiones de Dióxido de Carbono son las obtenidas por el programa, para unas condiciones normales de funcionamiento y ocupación El Consumo real de Energía del Edificio y sus Emisiones de Dióxido de Carbono, dependerán de las condiciones de operación y funcionamiento del edificio y de las condiciones climáticas, entre otros factores * Fuente: CYPE Ingenieros

23 Tiempo de utilización La vida de un LED es muy larga en comparación con los demás sistemas de iluminación: Vida Media Horas LED LED Fluorescente Halógeno h.* h.* h.* Fluorescente Halógeno Miles de horas de funcionamiento *Horas estimadas de funcionamiento óptimo según los principales fabricantes.

24 Fiabilidad Mucho mayor, ya que la degradación de la luz es mínima en relación a la de halógenos y fluorescentes: Perdida de luminosidad -20% -30% LED h h. Fluorescente h h. Halógeno h h. Luminosidad (%) Miles de horas de funcionamiento Pérdida de luminosidad (%)

25 Sostenibilidad Por los materiales de construcción del Led, no tenemos el gran problema de los gases de metales pesados, como por ejemplo el bajo consumo o la fluorescencia Componentes Silicio Germanio Arseniuro de galio (GaAs) Arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs) Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP) Fosfuro de galio (GaP) Nitruro de galio (GaN) Seleniuro de zinc (ZnSe) Nitruro de galio e indio (InGaN) Carburo de silicio (SiC) Reducción de Emisiones CO 2 Materiales no contaminantes No utilización de Gases Tóxicos

26 Relación entre kw/h consumidos y producción de CO 2 Fuente: Grup l'alzina Equivalente de CO 2 de las diferentes fuentes de energía 1 kw/h producido con carbón : 1 kw/h producido con fuel o gasoil : 1 kw/h producido con gas "natural", central convencional : 1 kw/h producido con gas "natural", central de ciclo combinado : 1 kw/h producido con nuclear : 1 kw/h producido con hidráulica : 1 kw/h producido con eólica : 0,75 kg de CO 2 (valor poco exacto, y depenendiente del tipo de carbón) 0,60 kg de CO 2 0,37 kg de CO 2 0,26 kg de CO 2 poco, pero no despreciable (minería de uranio, transportes, etc) Despreciable Despreciable MEDIA : 1 kw /h.0.5 kg de CO 2 En España, el 33% de toda la energía eléctrica es de origen nuclear (70% en Cataluña), carbón 35%, el resto: fuel, gas, hidráulica, eólica (actualmente el 3%), y otras

27 Contaminación Lumínica El Led emite una luz muy dirigida y focalizada, reduciendo las pérdidas de luz en gran medida, frente a los equipos tradicionales No producimos Contaminación Lumínica alguna Los equipos tradicionales utilizan elementos externos (campanas, reflectores, deflectores etc ), para recuperar una pequeña parte de la luz pérdida Aumentando el coste al añadir Equipos Auxiliares Ejemplos de pérdidas ecónomicas por la energía desaprovechada hacia el cielo : Andalucía.30 Millones de Cataluña 12 Millones de Canarias..Ahorro de entre el 40 y 60 % Alemania.Pérdidas equivalentes a la energía producida por una central nuclear de media potencia

28 Preservación del medio ambiente Este es uno de los puntos más importantes, al necesitar menos energía para trabajar satisfactoriamente, emitimos una cantidad de CO 2 a la Atmósfera, sensiblemente menor y además no producimos ningún tipo de contaminación lumínica, al ser fácilmente controlable Desarrollo de tecnología LED Reducción del consumo Reducción de emisiones CO 2 Alumbrado energéticamente Eficiente* *El alumbrado supone el 19% del consumo global de electricidad

29 Tasa ECORAEE A partir del día 1 de Abril de 2006, y en aplicación al RD 208/2005 sobre aparatos eléctricos y electrónicos y la gestión de los sus residuos, en las facturas se cargará la tasa ECORAEE que se establece en función del peso del producto: Luminarias cuyo peso sea menos de 750g: 0.30 Luminarias con un peso entre 750g y 5Kg: 0.65 Luminarias cuyo peso sea mayor de 5Kg: 0.85 Las luminarias LED están exentas de pagar la tasa ECORAEE * Fuente: ecolum.es

30 Mantenimiento nulo El Led trabaja directamente con la corriente eléctrica, no necesita elementos auxiliares para su funcionamiento; dichos elementos que tienen que ser reemplazados con el tiempo, tienen una vida media muy baja

31 Mayor rapidez de respuesta El LED tiene una respuesta de funcionamiento mucho más rápida que el halógeno y el fluorescente Esto nos lleva a aumentar la seguridad en el trabajo, donde en ocasiones necesitamos el 100% de luz en el acto Además, la respuesta inmediata es un punto a favor a la hora de colocar sistemas de control inteligente en la instalación 2-3 seg seg Instantáneo

32 Sin fallos de iluminación Absorbe las posibles vibraciones a las que pueda estar sometido el equipo sin producir fallos ni variaciones de iluminación. Esto es debido a que el LED carece de filamento luminiscente evitando de esta manera las variaciones de luminosidad del mismo y su posible rotura

33 Baja temperatura El LED es un dispositivo que opera a baja temperatura en relación con la luminosidad que proporciona. Los demás sistemas de iluminación en igualdad de condiciones de luminosidad que el LED emiten mucho más calor EL LED APROVECHA MAS DEL 90 % DE LA ENERGÍA Esto nos proporciona mayor seguridad en el montaje, y en la manipulación de este tipo de productos. Gracias a los disipadores con que se equipan las luminarias LED, se elimina gran parte del calor generado por la electrónica de estos aparatos. Cada ud ºC que aumenta la Temperatura de una estancia, sube el consumo de la energía utilizada para Refrigeración un 7 %. *El calor desprendido por los aparatos con tecnología Led no es provocado por este componente, sino por la electrónica que los hace funcionar

34 Resistencia El Led se caracteriza por su funcionamiento optimo a bajas temperaturas hasta un límite, aproximado de -30º hasta + 80º Perfecto para instalaciones criticas,donde las demás lámparas no son capaces

35 Baja tensión La mayoría de nuestros productos se alimentan a 12/24V de corriente continua, adaptándose perfectamente a la mayoría de las fuentes de alimentación de los equipos, y reduciendo al mínimo los posibles riesgos de accidentes eléctricos, sobre todo en piscinas, parques y lugares donde puede haber equipos al alcance de los niños. 12V 230V Apropiado para lugares de pública concurrencia

36 Luz más brillante En las mismas condiciones de luminosidad que sus rivales, la luz que emite el LED es mucho más nítida y brillante, lo que nos permite percibir con mas claridad los detalles de los objetos, aumentando la seguridad.

37 Amplia banda espectral El LED es un dispositivo de longitud de onda fija pero que puede trabajar en una amplia banda del espectro. Para cubrir todo este ancho de banda existen en el mercado una gran gama de LEDs que nos permitirán iluminar con una longitud de onda específica, o lo que es lo mismo, en un determinado color (RGB), de entre 16millones de combinaciones diferentes. De esta forma, un solo aparato es capaz de emitir diferentes tipos de cambios de color: progresivos, intermitentes, etc.

38 Control de luz / Regulación Podemos controlar y regular la luz, en un rango de 0 a 100%,sin fallos, algo impensable en la luz convencional, pudiendo ejercer un control inteligente sobre la iluminación. Además los aparatos Led pueden ser controlados mediante distintos sistemas de control (analógico, DMX ), pudiendo programar infinidad de efectos a nuestro gusto 100% 50% 15%

39 Comparativa entre : Bajo Consumo - Vapor de sodio - LED

40 BAJO CONSUMO VAPOR DE SODIO O SIMILAR LED Vida útil de funcionamiento Entre 1500 y 2000 horas, aunque está preparado para funcionar de entre 7000 y horas, le afectan los encendidos y apagados Entre 5000 y horas, el equivalente a 1-5 años horas, el equivalente a años Tiempo de uso con rendimiento >90% Alrededor de 1500 horas horas de uso (transcurrido un tiempo de uso la luminosidad se va reduciendo poco a poco) horas Mantenimiento anual Necesario Necesario Sin mantenimiento Consumo Bajo Elevado Inferior a la media Eficiencia energética lumínica 35% - 45% 25% - 35% 85% - 90% Gastos de reciclaje Contiene gas y metales pesados como el plomo y mercurio que son altamente tóxicos y muy perjudiciales para el medioambiente. Contiene gas y metales pesados como el plomo y mercurio que son altamente tóxicos y muy perjudiciales para el medioambiente. No tiene Utilización energías renovables Su bajo consumo permite disponer de acumuladores que mantienen encendido las luminarias durante varias horas. Su elevado consumo no aconseja este tipo de energías Su eficiente consumo energético permite disponer de acumuladores que mantienen encendido las luminarias durante varias horas, y varios días consecutivos.

41 BAJO CONSUMO VAPOR DE SODIO O SIMILAR LED Carga inductiva en la red Si Si No Resistencia a impactos y vibraciones No, reduce el ciclo de vida de la luminaria No, reduce el ciclo de vida de la luminaria Si, ya que no dispone de partes móviles, es de construcción modular Efectos de desgaste Parpadeo constante antes de su consumo. Tarda en dar su máxima potencia. Parpadeo constante antes de su consumo. Tarda en dar su máxima potencia. No produce ningún tipo de parpadeo Rendimiento a bajas temperaturas Aumenta el tiempo de encendido y baja la luminosidad entorno un 5 10% Aumenta el tiempo de encendido y baja la luminosidad entorno un 5 10% La luminosidad no se ve afectada incluso a bajas temperaturas puede incluso aumentar un poco la luminosidad LED. Tiempo de encendido Se encienden pasados varios segundos, consiguiendo la máxima luminosidad pasados algunos minutos Se encienden pasados varios segundos, consiguiendo la máxima luminosidad pasados algunos minutos Encendido instantáneo Tipo de luz producida Luz blanca con parpadeos, provoca fatiga ocular. Luz amarillenta, provoca: fatiga visual, distorsión de los colores, estados de animo depresivos, somnolencia. Luz clara (tono blanco): Reduce la fatiga visual. Disminuye el tiempo de reacción. Reproducción real de los colores. Subvenciones No No Sí, un alto porcentaje del coste total. IDAE

42 Casos Prácticos de Sustitución de Equipos convencionales por tecnología LED

43 Párametros del Estudio : 1000 unidades de cada lámpara 12 horas de uso diario 365 días al año de funcionamiento Tarifa eléctrica kw /h

44 Ficha Técnica VWFL 50W 12V Osram LED Lamp MR16 6W 5K CREE Potencia 50W Potencia 6W Lúmenes 400lm Lúmenes 450lm Vida útil Temperatura de color 2000h 3.500ºK Vida útil Temperatura de color h 5000ºK Tensión de trabajo 12V Tensión de trabajo 12V

45 Resultados del estudio Tipo de lámpara utilizada Halógeno LED Coste total de la instalación (lámparas, 0 Euros Euros equipos, cableado, m.o., etc.) Potencia nominal de las lámparas 50 Watios 6 Watios Cantidad de lámparas a utilizar 1000 Lámparas 1000 Lámparas Horas que van a estar encendidas 12 horas 12 horas cada día Días al año que van a estar encendidas 365 días 365 días Pérdidas aproximadas por tipo de lámpara, 10 % 10 % cableado, equipos auxiliares, etc. Potencia instantánea consumida (todas las Watios 6600 Watios lámparas más las pérdidas.) Potencia anual consumida kw/h kw/h Gasto anual en energía por las lámparas 32882,85 Euros 3945,94 Euros CO 2 generado para producir la energía Kgs Kgs. Lámparas a reemplazar en 10 años según Lámparas 0 Lámparas su vida útil Gastos de mantenimiento generados por Euros 0 Euros el reemplazo de las lámparas y su m.o. Tasa ECO RAEE (nº lámpras x tasa) Euros 0 Euros en 10 años Tasa CO 2 (30 /Tn) 3383,64 Euros 406,05 Euros Gasto total de la instalación en 10 años ,14 Euros ,47 Euros

46 Convencional LED Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10

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48 Lámpara Halógena 50W - MR 16 Cree 6 W Período de Amortización, aprox meses Ahorro en 10 años ,10 CO 2 No Producido.. 99,07 Tn Árboles Salvados ,70 árboles/año

49 Ficha Técnica L 18W/840 VS30 FLUOLED 60 6K Potencia 36W Potencia 10W Lúmenes 2500lm Lúmenes 590lm Lux Lux Vida útil h Vida útil h Temperatura de color 4000º K Temperatura de color 6000º K

50 Resultados del estudio Tipo de lámpara utilizada Fluorescente LED Coste total de la instalación (lámparas, 0 Euros Euros equipos, cableado, m.o., etc.) Potencia nominal de las lámparas 18 Watios 10 Watios Cantidad de lámparas a utilizar 1000 Lámparas 1000 Lámparas Horas que van a estar encendidas 12 horas 12 horas cada día Días al año que van a estar encendidas 365 días 365 días Pérdidas aproximadas por tipo de lámpara, 44,79 % 10 % cableado, equipos auxiliares, etc. Potencia instantánea consumida (todas las Watios Watios lámparas más las pérdidas.) Potencia anual consumida kw/h kw/h Gasto anual en energía por las lámparas 15553,21 Euros 6564,53 Euros CO 2 generado para producir la energía Kgs Kgs. Lámparas a reemplazar en 10 años según 8000 Lámparas 0 Lámparas su vida útil Gastos de mantenimiento generados por Euros 0 Euros el reemplazo de las lámparas y su m.o. Tasa ECO RAEE (nº lámpras x tasa) Euros 0 Euros en 10 años Tasa CO 2 (30 /Tn) 1600,44 Euros 675,48 Euros Gasto total de la instalación en 10 años ,54 Euros ,73 Euros

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53 Tubo Fluorescente 18W - Fluoled 10W Período de Amortización, aprox... 3,1 años Ahorro en 10 años ,85 CO 2 no producido... 30,83 Tn Árboles Salvados ,30 árboles /año

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58 Tubo Fluorescente 36W - Fluoled 19W Período de Amortización, aprox. 2,7 años Ahorro en 10 años ,28 CO 2 No Producido... 63,9Tn Árboles Salvados árboles /año

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63 Tubo Fluorescente 58W - Fluoled 23W Período de Amortización, aprox.... 2,4 años Ahorro en 10 años ,55 CO 2 No Producido ,33 Tn Árboles Salvados ,3 árboles /año

64 Ficha Técnica L 58W/840 VS30 FLUOLED 150 6K High Power Potencia 36W Potencia 32W Lúmenes 2500lm Lúmenes 2220lm Lux Lux Vida útil h Vida útil h Temperatura de color 4000º K Temperatura de color 6000º K

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68 Tubo Fluorescente 58W - Fluoled High Power 32W Periodo de Amortización, aprox... 4,5 años Ahorro en 10 años ,78 CO 2 No Producido ,85Tn Árboles Salvados ,50 árboles /año

69 Led&Led Participa en los siguientes proyectos:

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71 Organización del Proyecto innovador Iluminación Sostenible e Inteligente (CDTI) Participan