Eficiencia Energética en la Iluminación. Santiago Julián Alcolea Jornada Eficiencia Energética en la Industria 2 de Febrero de 2011

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1 Eficiencia Energética en la Iluminación Santiago Julián Alcolea Jornada Eficiencia Energética en la Industria 2 de Febrero de 2011

2 Datos sobre el consumo de energía empleada en el alumbrado

3 Oportunidades en alumbrado industrial El 75% de todo el alumbrado usado en el sector de la industria de la UE se basa en tecnologías anticuadas de baja eficiencia Ahorro potencial: 650 millones de euros en gasto energético 2,7 millones de toneladas de emisiones de CO 2 /año 9,5 millones de barriles de petróleo al año Producción anual de 3 centrales eléctricas

4 Pasos a considerar para la mejora del alumbrado Identificar la situación actual de la instalación - Tecnologías existentes - Calidad del alumbrado actual (nivel de luz, reproducción cromática, etc.) - Necesidades reales de iluminación Analizar las posibilidades de mejora - Potenciales de ahorro energético - Posibilidad de ahorros en mantenimiento - Incremento de calidad del alumbrado Proponer las soluciones de renovación (alternativas) - Cambio de lámpara - Cambio de lámpara y equipo - Cambio de lámpara, equipo y sistemas de control - Cambio de luminaria - Cambio de luminaria y sistemas de Control

5 Necesidades para elaborar el estudio Planos de Planta (CAD) Distribución actual de luminarias en planta Alturas de montaje de las luminarias Tipos de lámparas y equipos Niveles de luz actuales Niveles requeridos (si fueran diferentes al estándar Norma UNE ) Precio Kwh Horarios de uso

6 Costes a considerar en el proyecto 1. Orientación a la Rentabilidad Inversión Inicial - Coste Luminarias + Equipos + Lámparas - Coste Instalación Coste Reemplazo Lámparas Coste energía Coste mantenimiento - Coste mano obra - Costes operacionales - Costes por alteración o interrupción producción

7 Resumen: Ahorros energéticos por aplicación de nuevas tecnologías 100% -10% 90% -25% 70% -15% Luminaria tecnología antigua Fluorescencia estándar Equipo electromagnético Lámparas de nueva tecnología TL-D Eco TL 5 Eco PLR Eco + Equipos electrónicos HF-P/HF-D 60% -50% + efficient Nuevas optics tecnologías de luminarias 30% + Sistemas de control

8 Tubos fluorescentes MASTER TL-D Eco TL-D 18W TL-D 16W (2W de ahorro) TL-D 36W TL-D 32W (4W de ahorro) TL-D 58W TL-D 51W (7W de ahorro) (colores 830/840/865) Totalmente intercambiable por las lámparas actuales de 18W, 36W y 58W Producto Bandera Verde Contenido de mercurio: 2mg Más de un 10% ahorro de energía Larga vida, doble que /33 y /54 8

9 Cambio a equipo electrónico 25% de Ahorro Energético: Es posible ahorrar entre un 20% y un 30% de energía respecto a los equipos convencionales. 50% Más vida útil de las lámparas. Hasta un 50% más de vida útil con equipos con precaldeo (HF-P y HF-R) en condiciones normales. Usados con detectores de presencia o temporizadores la vida de las lámparas puede incrementarse hasta 300% Compactos y sencillos Un sólo componente hace de balasto, cebador y condensador. Existen equipos para 1,2, 3 ó 4 lámparas. Mejores Prestaciones: Potencia y Flujo lumínico constante (+/-2%) independiente de tensión de red (entre 202 y 254V) Factor de Potencia >0,95 (Excepto HF-M)

10 Comparativa en alumbrado industrial Tecnología antigua: Vapor de mercurio 250 y 400 W Ópticas de bajo rendimiento IP sin definir(mayor mantenimiento) Consumo por 400 W 424 W Tecnología nueva: Halogenuros metálicos 150 y 250 W Ópticas de alto rendimiento IP = 65 Consumo por 250 W 274 W Rend. superior de la luminaria = 20% +50% AHORRO! Ahorros por cada 1000 Luminarias usadas 4000 horas al año KW y Tm CO 2 apróx.

11 Comparativa en alumbrado de oficinas Tecnologia antigua: Balastos electromagnéticos Tubos de bajo rend. lumínico y bajo rend. de color Luminarias deslumbrantes de bajo rendimiento Consumo lum. 4x18 = 112 W Tecnología nueva: Balastos electrónicos (25% ahorro) Tubos TL5 gama 80 (+10% rend. lum.) Reproducción cromática > 80 Pantallas antideslumbramiento y alto rendimiento Consumo lum. 4x14 + eficiencias = 55 W +50% AHORRO! Ahorro por cada 1000 luminarias usadas 4000 horas al año KW y Tm CO 2 apróx.

12 Cambio de luminarias punto a punto* Parque antiguo Luminarias modernas AHORROS 4xPL18W IC 4xPL36W IC 3xTL-5 14W 3xTL-5 28W 56% - 49% 2xTL36W IC 1/2xTL-5 28W 67% - 33% 2xTL36W IC 1x36W IC 1/2xTL-5 28W 67%-33% * Para obtener niveles de luz similares en plano de trabajo

13 Cambio de luminarias punto a punto* Parque antiguo Luminarias modernas AHORROS 2xTL26W 1xLED 35,0W 51,4% 67,1% 2xTL18W 1xLED 18,4W 57,1% 1xTL18W 1xLED 12,0W * Para obtener niveles de luz similares en plano de trabajo

14 Cambio de luminarias punto a punto* (entre 4 y 13 m. de altura) Parque antiguo Luminarias modernas AHORROS Mercurio HPL 400W 58,2% 2xTL-5 80W Mercurio HPL 250W 59,0% 2xTL-5 58W Halogenuros Metálicos HPI 250W * 2xTL-5 80W 37,1% * Sin grado de protección IP * Para obtener niveles de luz similares en plano de trabajo

15 Cambio de luminarias punto a punto* Parque antiguo Luminarias modernas AHORROS 23% 1/2xTL58W/65W IC 1/2xTL-5 49W 33% 1/2xTL36W/40W IC 1/2xTL-5 28W * Para obtener niveles de luz similares en plano de trabajo

16 Sistemas de control básicos (oficinas) AHORROS Control de Presencia: OCCUSWITCH 50%-30% Regulación por Luz Natural: LUXSENSE 50%-30%

17 Sistemas de control básicos (naves) AHORROS PRESENCIA 50%-30% LUZ NATURAL Controlador y Fotocélula para altura 7m 50%-30%

18 Comparativa entre campanas y fluoresencia 1. Requerimientos de iluminación - CALIDAD 2. Costes para la propiedad - ECONÓMICO

19 1. Requerimientos de iluminación - CALIDAD Nivel de luz, uniformidad, y Temperatura de Color Efecto del fallo en una lámpara Rendimiento de color de la lámpara Alumbrado de emergencia y controles

20 1. Requerimientos de iluminación - CALIDAD Nivel de luz, uniformidad, y Temperatura de Color Efecto del fallo en una lámpara Rendimiento de color de la lámpara Alumbrado de emergencia y controles

21 Campana industrial Nivel de iluminación vertical

22 Fluorescencia Nivel de iluminación vertical

23 1. Requerimientos de iluminación - CALIDAD Nivel de luz, uniformidad, y Temperatura de Color Efecto del fallo en una lámpara Rendimiento de color de la lámpara Alumbrado de emergencia y controles

24 Campana Industrial

25 Campana Industrial

26 Fluorescencia

27 Fluorescencia

28 Fluorescencia Campana Industrial

29 1. Requerimientos de iluminación - CALIDAD Nivel de luz, uniformidad, y Temperatura de Color Efecto del fallo en una lámpara Rendimiento de color de la lámpara Alumbrado de emergencia y controles

30 EN Norma Europea para Alumbrado de Interiores Las lámparas con un Indice de rendimiento de color (IRC) menor a 80 no deberían ser usadas en interiores en los que las personas trabajen o permanezcan durante periodos largos

31 1. Requerimientos de iluminación - CALIDAD Nivel de luz, uniformidad, y Temperatura de Color Efecto del fallo en una lámpara Rendimiento de color de la lámpara Alumbrado de emergencia y controles

32 Alumbrado de emergencia y controles Fluorescencia Alumbrado de emergencia Integrado Reencendido instantáneo Regulación desde el 3% del flujo nominal Campana industrial Alumbrado de emergencia por separado Sin reencendido instantáneo Sin regulación (sólo doble nivel)

33 Controles para sistemas de fluorescencia Regulación del nivel de iluminación: - Adaptándolo a la tarea LON-DALI - Aprovechando el nivel de luz natural - Por control de presencia - Programado a voluntad Flexibilidad: agrupaciones de alumbrado Monitorización del sistema de Iluminación: - Cálculo de consumos por grupo de alumbrado/luminaria - Información de fallos por punto de luz

34 2. Costes para la Propiedad - ECONÓMICO Uso de balastos electrónicos: (HFP, HFR y HFDali) Tubos fluorescentes especiales: (Xtra, Xtreme y gama Eco) Ópticas y sistemas de control

35 Gama de balastos electrónicos 2. Gama de Soluciones 25% menos consumo 50% más vida 33% menor mantenimiento HF-P : múltiples encendidos HF-R : regulación del 3 al 100%, para tener siempre los niveles y los consumos óptimos. HF-DALI : apto para sistemas de control: máxima flexibilidad y ahorro HF-P XTREME : larga duración ( horas)

36 Historia de la tecnología de fluorescencia TECNOLOGÍA TRIFÓSFORO (Ra>80) Tubo gordo 38mm Tubo Estandar 26mm Super 80 26mm FF Xtra/Xtreme 26mm TL-D ECO 26mm Tubo TL5 16mm TL5 ECO 16mm

37 Fluorescentes MASTER TLD Xtra MASTER TLD Xtreme Mayor vida útil Nueva tecnología Reducción significativa de fallos prematuros Distintivo: cruz verde en los extremos

38 MASTER TLD Xtra MASTER TLD Xtreme Comparativa de vida útil Ratio Supervivencia (%) MASTER TLD/80 HID MASTER TLD Xtra MASTER TLD Xtreme Vida (horas) Vida útil de las lámparas fluorescentes con balasto convencional

39 MASTER TLD Xtra MASTER TLD Xtreme Comparativa de vida útil 100 Ratio Supervivencia (%) MASTER TLD/80 HID MASTER TLD Xtra 0 MASTER TLD Xtreme Vida (horas) Vida útil de las lámparas fluorescentes con balasto electrónico de precaldeo

40 Tubos fluorescentes MASTER TL-D Eco TL-D 18W TL-D 16W (2W de ahorro) TL-D 36W TL-D 32W (4W de ahorro) TL-D 58W TL-D 51W (7W de ahorro) (colores 830/840/865) Totalmente intercambiable por las lámparas actuales de 18W, 36W y 58W Producto Bandera Verde Contenido de mercurio: 2mg Más de un 10% ahorro de energía Larga vida, doble que /33 y /54 40

41 Qué nos aportan los LEDS a la Iluminación? Larguísima vida ( a Horas). Reducción en coste mantenimiento. Mayor eficacia que las lámparas incandescentes y halógenas (30lumenes/w). Gran calidad de luz: sin UV, sin IR en el haz de luz. Productos más pequeños, miniaturización Flexibilidad en diseño (luz oculta). Colores saturados sin necesidad de filtros. Posibilidad de regulación y de luz dinámica (colores RGB). Fuente de luz libre de mercurio. Encendido instantáneo, sin parpadeo. Arranque a bajas temperaturas (hasta -40 C).

42 Aplicaciones/Productos Acento/General (SpotLED, Dinámico, ew Downlight, ew Profile, Beamer LED,) Decorativa (Grazer LED, Origami, icolor Accent Powercore) Frontal (LEDflood, ColorBlast, IWBlast) Rasante (LEDline2, LEDflood empotrar, Wallwasher LED) Contorno (Flexible tube LED, Batten LED, Cove Powercore) Señalización y guía (Marker LED, Amazon LED, Wallmarker LED, Bañador de suelo LED, Careglow LED) Peatonal (Citywing, Urbanline) Acuática (Underwater LED)

43 Ejemplo real: Nave industrial Situación de partida 306 luminarias 1x400W HPL VAPOR DE MERCURIO W

44 Ejemplo real: Nave industrial Situación de partida VAPOR DE MERCURIO: MUY POCO EFICIENTE: <60 Lumen/W ALTA Y RÁPIDA DEPRECIACIÓN DEL FLUJO LUMINOSO MANTENIMIENTO MUY COSTOSO Indice de Repoducción Cromática >50 Efecto flickering (50Hz) No permite regular en función de la luz natural (a lo sumo doble nivel)

45 Ejemplo real: Nave industrial Criterios de diseño 1. EFICIENCIA ENERGÉTICA Fluorescencia de alta eficiencia Balastos electrónicos Reflectores alto rendimiento Regulación por aporte de luz natural 2. CALIDAD: NORMATIVA UNE Iluminancia media en expedición y recepción: 300 lux Iluminancia media pasillos: 200 lux Uniformidad: > OTROS Minimización del mantenimiento

46 Ejemplo real: Nave industrial Propuesta general Tubo alta eficiencia TL-5 80W Balasto electrónico Controlador y fotocélula Reflector de aluminio haz ultra-estrecho

47 Ejemplo real: Nave industrial Propuesta general FLUORESCENCIA: MUY EFICIENTE: 77 Lm/W BAJA DEPRECIACIÓN DEL FLUJO LUMINOSO (<10%) Índice de reproducción cromática >80 Efecto flickering ELIMINADO (alta frecuencia) Permite regular en función de la luz natural (HFR) LARGA VIDA DE LOS TUBOS (19000 horas) BAJO COSTE DE INSTALACIÓN (Cambio punto a punto) MÍNIMO MANTENIMIENTO

48 Ejemplo real: Nave industrial Propuesta general LAMPARAS TL5

49 Ejemplo real: Nave industrial Propuesta final 320 lx / lx / Luminarias 2x80W FLUORESCENCIA 333 lx / W

50 Ejemplo real: Nave industrial Propuesta final CAMPANAS VAPOR MERCURIO 400W SUSTUTUIDAS POR LUMINARIAS FLUORESCENTES DE 2x80W VAPOR DE MERCURIO Potencia Total (W) Nº LUMINARIAS 306 campanas de 400W ,00 Campanas Vapor Mercurio 1x400W 306,00 FLUORESCENCI A AHORROS REALES ENERGÍA AHORROS REALES MTO. Potencia Total (W) Nº LUMINARIAS 306 luminarias de 2x80W ,00 58,23% 61,35% 119 luminarias Reguladas Luz Natural 43137,5 66,36% 61,35% Luminarias TMX204 2x80W HF 306,00

51 Ejemplo real: Zona de oficinas Situación de partida Área A Óptica de Lama Blanca Área B Tubos TL-D (26mm) Equipo electromagnético convencional Balasto electrónico

52 Ejemplo real: Zona de oficinas Criterios de diseño 1. EFICIENCIA ENERGÉTICA Área A Sistemas de Control Control de presencia Control por aporte de luz natural Luminarias de alto Rendimiento Tubos TL-5 Área B Ópticas OLC 2. CALIDAD: NORMATIVA UNE Nivel medio Iluminancia: >500 lux Control Deslumbramiento: UGR<19 Índices Reproducción Crómatica >80 Evitar efecto Flickering (parpadeo)

53 Ejemplo real: Zona de oficinas Propuesta general 3xTL5-14W/840 C6 HF-D

54 Ejemplo real: Zona de oficinas Estudio luminotécnico 3xTL-D14W HF / 4xTL-D14W HF

55 Ejemplo real: Zona de oficinas Propuesta final Área A 41,5% 4xTL-D18W IC 85,4W Área B 4xTL-D18W HF 70,0W TL5 Hipótesis de funcionamiento del control de alumbrado Tiempo de uso de oficinas: 14 horas/día 25% luminarias con control luz natural y presencia: 50% del tiempo con presencia: 86% del tiempo regulado al 50% del flujo de media 14% del tiempo encendido al 100% del flujo nominal 75% luminarias restantes (sólo control de presencia): 25% siempre encendidas (siempre presencia) 75% sólo con presencia el 60% del tiempo -65,07% 28,6% 3xTL-D14W HF 50,0W -57,40% -40,36% 3xTL-D14W HF-D (SISTEMAS CONTROL) CONSUMO TOTAL: 59,64% del flujo nominal AHORRO TOTAL ENERGIA: -40,36%

56 Ejemplo real: Zona de oficinas Características de la solución propuesta AHORRO ENERGÉTICO MÁXIMO Flexibilidad Total Modificación de zonas Modificación de funcionalidades Programación temporal Configuración en grupo o individual Escalable e integrable en sistemas de gestión de Edificios Totalmente monitorizable: información consumos, estadísticas, etc FACILIDAD MANTENIMIENTO Cumplimiento de la normativa EN y CTE Condiciones de trabajo muy mejoradas

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