Sistemas de control Y LEDS

Transcripción

1 Sistemas de control Y LEDS Alternativas de actuación - Apostar por fuentes de energía renovables Ante esta situación tenemos 2 caminos complementarios Solar térmica Solar fotovoltaica Hidraúlica Eólica Biomasa - Eficiencia energética En la producción de la energía En el uso de la energía 2 1

2 2º camino: Eficiencia energética Datos sobre el consumo de energía en el alumbrado 3 Ahorros en alumbrado público 4 2

3 Evolución en las fuentes de luz en alumbrado público 30's SOX + TL 60's SON + HPL Siglo XXI CosmoPolis y LEDS Telegestión 5 Alumbrado urbano en Europa 70% de energía consumida en Aytos. 56 Mill. de puntos de luz en las calles 1/3 todavía usa tecnología de 1960 Mercurio alta presión (HPL) 50 lm/w Alternativas disponibles: Sodio a alta presión (SON) Halogenuros met. Cerámicos (CDO/CPO) 100 lm/w LEDS Vida de una instalación típica de mercurio es años Tasa de reemplazo muy lenta (3%) 6 3

4 Telegestión en alumbrado exterior 7 Qué es la telegestión? La telegestión es la capacidad de controlar y supervisar los puntos de luz del exterior mediante un sistema inteligente a distancia. Ej: Sistema Starsense Control Encender y apagar lámparas, elevar o reducir su nivel de luz Según parámetros internos (por ejemplo, un programador) Según parámetros externos (por ejemplo, densidad del tráfico, luz diurna) Supervisión Estado de lámpara: encendida, apagada, atenuada, fundida Estado de la red Horas de funcionamiento (p. ej., según el emplazamiento) 8 Consumo de energía (p. ej., por calles) 4

5 REEIAE - Capítulo 9 de la Instrucción ITC EA 02 Normativa 6. SISTEMAS DE REGULACIÓN DEL NIVEL LUMINOSO Con la finalidad de ahorrar energía, las instalaciones de alumbrado recogidas en el capítulo 9 de la ITC-EA-02, se proyectarán con dispositivos o sistemas para regular el nivel luminoso mediante alguno de los sistemas siguientes: a) balastos serie de tipo inductivo para doble nivel de potencia; b) reguladores - estabilizadores en cabecera de línea; c) balastos electrónicos de potencia regulable. Los sistemas de regulación del nivel luminoso deberán permitir la disminución del flujo emitido hasta un 50% del valor en servicio normal, manteniendo la uniformidad de los niveles de iluminación, durante las horas con funcionamiento reducido. 9. NIVELES DE ILUMINACIÓN REDUCIDOS Con la finalidad de ahorrar energía, disminuir el resplandor luminoso nocturno y limitar la luz molesta, a ciertas horas de la noche, deberá reducirse el nivel de iluminación en las instalaciones de alumbrado vial, alumbrado específico, alumbrado ornamental y alumbrado de señales y anuncios luminosos, con potencia instalada superior a 5 kw salvo que, por razones de seguridad, a justificar en el proyecto, no resultara recomendable efectuar variaciones temporales o reducción de los niveles de iluminación. 9 Cuando se reduzca el nivel de iluminación, es decir, se varíe la clase de alumbrado a una hora determinada, deberán mantenerse los criterios de uniformidad de luminancia / iluminancia y deslumbramiento establecidos en ésta Instrucción ITC-EA-02. Equipos electrónicos para regulación Por qué se deben utilizar balastos electrónicos en alumbrado exterior? Porque se ahorra energía; mayor eficacia y posibilidades de regulación y telegestión Porque mejora la vida de la lámpara al estar protegida frente a las fluctuaciones de tensión Porque mejora la fiabilidad de la instalación de alumbrado; uniformidad, consumo de energía constante y factor de potencia constante Las nuevas lámparas de alta eficacia funcionarán sólo con balasto o driver electrónico; ej: CosmoPolis, CDM-Elite, LEDs 10 5

6 Ventajas de un sistema de telegestión Ahorro de energía por la regulación del nivel de iluminación Ahorro económico por la mejora en la eficacia del mantenimiento Mejora de la seguridad 11 Beneficios - Ahorro energético Se estima un ahorro energético total del 50%: Balasto electrónico (ahorro de energía medio a lo largo de la vida de la lámpara del 13%) Regulación del flujo luminoso de las lámparas (ahorro energético de hasta el 65% en SON y el 40% en CDO) Nivel constante de iluminación (CLO) :ahorro energía medio hasta el 8% aumentando potencia del p.ej. Del 85% al 100% Potencia 12 de lámpara virtual (VPO) :permite corregir estos efectos de sobredimensionamiento 6

7 El Sistema Starsense Supervisor Software CENTRO DE MANDO Controlador de Segmento OLC+ Balasto Dynavision 13 Balasto Dynavision Ejecución de las instrucciones procedentes de la OLC Regulación continua SON: 100%-20% flujo luminoso (100%-35% potencia) CDO: 100%-50% flujo luminoso (100%-60% potencia) Ahorro energético del 13% frente a electromagnético Estabilización tensión ( V) Incremento vida lámpara 30% Factor de potencia > 0.98 al 100%, > 0.93 al 35% 14 Desconexión en caso de fallo de lámpara 7

8 OLC (Outdoor Luminaire Controller) Funcionalidades: Control Encendido / Apagado Regulación Monitorización Estado de la lámpara On / Off / Regulada / Fallo Medida de la tension de red, intensidad de carga y factor de potencia Opciones de montaje En luminaria En poste D V 15 OL C Centro de mando Controlador de Segmento Acoplador de fase Router GPRS/3G 16 8

9 Controlador de Segmento Donde Dentro del cuadro eléctrico Cuantos Uno por cuadro (máximo 140 OLCs) Para qué Para controlar el sistema de telegestión Para informar al PC central Funcionalidades Control Ordenes de Encendido / Apagado Instrucciones de regulación Horario Monitorización 17 Estado de la red Estado de los sensores Tecnología LonWorks LEDS Luz que deleita El avance tecnológico es vital para el éxito de los LEDs, pero aun lo es más el buen uso en sus aplicaciones, así como atender en el desarrollo de los productos las necesidades propias de esta nueva tecnología 9

10 Beneficios de los LEDs General: Vida útil larguísima hasta 70% mantenimiento del flujo después de 60K horas Reducidos costes de mantenimiento Eficiencia energética Sin radicación IR ni UV en el haz de luz Ópticas de plástico de alta eficiencia Arquitectural/diseño: Flexibilidad, luz escondida Colores saturados - sin filtros Luz direccional, incrementa la eficiencia del sistema Robustez, seguridad en vibración, estado sólido Menor luz dispersa debido a mejor control óptico 19 Beneficios de los LEDs Ventajas únicas de los LED: Control dinámico del color, elegir tonalidad Completamente regulable sin variación de color Encendido instantáneo, 100% de luz Sin pérdidas en los filtros Lo instalas y te olvidas Medioambiente: Libre de mercurio Seguridad/bajas temperaturas: Encienden a bajas temperaturas (menos -40 C) Bajo voltaje en corriente continua Alta eficacia en ambientes fríos Sellado de por vida en luminarias estancas 20 10

11 Renovación Los LEDs se usan en sustitución del alumbrado convencional. Su flujo se puede focalizar con gran precisión para resaltar características y reducir la dispersión en las proximidades 21 El placer de Diseñar Los LEDs ofrecen millones de colores y unos efectos dinámicos que el alumbrado convencional simplemente no puede igualar. Pueden usarse para realzar la arquitectura durante la noche o para jugar con el cromatismo en ocasiones especiales 22 11

12 Luz integrada Por su nula emisión térmica en el haz de luz, los LEDs pueden integrase en cualquier lugar: paredes techo, mobiliario, materiales. 23 Inteligencia añadida Como el control de los LEDs se realiza a través de sistemas de control digitales, pueden programarse colores y ambientes, cambiar de escena con solo pulsar un botón. Las posibilidades son infinitas

13 Alumbrado Exterior Arquitectónico 25 Alumbrado general y de acento en Interior 26 13

14 Alumbrado Funcional Exterior Evolución en la eficacia de los LEDs Eficacia luminosa (lm/w) Fuente de luz (lm/w) 500W Sodio alta presión W Halogenuro metálico 122 TL HE Tubo fluorescente 105 Halógena-IRC 30 Incandescente estándar 16 Ahora en LEDS: Blanco cálido (2700K) 98 lm/w Blanco Frío (5000K) 111lm/W fluorescente Blanco frío Blanco cálido 2010 DOE Roadmap 50 halógena incandescente Año 14

15 High-power LED Package Development Potencia por LED (W) Chip 5 mm LUXEON Altilon Año LUXEON Rebel La potencia de los LEDs se ha multiplicado x100 en la última década LUXEON S LUXEON Rebel ES 29 Haitz Law - LED Performance, lm/$ 10,000 1,000 Efficiency Driven Lumen per package Lm/LED +20x/Década Coste/Lumen -10x/Década Price of Light: Lm/$ , Courtesy of Roland Haitz LEDs Blancos 10,

16 Flujo luminoso y corriente de alimentación Mejoras en mantener las eficacias a mayores corrientes (2009) Nueva Generación (2011+), gran mejora Generación del (2010), actual 16

17 El flujo y el calor en los LED Un aumento continuo de la temperatura de funcionamiento provocará dos efectos: Una depreciación del flujo emitido y un acortamiento drástico de su vida. Tecnología del LED: Niveles Nivel 0 Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 LED-Chip LED o lámpara LEDs en componentes Modulo LED con opticas y equipo Luminaria 17

18 Luz Blanca Chip azul y fósforos Fotón amarillo Fotón azul Fósforos LED Chip Fotón azul LED Chip azul Cómo se evalúa la eficiencia energética? La relación Lm/W depende mucho de con qué se relacione: un simple LED o un sistema Sostenibilidad LED Sistema LED Óptica Controlador Luminaria Temperatura de color Temperatura (Tj) Control de corriente 100 lm/w Pérdidas térmicas (Tj superior) Pérdidas ópticas Pérdidas del controlador % % % 85 lm/w 70 lm/w 50 lm/w eficiencia del sistema 18

19 AREAS PEATONALES (Vías tipo C y D) Calles peatonales Carriles bici CALLES (Vías tipo B) CARRETERAS (Vias Tipo A) Calles residenciales Trafico mixto Calles comerciales en áreas urbanas Vías Urbanas Carreteras Interurbanas Carreteras Potencias con tecnología actual instalada 50 W 70/100/125 W 150W 250 W 400 W 20 W 30/50W 50/100W 90/120W 220 W Potencias en LED para conseguir mismo rendimiento visual Comparativas antes y después 250W+100W 67% ahorro energético 106W+31W Calzada : Ehmed=25 lux, Uo=0,52 Acera: Ehmed=31 lux, Uo=0,22 Parking: Max 50 lux ; min 5 lux; med 25 lux IRC: 25; Tc: 2100K Calzada : Ehmed=25,4 lux, Uo=0,55 Acera: Ehmed=10,5 lux, Uo=0,29 Parking: Max 44 lux; min 8 lux; med 24 lux IRC: 70; Tc 4000K 19

20 74% ahorro energético 31W NW MSO H:6m, S:21m, Ancho 3m Ehmed 11lux, Uo =0.6 Ra 70 IRC: 70; Tc 4000K SON100W PC (120W medidos) H:6m, S:21m, Ancho 3m Ehmed 19lux, Uo =0.3 Ra 20 IRC: 25; Tc 2100K Testimonio de los vecinos de esa calle: Se ve tan bien o mejor que antes y la impresión de los colores es muy buena. El ahorro energético es estupendo y hace falta que toda la ciudad se cambie. Cálculo de Coste Total de Propiedad para 12 años 1560 luminarias. Precio KWh actual: 0,10 con inflación energética: 10% Inflación general 2% Horas funcionamiento año % ahorro energético Retorno de la inversión 8 años Energía y Mantenimiento Inversión, Energía y Mantenimiento % ahorro económico durante 12 años Ahorro: =