INTRODUCCION A LA ILUMINACION LED KITS DE ENERGIA RENOVABLE PRECONFIGURADOS
INDICE 1º - ILUMINACION LED Historia Comparativa tecnologías Ahorro 2º - CONSIDERACIONES SOBRE ILUMINACIÓN Hábitos iluminación Casa, Oficina Generación vs consumo Verano, Invierno Ubicación, Latitud 3º - EJEMPLO CONFIGURACION KIT Vivienda tipo medio Dotación vivienda Generación necesaria 4º - CONFIGURACION KIT Paneles Baterías Reguladores Protecciones Autonomía Conmutación a Red Esquema en bloques 5º - ELEGIR TIPO ILUMINACION LED Angulo iluminación Potencia aconsejada Color iluminación Tipo zócalo Voltaje 6º - ELEGIR KIT ADECUADO Nº puntos luz + ubicación = Tipo KIT 7º - KITS PRECONFIGURADOS Composición suministro Características y Especificaciones 8º - PRECIOS KITS PRECONFIGURADOS 9º - PERIODO AMORTIZACION KITS 10º - KIT A MEDIDA DEL USUARIO
KIT ILUMINACION LED 1º - ILUMINACION LED La lámpara incandescente es quizás el invento más utilizado por la humanidad, y también el menos eficiente, ya que la utilizamos para obtener luz, pero gasta el 95% de la energía produciendo calor innecesario. Es por eso que la Comunidad Europea ha prohibido su fabricación y comercialización forzando a la utilización de nuevas tecnologías como es la iluminación LED, la cual presenta muchas ventajas sobre las fuentes de luz incandescente y fluorescente, como son el tamaño reducido, resistencia a las vibraciones, poca emisión de calor, mayor eficiencia energética y principalmente por el bajo consumo de energía, y el mayor tiempo de vida. Hay que destacar los dos parámetros fundamentales que aseguran la economía: un 90% menos de consumo y 50 veces la duración de una incandescente. COMPARATIVA DIFERENTES TECNOLOGIAS Datos Incandescente Halógeno Fluorescente LED Consumo para 60 W 50 W 12-15 W 6-9 W igual lúmenes 90 W 75 W 18-23 W 9-11 W Lúmenes x vatio 13 a 15 17 a 20 15 a 18 60 a 130 Horas Vida útil 1000 3000 7000 50000 La producción masiva de dispositivos de iluminación LED ha permitido abaratar los costes por economía de escala, disponiendo hoy en el mercado de todo tipo de lámparas LED, de cualquier potencia y con cualquier tipo de zócalo (casquillo), lo que permite la sustitución sin ningún problema y a precios asequibles. La combinación de iluminación LED con la generación de energías renovables fotovoltaicas nos permite disponer de ILUMINACION GRATIS durante las 24 horas del día, significando esto un ahorro importante y un atractivo para la compra o venta de una vivienda. Una vivienda tipo familiar media gasta en iluminación de 60 a 100 euros mes, con el cambio a tecnología LED y fotovoltaica, se ahorraría unos 1000 euros al año-
2º - CONSIDERACIONES SOBRE ILUMINACION. Nuestro KIT ILUMINACION LED utiliza la energía solar renovable fotovoltaica para alimentar toda la iluminación de la vivienda. Para un correcto dimensionamiento y asegurar el perfecto funcionamiento hay que considerar algunos parámetros: 1º -Hábitos de consumo: La generación de energía solar fotovoltaica está disponible solo por el día, mientras que la iluminación es necesaria, en viviendas normalmente por la noche, y en oficinas y talleres normalmente por el dia.. Los gráficos a continuación muestran los hábitos normales de iluminación en Viviendas y Oficinas/Talleres. La Generación y carga de Baterías, en verde, se produce solo cuando hay luz solar. El consumo de luz, en rojo, se inicia por las mañanas, en dormitorios, cocina y baños, baja el resto del día y se incrementa al anochecer. Es decir, se requiere energía básicamente cuando no generamos.
En una Oficina o Taller el consumo esta mas acompasado a la Generación salvo primera hora de la mañana y ultima de la tarde, cuando necesitamos iluminación y no hay generación suficiente. 2º - Diferencias de la generación estacional: En verano, por ser los días más largos, generamos mucha MÁS energía que en invierno, y al mismo tiempo utilizamos MENOS la iluminación. 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Consumo luz Generación
3º - Ubicación geográfica: También la Latitud de la ubicación nos afecta, cuanto más al norte menor es la altura del Sol y por lo tanto menor es la Generación. 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Norte Centro Sur Resumen: Debemos por tanto dimensionar el KIT en función de los hábitos de consumo, estacionalidad y ubicación.
3º - EJEMPLO CONFIGURACION KIT Consideramos una vivienda habitual tipo medio, con tres dormitorios, baño y aseo. Zona Salón Número Lámparas Potencia en W Total Pot. W Lúmenes Aprox. Tipo Casquillo Situación Lámpara Horas encendidas Energía Consumida 6 5 30 3000 GU-10 En techo 4 120 2 10 20 2000 E-27 Lamp. Pie 6 120 Comedor 3 10 30 3000 E-27 En techo 4 120 Dormitorio 1 Dormitorio 2 Dormitorio 3 2 3 6 600 E-14 Mesilla 3 18 1 10 10 1000 E-27 En techo 1 10 2 3 6 600 E-14 Mesilla 3 18 1 10 10 1000 E-27 En techo 1 10 2 3 6 600 E-14 Mesilla 3 18 1 10 10 1000 E-27 En techo 1 10 Baño 2 5 10 1000 GU-10 En techo 3 30 Aseo 2 5 10 1000 GU-10 En techo 3 30 Cocina 2 10 20 2000 Tubo T5 En techo 5 100 Recibidor 2 5 10 1000 E-14 Apliques 4 40 Pasillo 2 5 10 1000 E-27 Techo 4 40 Resumen 30 188 18800 45 684 Para una iluminación normal necesitaremos 30 puntos de luz, para tener un total de 18.800 lúmenes en la casa. Si utilizásemos lámparas de incandescencia necesitaríamos una potencia instalada de 1880 W en bombillas, con un consumo diario de unos 6800 Wh (6,8 Kwh). Utilizando iluminación LED la potencia instalada es de 188 W y el consumo medio diario nos baja a 680 Wh. Lo que significa un ahorro del 90% en la factura de la luz. 10000 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Consumo luz LED Consumo luz INCANDESCENCIA
Para dimensionar el KIT y generar los 680 Wh que necesitamos a través de energía fotovoltaica, debemos partir del mes de Diciembre que es cuando más luz consumimos y menos generamos por ser los días más cortos del año. 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Consumo luz Generación 4º - CONFIGURACION KIT Observando el gráfico vemos que debemos generar 800 Wh por día en Diciembre, lo que conseguimos con dos placas fotovoltaicas de 185 Wp. Vemos también que en verano nos sobra energía que podemos utilizar para otros fines. La batería es un elemento fundamental del KIT. Recordar que normalmente utilizamos la luz de noche cuando no hay generación. La luz tirará de la batería la cual se recargará durante las horas de luz solar. Pero en invierno, cuando más justa es la generación, suele haber días nublados, con el consiguiente decremento en generación. Para esto se dota a la Batería de suficiente capacidad para darnos una autonomía, sin generación, adecuada.
Para usos domésticos la Batería debe ser sellada, sin emisión de gases y sin mantenimiento. Dotamos a este KIT con dos baterías de 12V 200 Ah configurada a 24 V lo que nos da una capacidad de 4800 W/h. Para proteger a la Batería, la profundidad de descarga se limita electrónicamente al 80% con lo que la energía disponible es del orden de 3800 W/h lo cual nos proporciona una autonomía, sin sol, para esta vivienda del ejemplo de más de cuatro días. La batería, su carga y descarga, está controlada y protegida por el controlador e inversor: Aún así, pudiese ocurrir encontrarnos con más días nublados sin generación y quedarnos sin batería ni luz solar para recargarla, con lo que nos quedaríamos sin iluminación, cosa que no debe ocurrir. Para ello dotamos al KIT de una Caja de Conmutación Automática que conecta la iluminación a la Red Eléctrica general, en ausencia de energía renovable. Esta Caja da prioridad a la energía renovable, es decir, tan pronto dispongamos de ella, conmutará automáticamente a energía renovable. Esta Caja incorpora el sistema automático de conmutación, medidor de energía renovable en Kwh, mando de prioridad, señalización de estado y elementos de protección diferencial.
ESQUEMA EN BLOQUES DEL KIT ILUMINACION LED Iluminación LED
5º - ELEGIR TIPO ILUMINACION LED Angulo de iluminación. El ángulo de iluminación se refiere hacia donde y como dirige la luz un foco, un tubo o una bombilla. Salvo aplicaciones especificas, en una vivienda es suficiente con utilizar tubos, bombillas con ángulos de 360º y focos LED con ángulos de 60º a 160º. Los diodos LED emiten luz de forma no direccional. Un foco SMD (ver figura) emite luz en un amplio ángulo. La direccionalidad se consigue con ópticas que concentran la luz en un ángulo especifico deseado, 30º, 45º 60º, 90º, 120º.. Potencia de las lámparas/focos: La potencia a elegir depende del tamaño de las habitaciones, de la luz requerida, y las aplicaciones. Normalmente es en la cocina y el comedor donde se requiere mayor iluminación (más lúmenes). A continuación, como orientación, damos una tabla de de referencia, comparando a mismo nivel de iluminación las potencias requeridas de lámparas de diferentes tecnologías comparadas con luces LED. COMPARATIVA DIFERENTES TECNOLOGIAS Datos Incandescente Halógeno Fluorescente LED 25 W 20 W 5-7 W 2-3 W Potencia para igual lúmenes 60 W 50 W 12-15 W 6-9 W 90-100 W 75 W 18-23 W 9-12 W Lumen x vatio 13 a 15 17 a 20 15 a 18 60 a 130 Horas Vida util 1000 3000 7000 50000
Color de la iluminación Con la tecnología LED se puede iluminar en cualquier color, dependiendo de las aplicaciones. Quizás el uso más común de LEDS de colores es en los semáforos. La temperatura del color se mide en la escala Kelvin: Para uso domestico donde se requiere un ambiente confortable y cálido se deberá elegir lámparas del orden de los 3000K llamado Blanco Cálido. En tiendas comerciales, escaparates se usa más 4000K, Blanco Puro, y en zonas donde se requiere iluminación intensa se usan lámparas 5500K, Blanco Frío.
Elección del zócalo (casquillo) de la lámpara Existen muchos tipos de zócalos para iluminación, algunos en desuso como los tipos bayoneta y otros que son para aplicaciones especiales, normalmente lámparas de alta potencia. En la iluminación domestica los comúnmente utilizados son: Bombillas: los tradicionales de rosca, grande E27 y pequeño E14 Focos: los tipos GU10 y MR16 Tubos: en formato T5 y T8 y en instalaciones antiguas el tradicional bayoneta B22 Antes de comprar los elementos para iluminación LED sería aconsejable revisar que tipos de zócalos tiene en cada punto de luz de su vivienda y comprar el tipo que necesita. Pero si lo necesita existen multitud de conversores para solucionar el problema:
Elección de Voltaje: Hay lámparas con diferentes voltajes de alimentación, 12, 24, y 220 son los más comunes. En su vivienda usted dispone de 220 V CA a 50 Hz. Por lo tanto le recomendamos utilice lámparas de conexión directa a 220 Voltios. Evitara así el uso de transformadores, drivers y reductores que pueden producir zumbidos, averías y en cualquier caso pérdida de eficiencia. Otra cosa es la iluminación exterior en jardines, parterres, etc. En este caso es preferible trabajar a 12 o 24 voltios por seguridad. Esto se conseguirá con un pequeño transformador 220/24 V o 220/12 V. La potencia en W del transformador dependerá del número de puntos de luz exterior. 6º - ELEGIR KIT ADECUADO Se han efectuado los análisis promedio de potencia instalada, lúmenes necesarios y energía promedio consumida dependiendo todo ello del número de puntos de luz instalados. Se considera también la ubicación de la vivienda, Norte, Centro o Sur peninsular. Entrando en el cuadro siguiente con el número de puntos de luz se obtiene el tipo de KIT adecuado. Número de puntos luz TIPO VIVIENDA Consumo diario medio en Wh KIT ADECUADO Ubicación Norte Centro Sur Autonomía en días (Bat.24V-200Ah) 5 133 KIT-LED1 KIT-LED1 KIT-LED1 28,5 10 267 KIT-LED1 KIT-LED1 KIT-LED1 14,3 15 400 KIT-LED2 KIT-LED1 KIT-LED1 9,5 20 533 KIT-LED2 KIT-LED2 KIT-LED1 7,1 25 667 KIT-LED3 KIT-LED2 KIT-LED2 5,7 30 800 KIT-LED3 KIT-LED2 KIT-LED2 4,8 35 933 KIT-LED4 KIT-LED3 KIT-LED2 4,1 40 1067 KIT-LED4 KIT-LED3 KIT-LED2 3,6 45 1200 KIT-LED4 KIT-LED3 KIT-LED3 3,2 50 1333 KIT-LED4 KIT-LED4 KIT-LED3 2,9
Iluminación Generación Iluminación LED 7º - KITS PRECONFIGURADOS - RELACION DE MATERIALES INCLUIDOS POR KITS MATERIALES INCLUIDOS KIT-LED1 KIT-LED2 KIT-LED3 KIT-LED4 IMAGEN Paneles Fotovoltaicos 24/185W 1 2 3 4 Regulador 2430 1 1 1 1 Inversor senoidal 24/220 V 1 1 1 1 Baterías 12V/200Ah 2 2 2 2 Caja conmutación automática 1 1 1 1 Medidor energía Kw/h 1 1 1 1 Manual de Instalación y Manejo 1 1 1 1 Lámpara LED 360º - E27-10 W 1 3 5 6 Lámpara LED 360º - E27-7 W 1 3 5 6 Lámpara LED 360º - E14-5 W 2 4 6 8 Lámpara LED 360º - E14-3 W 2 5 8 10 Tubo LED 360º - T5-10 W 1 2 4 6 Foco direccional 60º - GU10-5 W 1 4 6 7 Foco SMD 160º - GU10-5 W 2 4 6 7 Conversor zócalo E14 a E27 1 2 4 6 Conversor zócalo E27 a E14 1 2 4 6
Comunes Especificas Iluminación LED CARACTERISTICAS PRINCIPALES POR KIT CARACTERISTICAS KIT KIT-LED1 KIT-LED2 KIT-LED3 KIT-LED4 Número de paneles 1 2 3 4 Superficie útil paneles en m2 1,28 2,56 3,84 5,12 Potencia nominal Generación en W 185 370 555 740 Generación media mensual kwh 123 246 369 492 Generación total anual kwh 1476 2952 4.429 5905 Ahorro emisión CO2 Tm/año 1,6 3,2 4,7 6,2 Ahorro emisión SOx Kg/año 4,3 8,7 13,1 17,5 Utilización Iluminación LED Sistema Generación Fotovoltaico Tecnología fotovoltaica Silicio Monocristalino Potencia paneles 185 W Inclinación módulos 33º Orientación módulos Sur Tensión trabajo continua 24 V Tensión Salida 220 V AC Frecuencia sistema 50 Hz Regulación carga/descarga Automática Potencia Inversor Senoidal 500 W Batería Sellada sin mantenimiento Autonomía Batería sin generación > 4 días Protecciones Manuales y Automáticas Conmutación automática a Red Incluida Medidor Energía Generada Incorporado Pérdidas estimadas del sistema 26,60% 8º - PRECIOS KITS PRECONFIGURADOS: TIPO KIT Número placas Puntos luz PVP IVA PORTES TOTAL KIT-LED1 1 10 1450 305 0 1.755 KIT-LED2 2 25 1810 380 0 2.190 KIT-LED3 3 40 2160 454 0 2.614 KIT-LED4 4 50 2480 521 0 3.001 KIT-LED X Según necesidades del usuario El precio TOTAL incluye IVA y portes península. Islas Baleares y Canarias, consultar portes. Materiales de instalación NO incluidos (cables, sujeción paneles )
9º - PERIODO AMORTIZACION KIT RENOVABLE COMPARATIVA COSTES/AHORRO/AMORTIZACION CON DIFERENTES TECNOLOGIAS Coste medio estimado Kwh (depende zona y tipo tarifa) + IVA + Impuestos especiales 0,23 Número de puntos luz en vivienda 40 Horas media encendido diarias 6 Coste KIT Renovable + Lámparas LED 1700 Tipo Iluminación Incandescente Halógeno Bajo Consumo LED Potencia en W para 500 lúmenes 60 50 15 6 Horas Vida útil 1000 2500 7000 50000 Coste medio lámpara/unidad 1 3 4 10 Duración lámparas en días 167 417 1167 8333 Duración lámparas en años 0,5 1,1 3,2 22,8 Cálculo reposiciones a 1 año 87,6 35,0 12,5 1,8 Coste estimado reposiciones en Euros 87,6 105,1 50,1 0,0 Consumo en Kwh por año 5256 4380 1314 525,6 Coste consumo a 1 año en Euros 1208,9 1007,4 302,2 120,9 Coste consumo + reposiciones por año en Euros 1296,5 1112,5 352,3 120,9 Periodo Amortización KIT en años 1,3 1,5 4,8
10º - KIT A MEDIDA DEL USUARIO Los KITS pre configurados cubren las necesidades de un amplio abanico de viviendas, desde 10 a 50 puntos de luz, no obstante hay casos específicos y singulares cuyas necesidades pueden no estar cubiertas, como pueden ser un taller, bar, cuadra, nave industrial, etc. El usuario puede elegir la iluminación más adecuada dentro de un amplio catalogo de luces LED: ELEMENTOS DE SUSTITUCION ILUMINACION INTERIOR ILUMINACION EXTERIOR ILUMINACION ESPECIAL y una vez definida la iluminación, TUKIT analizando potencia y consumo de energía, configurará el KIT necesario en función de consumo y ubicación.