6. Sistemas de ahorro de energía en iluminación · Nociones básicas y unidades: magnitudes y...

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Recintos

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Eficiencia Eª

Alumbrado de emergencia

Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

E.T.S. de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagena

Curso de formación en “Mercados Eléctricos”

Elche, febrero de 2013

6. Sistemas de ahorro de energía en iluminación

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Control de reactiva

Para empezar, unos ejemplos de ¿Ahorro Energético?... Más bien, NO.

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Control de reactiva

Otro ejemplo: uso innecesario de energía

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Control de reactiva

USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: Contexto energético (I)

¿Qué pasó en el siglo XX (y comienzo del XXI)?Crecimiento del consumo (3-5% anual)

Fuerte incremento de las puntas de demanda (> 5%)Un 40% entre 1994 y 2006.

Recursos primarios limitados (¿50 años?)El 80% de las emisiones de CO2 son debidas al consumo de energía¿Energías renovables? A veces es una trampa

Informe de la Universidad de Texas-Austin: disminución de la velocidad del viento en el hemisferio norte prevista entre un 4-12% a finales de siglo(*).Informe del LSCE (Lab. Sciences du Climat et l’ Environement, Francia): cifran disminuciones viento entre el 5-15% de 1979 a 2008(*).Disminución de la producción de energía f(velocidad3)

(*) Fuente: IEEE Spectrum, Feb 2011

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USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: Contexto energético (II)

¿Qué pasó en el siglo XX (y comienzo del XXI)?España: sólo un 22% de nuestros recursos energéticos son propios (frente al 50% de la UE-27).

España es tremendamente dependiente del exteriorSuministro de gas, petróleo (Argelia, Libia, Rusia,…)No existe política clara con respecto a las centrales nucleares:son vitales en el momento actual.

Crecimiento económico en Europa:1 de cada 12 habitantes del mundo es de la UE1 de cada 5kWh consumido es de la UE

Conclusión: aprovechemos todos los recursos disponibles (renovables y convencionales) sin demagogia.

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Recorrido de la energía y consumo energético en la UE (© fuente JRC, UE, 2009)

Instituto de Energía, JRC, Italia

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USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: Intensidad de uso energético (I)

Unión Europea: disminuye desde 1990España: se incrementa ligeramente. España es criticada por la IEA (Ag. Internacional de la Energía). Fuente: informes IDAE.

Intensidad energética (ktep/€)

0

0,050,1

0,150,2

0,250,3

1985 1990 1995 2000

EspañaU.E.

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Control de reactiva

USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: Intensidad de uso energético (II)

España: hay datos muy preocupantes en algunos sectores (fuente informes IDAE)

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Control de reactiva

USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: electricidad (I)

Es una forma valiosa de energía: ofrece ventajas que otras formas de energía sólo ofrecen en un tipo de uso final (gas en generación de calor)EEUU (2010): reducciones 22-44% de la energía (MTP) → 145 plantas de 500MW

MTP: Máximo Potencial TecnológicoTecnología más eficiente operativaFalta demanda del usuario por estas tecnologíasCanales de comercialización adecuadosFallos de las primeras series comercialesIncentivos económicos (California: 5.000M$)

Ejemplo: alumbrado en centros docentesIluminación: 20% de reducción↓ 92000 toneladas CO2/añoEn general: segundo-tercer “uso final” en importancia

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Hablando del … máximo potencial tecnológico

Hay mucho que hacer todavía: por ejemplo en el sector residencial y en iluminación.

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USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: electricidad (II)

Hay dos caminos para conseguir la eficiencia:Upgrading: cambiar a nuevas tecnologías más eficientes (ej. LED, Inducción, CFL,…)Electrificación: sustituir otras energías primarias por electricidad (ej. gasoil en transporte)

Beneficios de la eficiencia:Incrementa productividad y calidad (empleo)Posibilidad nuevos productos (competitividad)Fomenta la I+D+i de un país

Se estima que la energía podría reducirse hasta un 82% en algunos casos (fuente NSW, Australia, 2012)

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USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: Cuando se compra un nuevo aparato….

Hay que tener en cuenta el coste real de una medida de eficiencia energética:

a) Coste inicial (precio de compra)

+b) Coste de energía anual (usualmente > precio) durante la vida útil del aparato

+c) Costes de mantenimiento/sustitución

↓Buscar el etiquetado energético…se va a extender en todos los aspectos cotidianos

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Ejemplo de valoración del uso eficiente de la energía

Cambio bombilla incandescente

El coste inicial es menos del 10% del total a lo largo de la vida útil, pero 8 veces el inicial … hay que cambiar nuestra mentalidad de consumidor a “corto plazo”.

Comparación de una bombilla incandescente de 60W frente a una fluorescente compacta de clase A

60-W Incandescente

15-W CFL (clase A)

Coste inicial (a) 0,50€ 4,00€

Servicio/Uso (flujo luminoso) 800 lm 800 lm

Vida útil (horas) 1000 10000

Mantenimiento (b) 9 lámparas ó 4,50€ –

Coste de la energía (c) 10000 h × 60W × 0,10€/kWh = 60€

10000 h × 15W × 0,10€/kWh = $15€

Coste total a 10000h (a + b + c) 65€ 19€

Ahorros – 46€

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USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: Ejemplos de etiquetado energético

Ecolabel: Europa

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Uso Eficiente de la Energía: no sólo bastan las “fuerzas naturales” ...

Necesidad de incentivar la eficiencia (subsidios)Se ha hecho durante muchos años con renovables, cogeneración¿Quizás al estilo de las compañías energéticas de EEUU? ¿O del Estado de California?Ej: Minnesota Energy-Efficiency Programs, Austin Energy,…

175/125$/kWVieja/nueva instalaciónControl iluminac.

300$/kWCambio incandescente, fluorLED

300$/kWHID, reducción de kWCambio HID Fluor./Inducción

20$/ventanaFactor U < 0,35Certificado NFRC

Cambio ventanas

50-100$Protocolo Energy StarLavadoras

10$10$

Balasto electrónicoDetector de presencia

Alumbrado comercial

75 a 150$SEER > 14Unidades AC

IncentivoCualificado si…Política

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Nueva vida para la Eficiencia Energética

Legislativas: nuevas directivas UE2006/32/EC “energy end-use efficiency and energy services and repealing council directive 93/76/eec” .2005/89/EC “measures to safeguard security of electricity supply and infrastructure investment”.2005/32/EC “framework for the setting of design requirements for energy using products”

Movimientos del mercado eléctricoMercados de capacidad (2010, EEUU): adquisición de recursos de generación, transporte,…Un 12% de estos recursos han sido debidos a Respuestade la Demanda y Eficiencia Energética.Pueden suponer un beneficio de unos 30.000 millones de Euros de 2010 a 2030 en la UE.Ahorros potenciales de 100TWh/año y 100 millones menosde toneladas de CO2

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¿Es importante la iluminación en las políticas de eficiencia?

Si, sin duda y muchoLa iluminación supone alrededor de un 10% de la energíaeléctrica final que se consume en la UE-27 (2007).Según los datos de la UE (UE-27)

Residencial: 84TWh/año (800TWh/año en total)Oficinas: 164,5 TWh/año (760TWh/año en el sector terciario)Iluminación de calles 36TWh/año.

¡Incluso más en algunos sectores!Alumbrado público: hasta un 70% del consumo de ayuntamientosCentros públicos: Universidades, Institutos, Hospitales: de un 20 a 25%

En las Industrias también es importante: al menos un 10% del consumo total de electricidad.

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Eficiencia energética en alumbrado: Nociones básicas y unidades

Nociones básicas y unidades

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Control de reactiva


Espectro electromagnético y visibleEspectro electromagnético

Espectro visible

760 a 106Infrarrojo108 a 109TV

380-760Visible100-380Ultravioleta

10-1 a 102Rayos X10-5 a 10-3Rayos cósmicos

Longitud de onda (nm)Tipo de radiación

627-760Rojo566-589Amarillo495-566Verde436-495Azul380-436Violeta

Longitud de onda (nm)Tipo de radiación

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Sensibilidad espectral del ojo humanoNo es constante en todo el espectro visibleCondiciones de luminosidad habituales (dcha)Condiciones de oscuridad (izda)

La respuesta es máxima en la zona verde-amarillo (555nm). →se precisará menos energía a estas longitudes de onda.

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Control de reactiva


Fuentes comunes de luz visible (source: NSW, Australia)

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Nociones básicas y unidades: magnitudes y unidades en radiación

Intensidad radiante Flujo en un ángulo sólido (W/sr)

IrradianciaFlujo radiante recibido en la unidad de S (W/m2)

RadianciaIntensidad radiante de un emisor vs la superficie del emisor en esa dirección (W/sr m2)

IF

rr

EFSrr

LI

Srr

cos

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Control de reactiva

Nociones básicas y unidades: magnitudes y unidades en iluminación

Flujo luminoso Flujo emitido en el espectro visible y ponderado por la curva de sensibilidad del ojo (unidades: lumen lm; flujo luminoso producido por el flujo radiante de 1/683W a λ=555nm)

Eficacia luminosaRelación entre el flujo luminoso y la P absorbida (lm/W)

Intensidad luminosaEl flujo luminoso emitido en un determinado ángulo sólido y dirección (candela cd = lm/sr)

F F V dr 683 ( )

FP

EF

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Control de reactiva

Nociones básicas y unidades: magnitudes y unidades en iluminación

Iluminancia Flujo luminoso recibido por unidad de superficie (unidades: lux lm/m2)

LuminanciaLa intensidad luminosa de una fuente de luz en una dirección (ángulo α) y la superificie de la fuente proyectada en esa dirección (Unidad cd/sr = lm/sr m2)

Vida media50% de fallos en un lote de lámparas

Vida útilEn la práctica se toma hasta que el flujo se reduce al 80% del inicial

IF

rr

LI

Srr

cos

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Control de reactiva


Temperatura de colorCaracteriza la tonalidad de la luz (cuando un cuerpo se calienta emite radiación en función de su Tª)Apariencia cálida: < 3.300 KApariencia intermedia: 3300 a 5000 KApariencia fría (luz día): > 5000 KApariencias de color diferentes producen perturbaciones visuales en el ojo.A medida que aumenta el nivel de iluminación debe hacerlo la temperatura de color

Índice de rendimiento de color (IRC), reproducción cromática (Ra)

Capacidad de reproducción de los colores Excelente o muy buena: IRC > 85Buena reproducción: 70< IRC < 85Reproducción aceptable; 60< IRC < 70Deficiente: < 20

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Control de reactiva

Procedimiento para realizar un proyecto energéticamente eficiente (I)

Definición del espacioParámetros de iluminación recomendadosClase de deslumbramientoCálculo del número de luminarias y distribuciónAprovechar Iluminación naturalRedefinir zonas de proyecto (baja utilización)

Figure source: EPA, EEUU

Selección del tipo de lámpara y equipoRendimiento de colorCaracterísticas constructivas del espacioSistemas de regulación y control

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Control de reactiva

Procedimiento para realizar un proyecto energéticamente eficiente (II)

Simulación: iluminancia mediaEvaluar y planificar el mantenimiento del sistemaEstimación del índice de eficiencia energéticaEstablecer un desarrollo piloto (recomendado)

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Control de reactiva

Tipos de Lámparas

TecnologíasFuentes de luz: tipos de lámparas

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Control de reactiva

Tipos de lámparas y luminarias

Tipos fundamentales de lámparasIncandescentes

ConvencionalesHalógenas

Baja tensión

Lámparas de descargaVapor de mercurio de baja presión

Fluorescentes convencionales, trifósforo, compactasVapor de mercurio de alta presión

Color corregido, halogenuros metálicos, luz de mezclaVapor de sodio en baja presiónVapor de sodio en alta presiónEspeciales

Neón, XenónOtros tipos “interesantes” y eficientes

De InducciónDiodos electroluminiscentes (LEDs), (OLEDs)

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Control de reactiva


Lámparas incandescentes convencionales (GLS)Primera lámpara (1879, T.A. Edison)Ventajas

Precio, sencillez, reencendido, rendimiento de colorInconvenientes

Eficacia luminosa, duración, tecnología obsoleta desde 1950.

Características:Temperatura de color: 2700 K (cálida)Índice de rendimiento de color: 100Duración: 1000h

18.8188001000

13,81380100

1273060

10,7543040

1025025

Eficacia luminosa (lm/W)

Flujo luminoso (lm)Potencia (W)

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Control de reactiva


Lámparas incandescentes halógenasComercializadas en 1980Ventajas

Superiores prestaciones en eficacia, dimensiones,

InconvenientesPotencia excesiva, su duración, pérdidas en generación de calor,…

Características:Temperatura de color: 3000-3200 K (cálida)Índice de rendimiento de color (Ra): 100Duración: 2000h

222200010001632002001616501001695050 (12-24V)1535020 (12-24V)



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Control de reactiva

Tecnologías desfasadas en iluminación

En 2009 la UE aprobó una regulación para mejorar la eficiencia de energía en los hogares (lámparas no direccionales).

Regulación EC No 244/2009 (18/03/2009)Básicamente consiste en la retirada progresiva de lámparas halógenas e incandescentes.

Fuente: JCR, UE,2009

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Control de reactiva

Regulación CE 244/2009 (I)

Aplicación de la RegulaciónLas lámparas en stock en la UE podrán ser vendidas (almacenes, tiendas) con posterioridad a la fecha de caducidad de cada tecnología (2009, 2010,….) … SIN LÍMITE.

¿Por qué esta regulación en la UE?La UE cree que se pueden obtener ahorros en el sector residencial importantes:

globales 40TWh (la energía que necesitan al año 11 millones de hogares)Individuales: 50€ por hogarEmisiones: 15 millones de toneladas/añoInyección a la economía de la EU: 5-10.000 M€

Las lámparas poco eficientes (incandescentes-halógenas) serán retiradas de 2009 a 2012.

Curioso: ¿sólo en hogares? ¿por qué no en otros sectores?

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Control de reactiva

Regulación CE 244/2009 (II)

Interpretación de la regulación: lámparas claras (clear) y no claras (non-clear)

Las no transparentes en general deben tener un nivel de eficiencia A desde septiembre de 2009 → ADIÓS INCANDESCENTES

Las transparentes >100W desde septiembre de 2009 deben tener un

nivel de eficiencia C mínimo → sólo halógenas mejoradas

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Control de reactiva

Regulación CE 244/2009 (III)

La regulación sólo cubre las lámparas llamadas “no direccionales” (hay propuestas en estudio para las “direccionales”)

No direccional

Direccional (cono < 120º)

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Control de reactiva

Regulación CE 244/2009 (IV)

Halógenas mejoradas (Eficiencia Energética clase C)

Baja tensión (12V): necesitan transformador. Las hay ya integradas (vida: hasta 2016). Clase B.

Tamaño grandeSustituyen a lámparas < 60W

Halógenas con gas Xenon: un 10% de consumo respecto a las convencionales. Por ejemplo integradas en casquillos E-27 y E-14

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Control de reactiva

Regulación CE 244/2009 (V)

¿Por qué no se remplazan a la vez las lámparas transparentes y las opacas?

Las tecnologías eficientes no pueden dar aún el mismo tipo de luz (reproducción cromática) que las incandescentes y halógenas.Hay razones estéticas o de salud para que el consumidor no reaccionase bien a ese cambio.

¿Por qué hay diferentes plazos?Las halógenas con eficiencia B (transformador integrado) aún no están desarrolladas en todas las potencias a nivel comercial (duración hasta 2016).Quizás hay algún riesgo de suministro en lámparas con alta eficiencia.Permitir el desarrollo y comercialización de nuevas tecnologías eficientes

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Control de reactiva

Regulación CE 244/2009 (VI)

La regulación era necesaria: el simple etiquetado energético no es suficiente. Un mal ejemplo: España. Veamos unos datos del instituto JRC de la UE

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Control de reactiva


Lámparas de mercurio de baja presión (fluorescentes)Tipos de tubos

T5: pequeño diámetro (15mm)T8: diámetro mediano (26 mm, los más extendidos)T12: instalaciones antiguas

Influencia de la temperaturaOperan bien entre 10 y 30˚C. No sirven para exteriores

Temperatura de colorBlanco cálido: 2700-3000KBlanco: 4000-5000KLuz día: 5300-6500 K

Rendimiento de color/reproducción cromáticaEs contrario a la eficacia luminosaNormal: 50-60Lujo: 87-92Especial: 93-95Trifósforo: 85-95

DuraciónVida media 10.000 (el número de encendidos le afecta)

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Eficiencia Eª


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Control de reactiva


Lámparas de mercurio de baja presión (fluorescentes)Características:

T8 convencionales (IRC 55-70)

T8 trifósforo y (T5) (IRC 85)

70480058

68300036

47115018

Eficacia luminosa (lm/W) incl. X


795400 (2600)58 (28)

793450 (1900)36 (21)

591450 (1200)18 (14)



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Control de reactiva


Lámparas de mercurio (fluorescentes)Con reactancia electrónica (25kHz)

Corrección del factor de potenciaAusencia de elementos auxiliaresIncrementa el flujo luminoso en > 10%Reducen pérdidas de la reactancia magnética

VentajasLarga duraciónPoca generación de calorEncendido/reencendido rápidoEficacia luminosa (105 lm/W)

InconvenientesNo sirven para exterioresReactancia magnética

Compensación por lámpara (condensador)Producen efecto estroboscópico

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Control de reactiva

Tópicos erróneos de los expertos de eficiencia energética (I)

Ejemplo: ARGEM. Intensidad transitoria de conexión de una lámpara fluorescente.

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Tópicos erróneos de los expertos de eficiencia energética (II)

Y también en la comunidad de Madrid: con el mismo texto y errores.

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Control de reactiva


Lámparas de mercurio: fluorescentes compactasSustitución directa de incandescentes/halógenas

Casquillos de casi cualquier tipoTemperatura de color

Blanco cálido: 2700-3000KBlanco: 4000-5000K

Rendimiento de color/reproducción cromáticaSimilar a los tubos fluorescentes (máx. 85-90)

DuraciónVida media 6000-10000h (el número de encendidos le afecta)

Rango de potenciasDe 5W hasta 30-60W (sustituyen *5 a incandescentes)

VentajasSustitución directa de incandescentesPrecio en baja constante: 1988 (4000 ptas) a 2010 (2-5 €)

Cuidado con las “bombillas todo a cien”Son rentables incluso en el sector doméstico

InconvenientesArmónicos (series baja calidad), color (idem)

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Control de reactiva


Lámparas de Hg: fluorescentes compactasCaracterísticas:

6095015

60400060 (MEGAMAN)

5560011

574007

Eficacia luminosa (lm/W) incl. Xel


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Control de reactiva

Y cada vez de mayor potencia (85, 105, 150 W)6600 lm10000hBalasto externo a vecesEIKO (Canadá)Litetronics (EEUU)

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Directiva EU 245/2009: tubos fluorescentes

Reglamento CE 245/2009. Cronograma (fuente: DielectroIndustrial)

Sustitución de fluorescentes estándarYa está casi de lleno en vigor

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Control de reactiva


Lámparas de mercurio a alta presión (I)Tipos

Vapor de mercurioHalogenuros metálicosLuz de mezcla

Vapor de mercurio convencionalNecesitan electrodo auxiliar y balastoEncendido: necesitan algunos minutos para llegar al régimen de fto nominalReencendido: la alta presión no lo permite antes de 3-5 minTemperatura de color

Intermedia: 3500-4000KRendimiento de color/reproducción cromática

Inferior a un fluorescente (40-60)Duración

Vida media máxima 24.000h, probable 10.000h (con varios encendidos/día)

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Lámparas de mercurio a alta presión (II)Ventajas

Equipo auxiliar sencilloUtilización en altura

InconvenientesLa menor eficacia en alta presión

Lámparas de luz de mezclaEl balasto no es una reactancia sino una resistencia alrededor del tubo de descargaRendimiento de color 60¡Sustituyen directamente a una incandescente! (objetivo)Limitaciones

Bajo rendimiento de colorEncendido no instantáneoBaja eficacia (20-30 lm/W)

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Control de reactiva


Mercurio a alta presión (II): halogenuros metálicosEl tubo de descarga tiene aditivos (yoduros)Potencia la eficacia luminosa o Ra

Halogenuros metálicosNecesitan de arrancadores:1-5kV + balastoEncendido: necesitan 3-5 minutos (puede que más)Reencendido: enfriamiento del gas (3-5 min)

Duración: vida útil 2000-6000h Ventajas

Eficacia luminosa elevada y reproducción cromáticaAdaptación a distintos ambientes cromáticos

InconvenientesPrecio (cada vez menos), la apariencia de color va cambiando conel desgaste de la lámpara

855800-6000Disprosio, talio

80-853000-4800Sodio, escandio

654400Sodio, indio, talio

RaTª de colorCompuesto

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Control de reactiva


Lámparas de Hg en alta presiónConvencionales (hasta 2000W)

Halogenuros metálicos (hasta 2000W)

5214000250

5724000400

43400080

32200050



691900025077810001000

751125015071500070



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Control de reactiva


Lámparas de vapor de sodio en baja presión (I)Son similares a las del mercurio en baja presión (+ Tª)Dan una radiación monocromática en el espectro amarillo (muy cerca de la máxima sensibilidad del ojo)Necesitan balasto electrónico o autotransformador (600V)

Es preferible el electrónico por pérdidas y volumenEncendido: necesitan casi 15 minutos para llegar a régimen Reencendido: no antes de 3-5 minTemperatura de color

¿Cálida? Es difícil de decir al ser monocromáticaRendimiento de color/reproducción cromática

No existe (todo es amarillo-anaranjado)Cambia el color a lo largo de la vida

DuraciónVida media máxima 12.000h, probable 8.000 h (con tres encendidos/día)

Como en otras lámparas de descarga la posición puede influir en su funcionamiento.

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Control de reactiva


Lámparas de vapor de sodio en baja presión (II)Ventajas

Equipo auxiliar sencillo y económicoEficacia luminosa: ideal para exteriores (hasta 170 lm/W)

InconvenientesTamaño de la lámpara. Nula reproducción de colores

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Definiciones

Control de reactiva


Lámparas de vapor de sodio en alta presión (I)Trabajan a temperaturas muy elevadas (1000 C)Gas de llenado: Xenon, vapor de mercurio, sodio.Necesitan arrancador electrónico (2-5kV) y balasto de estabilización de la descarga.Encendido: necesitan casi 4-10 minutos para llegar a régimen Reencendido: un poco más rápido (3 min).

Existen rearrancadores (40-60kV)Temperatura de color

Cálida: 2000-2500 KRendimiento de color/reproducción cromática

Desde 20 (convencionales) a 60-85 (especiales)Duración

Vida útil de unas 12.000hEn nuevas series por encima de 16000h

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Lámparas de vapor de sodio en alta presión (II)Ventajas

Lámpara sencilla y económica (pero más cara que Hg)Eficacia luminosa: la mejor después de las Na en baja (100 lm/W)Aceptable reproducción cromática

InconvenientesApariencia cálida con gran luminosidad (rechazo)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Lámparas de Na en alta presiónConvencionales IRC=25 (hasta 1000W)

Especiales IRC de 60 a 80 (5000h de vida útil)

9616000150

10948000400

68600070

42210035



444800100

3723005033130035



ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Regulación EU 245/2009: Lámparas HID (descarga en alta presión) (I)

Lámparas de descargaExiste una “nueva” EU245/2009 que ya está imponiendo cambios para las lámparas HID (descarga)Objetivos:

Reducción de niveles de mercurio (polución ambiental)Mejorar la eficienciaMejorar la vida útil de las lámparas

Excluidas las no eficientesPermitidasHalogenurosmetálicos

Excluidas las no eficientesPermitidasSodioAP

ExcluidasPermitidasMercurio AP

2017201520122010

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Regulación EU 245/2009: Lámparas HID (descarga en alta presión) (II)

Algunos ejemplos de “desfase tecnológico”Para una mejor “traducción” (figure source: GE Lighting)

http://www.gelighting.com/LightingWeb/emea/images/ErP_Legislation_for_HID_Lamps_Brochure_EN_tcm181-12709.pdf

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Lámparas de inducción (induction, electrodeless)Se conoce el fenómeno desde finales del s.XIXNo tienen filamentos, ni electrodos. Se parece a una lámpara de mercurio.Bobina que es alimentada por un generador de 2-3MHz que produce un campo en el interiorAlta eficacia luminosa >65lm/WDuración: > 60.000 h (al 70% de flujo)

Potencias: 55, 85 y 165W (y ¿alguna pequeña 20-25W?)IRC > 80

InconvenientesPrecios (6 a 10 veces superior a sus competidoras) Tamaño de la lámpara

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Nuevos desarrollos… afortunadamente40 a 300W con una vida de 100.000h (>90$)Eficiencia luminosa de 70 a 90 lm/WOperan a 250kHz

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Funcionamiento (source: EdisonTechCentre)External vs. internal

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Lámparas LED (SSL: Solid State Lighting)Han avanzado extraordinariamente en pocos años

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Lámparas con diodos electroluminiscentesNo producen calor (< carga térmica a climatización)Siguen muy bien la curva de sensibilidad del ojo humanoDesde tonos muy fríos (5000-7000K) a cálidos (3000K)Se acepta una vida de 50.000 h (70% nivel inicial de flujo)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Últimos desarrollos en LED (2012-13 )Curiosamente comienza por fabricantes chinos (YOFON): desarrollos en fluoresecentes LED e iluminación exterior.Tenemos ejemplos de iluminación exterior en ciudades: no muy explicables cuando el Na en baja presión tiene el doble de rendimiento luminoso (75lm/W frente a 150lm/W)(*) Pueden remplazar a fluorescentes de hasta 40-60W y constan de entre 120 y 200 LED.Se esperaban rendimientos de 150lm/W a finales de 2012, pero parece muy complicado: alcanzar un equilibrio entre eficiencia yreproducción.

8083600-70010W

8686120014W (*)

80-85

>80

Ra

947508W (*)

10014000175


incl. X

Flujo luminoso (lm)

Potencia (W)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


¡Cuidado con las nuevas tecnologías!No siempre las características de los nuevos desarrollos de las lámparas son las que indica el fabricante ►

Malas experiencias para el consumidorRetraso en la implantación de la tecnología

Hay que prestar especial atención a:Nivel de iluminación (lm) del equipo (incluida luminaria)Potencia consumidaTemperatura de color: puede no ser la que indica el fabricante porque:

Las intensidades y temperaturas pueden afectar la temperatura de color de un LED. Superficies reflectantes o recubrimientos traslúcidos pueden cambiar la temperatura de color. Una matriz (array) de LED puede contenet múltiples elementos con diferentes características,

Reproducción de color: análogas razones al caso anteriorVida útil (garantías)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

¡Cuidado con las nuevas tecnologías! (II)Las características de color y eficiencia de las lámparas pueden variar para el mismo fabricante: asegurarse que pertenecen las lámparas al mismo lote.Generación de calor: es crítica para asegurar la vida útil de los LED (source: Energy Star)

Deslumbramiento: es un problema debido al pequeño tamaño de la fuente en relación a la luminosidad que producen (pilotos en caso de sustitución de lámparas/luminarias)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

¡Cuidado con las nuevas tecnologías! (III)La eficacia luminosa media es de 40lm/WCalidad del color: un buen número de ellas tienen apariencias frías o muy frías (>3000ºK ó 6000ºK!)

Figure source: Caliper, DoE, report 2011

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

¡Cuidado con las nuevas tecnologías! (IV)Algunas lámparas de pequeña potencia tienen factores de potencia extrañamente bajos (el protocolo Energy Star no establece requisitos para P < 5W)


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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

¡Cuidado con las nuevas tecnologías! (V)Es interesante ver los resultados del proyecto Caliper (2011) del DoE (Dpt. De Energía, EEUU)Analizan características de las lámparas SSL que se van introduciendo en su mercado.Ejemplo de lámparas LED de sustitución de incandescentes/halógenas: Eficacia de las lámparas vs. Flujo


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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

¡Cuidado con las nuevas tecnologías! (VI)Vida útil, si pero … ¿a qué precio en algunas?Protocolos Energy Star

Figure source: http://www.energystar.gov/

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Fluorescentes LED por convencionales T8

EERE (Dpto. de Energía EEUU): cuidado con las características a la hora de sustituir tubosSe recomienda para los LED T8, al menos :

2700lm35000 horas de vidaRendimiento cromático 80Garantía: 3 años (mínimo)

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Una iniciativa interesante: Lighting Facts (EEUU)Dar información básica y autoexplicativa de las SSL

Figure source: http://www.lightingfacts.com

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Equipos auxiliares en iluminación

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Tecnologías: equipos auxiliares

EQUIPOS AUXILIARES: balastosEstabilizan la descarga de la lámpara

Estimación de pérdidas

5-710-1215-20Halógenas (BT)

6-88-1214-20Descarga

8-1114-1620-25Fluorescencia

ElectrónicoMagnético de bajas pérdidas

Magnético estándar

Rango de pérdidas (%)Tipo de lámpara

Halógenas, T5, T8, CFL, halogenuros, Inducción,Na

Electrónico

Halógenas, T8, CFL, Hg, halogenuros, Na bajaElectromagnético

LámparaTipo de balasto

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Tecnología: equipos auxiliares

Tipos de balastos electrónicos Con precaldeo: primero se calientan los electrodos y luego se aplica un impulso de tensión. (Se utilizan si existen muchos encendidos y apagados)Sin precaldeo: se aplica directamente un impulso de mayor tensión. (Unos tres encendidos/día)Con regulación de la tensión

VentajasReducción del consumo de energía (y por lo tanto de la carga térmica)Incremento de la eficacia y vida útil de la lámparaDesconexión automática de lámparas defectuosasNo existe parpadeo (ni efecto estroboscópico)Protección contra picos de tensiónCorrección del factor de potencia

Inconveniente: precio (40 a 100€ en fluores.)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Otros elementosArrancadores: proporcionan la tensión requerida para el cebado de la lámpara, puede ser eléctrico o electrónico

Cebador (fluoresecentes con balasto magnético)Pérdidas: suponen entre un 0,8 y 1,5% de la potencia.

CondensadoresCorrección del factor de potenciaReducción de pérdidas en las líneas

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Balastos para fluorescentes

Balastos y arrancadores: lámparas de alta presión

Balastos para halogenuros

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Tecnologías: tipos de luminarias

LuminariaCIE: son aparatos que distribuyen, filtran o transforman la luz emitida por una o varias lámparas, incluyendo los elementos de fijación, protección y conexión.

Clasificación según características ópticas

0 a 10Indirecta

10 a 40Semi-indirecta

40 a 60Directa-indirecta

40 a 60General-difusa

60 a 90Semi-directa

90 a 100Directa

% Flujo saliente inferior

Tipo de luminaria

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Según la geometría de distribución del flujoCon un plano de simetríaCon dos planos de simetríaCon un eje de revolución

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Según el ángulo de apertura del hazÁngulo bajo el que se emite el 50% del flujo saliente de la luminaria

Intensiva: 0 a 30°Semi-intensiva: 30 a 40°Dispersora: 40 a 50Semi-extensiva: 50 a 60Extensiva: 60 a 70

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Según características mecánicasSegún el grado de protección frente a agentes sólidos, líquidos y daños mecánicos

Según características mecánicasAsegurar protección de personas contra los contactos eléctricos

Rendimiento de la luminariaRazón entre el flujo saliente de la luminaria y el flujo de la lámpara

Condiciones térmicas y de ventilaciónLuminarias cerradas: el calentamiento afecta a la lámpara (caso de fluorescentes)Luminarias abiertas: acumulación de polvo y suciedadIntegración de luminarias en los sistemas de climatización

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Tecnología: tipos de luminarias (ejemplos: Lumenac)

Luminarias especulares con celosía

Luminarias suspendidas

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Luminarias estancas

Luminarias para empotrar/downlights

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Luminarias tipo proyector

Luminarias extensivas (alta presión)

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Equipos de control de iluminación

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Fotosensores (I)Miden el nivel de iluminación (luz natural en una sala) regulando la conexión On/Off o bien la entrada de control de un balasto regulable.

Figure source: Legrand, Watt Sttoper

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Fotosensores (II)Precauciones en el montaje (distancias fte de luz)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Detectores de presencia (I)Son dos las tecnologías más utilizadas: ultrasonidos e infrarrojosAunque existen “híbridos”: ultrasonidos + infrarrojos, infrarrojos y acústicos.

Figure source: Hubbel Automation http://www.hubbell-automation.com

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Detectores de presencia (II)Normalmente, las áreas de actuación (superficies) que dan los fabricante son máximos.El área de cobertura depende de:

Punto de montaje (altura, posición)Recinto (paredes, muebles)Tamaño del movimiento a detectar (velocidad grande, pequeña)“Setting” del sensor (admiten ajuste)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Detectores de presencia (II)Ultrasonidos: ppo de funcionamiento (figure source NLPIP, EEUU)

Ej. Características (movimiento L, existencia de regulación)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Definición de los espacios

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Recintos

Tecnologías

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Tratar los espacios uno a unoDistintas tareas Aprovechamiento de la luz natural

Actividad visual y espacios: según el nivel de percepción que se precisa para la tarea

Espacios con actividad visual elevadaSalas de manipulación, laboratorios: apariencia de color (la discriminación de colores es vital)Talleres: elementos en rotación: posibilidad de que se produzca un efecto estroboscópico.Ordenadores: brillos y reflejos

Espacios con necesidades visuales normalesAulas: deslumbramientos, sombras, colores

Espacios de representaciónNo hay que buscar la eficiencia energética

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

APLICACIONES DE ALUMBRADO DE INTERIORES

Alumbrado residencialCumple dos objetivos:

Satisfacer necesidades visualesSentido estético y personal del espacio (prevalece)

Criterios de diseño:Nivel de iluminación

ColorApariencia cálida y con buen rendimiento de color

LámparasIncandescentes, halógenasIncandescentes, halógenas, fluorescentes

LuminariasEmpotradas, superficiales, suspendidas

Sistemas de controlRegulación de flujo luminoso….. DOMÓTICA. No todas las lámparas lo admiten.

500Estudio y cocina

300Lectura ocasional

100Estancia y circulación

Nivel (lx)Área

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado interior comercial: oficinas (I)Objetivo: creación de un ambiente adecuado de trabajo, sensaciones de estímulo, confort, bienestar…

Criterios de diseñoNivel de iluminación: la uniformidad en la iluminación es muy importante (función de la edad, criticidad de la tarea,…)

Relaciones de luminancia: comfort visual, adaptación del ojo a su entorno (tarea/entorno 3:1; tarea/alrededores 10:1)Deslumbramiento: es difícil de considerar (¿dónde están los puestos de trabajo?), acabados mates en las superficies.Color:

Apariencia intermedia: función de climaRendimiento de color: favorecer el aspecto de las personas (entre 80-100)

500-750-1000Tableros de dibujo, oficinas de planta libre

300-500-750Despachos, oficinas técnicas, salas de conferencia, terminales de ordenador

Nivel de iluminaciónActividad

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado interior comercial: oficinas (II)Lámparas:

Alumbrado general: se impone la fluorescenciaAlumbrado localizado: halógenas tipo B,C

Luminarias:Iluminación general

Empotrado (reflector + rejillas)Superficial (adosado al techo): (reflector + rejillas)

Iluminación localizada o de apoyoSuspendidas, portátiles de mesa

Sistemas de controlZonas diferenciadas con controles independientesGrupos de iluminación controlables al menos en dos etapasLuminarias adyacentes a las ventanas con control propioInterruptores de tiempo, sensores de luz natural, sistema de control general informatizado.

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado comercial: tiendas y almacenes (I)Objetivo: atraer al cliente (cantidad, calidad y efecto de la luz sobre las mercancías), necesidad de infor visual ¿cómo es?.

Criterios de diseñoNivel de iluminación: depende de qué se pretende iluminar, del tamaño y tipo de tienda y ¡del entorno competitivo!

Relaciones de luminancia: debe haber contrastes para evitar la monotonía visual (entre 3:1 y 5:1)Deslumbramiento: se suele buscar el deslumbramiento reflejado: acabados mates y brillantes en las superficies.Color:

Depende del tipo de tienda: frío (ordenadores), cálidoRendimiento de color: bueno en todos los casos. Favorecer el aspecto del producto (entre 85-100)

5000-10000

1000-2000

1500-3000

500-1000

Entorno muy iluminado

750-1500Interior localizado

500-1000Escaparate gral.

3000-5000Escaparate localiz.

300-500Interior general

Entorno poco iluminadoActividad

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Comercial: tiendas y almacenes (II)Lámparas:

Halógenas: dispuestas en proyectoresFluorescentes de todo tipo: tubos, compactas,…Mercurio a alta presión y halogenuros: hipermercadosSodio a alta presión (↑ IRC, ↓P): acentuación

Luminarias:Pequeñas lámparas: apliques, proyectores móviles,..Fluorescencia: similar a oficinas, en molduras,..Alta presión: reflectores industriales con terminaciones decorativas

Sistemas de controlInterruptores horarios: (escaparates)Reguladores de flujo luminoso.

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado comercial: hoteles y restaurantes (I)Objetivo: atraer al cliente, ambiente de seguridad y comodidad, diferenciación de espacios.

Criterios de diseñoNivel de iluminación:depende de la zona del local

Deslumbramiento: debe evitarse el deslumbramiento. Superficies de acabado mates.Color:

Normalmente tonos cálidosRendimiento de color: bueno en todos los casos (entre 85-100)

100-150Restaurante

150-200Halls, baños, bares

300-500Recepción, caja

50-100 (150-300)Habitaciones (camas)

Nivel de iluminación (lx)Actividad

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Recintos

Tecnologías

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Comercial: hoteles y restaurantes (II)Lámparas:

Incandescentes (habitaciones, usos esporádicos)Halógenas: (cajas, recepción, barras de bar,..)Fluorescentes: locales de iluminación continuada (iluminación indirecta) y zonas de personal.Fluorescentes compactas: conexión prolongada.LED: mesillas de noche, decoración.

Luminarias:Pequeñas lámparas: apliques, portátiles,..Fluorescencia: similar a oficinas, en molduras, ocultas en elementos decorativos de construcción.Alta presión: no se usan

Sistemas de controlInterruptores temporizados: pasillosReguladores de flujo luminoso.Detectores de presencia (variabilidad de la ocupación), p.e. en pasillos.

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Tecnologías

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado interior industrial (I)Objetivos: cantidad y calidad suficiente para:

Garantizar la visibilidad de la tareaSeguridad de los trabajadoresAumentar/mantener productividad

Criterios de diseño. Gran variedad de casos:Tareas visuales muy diferentesEquipamientosIluminación direccional.Nivel de iluminación

Valores CIE (Com. Internacional de Iluminación)Existen muchos factores a tener en cuenta

» Contraste de la tarea» Edad del trabajador» Consecuencia de los errores» Existencia de ventanas

Relaciones de luminanciaTarea/alrededores: 3:1 (entorno oscuro) y < 1:3 (existen superficies iluminadas en el entorno)Tarea/entorno lejano: 10:1

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Control de reactiva


Alumbrado interior industrial (II)

Tareas especiales (quirúrgicas)10k-20k

Excepcionalmente exactas (μelec)5000-10000

Tareas prolongadas de precisión (relojería, electrónica)

2000-5000Iluminación adicional en tareas “exactas”

Necesidades visuales especiales (grabado, textil)

1000-2000

Necesidad visual normal (oficinas, maquinaria media)

500-1000

Necesidades visuales limitadas (maquinaria pesada, salas reunión)

200-500Iluminación general para trabajo en interiores

Lugares no destinados a trabajos continuos (ej. Almacenes)

100-200

Orientación50-100

Zonas públicas con alrededores oscuros20-50Iluminación en zonas poco frecuentadas o con tareas sencillas

Clase de actividadIluminancia (lux)

Intervalo

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado interior industrial (III)Reducción del deslumbramiento

Reducir la luminancia de la lámparaIncrementar α entre la línea de visión-luminaria (>30°)Aumentar la luminancia de los alrededores

ColorNo existen requerimientos especiales (en general)

Excepto: Laboratorios, alimentación,...Evitar la superposición de fuentes de apariencia dif.

Tipos de lámparasTodas las que conocemosEn función de la altura fluorescentes o no (>5-6m)Presencia más escasa de halogenuros y mercurio

LuminariasSuperficiales: soportes de techoSuspendidasGrados IP en función de la tarea, ambiente, humedad

Sistemas de control

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Eficiencia energética en instalaciones de iluminación (CTE-DBHB-5)

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Tecnologías

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

CTE-DBHE 3: Eficiencia energética en las instalaciones de iluminación

Ámbito de aplicaciónNueva construcciónRehabilitación > 25% de edificios si Sútil > 1000m2

Reformas en comercios y edif. uso administrativo (recordar la importancia del uso final iluminación ≈ 21,5% consumo)

ExcluidosEdificios y monumentos con valor histórico/artísticoConstrucciones provisionalesInstalaciones industriales y agrícolasEdificios independientes (Sútil < 50m2)Interiores de viviendasAlumbrados de emergencia

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Procedimiento de verificaciónCálculo del índice VEEI (Valor de Eficiencia de Eª, en tablas): rango de 3,5 a 12.

Comprobación de un sistema de regulación y control para el aprovechamiento de la luz naturalVerificación de la existencia de un plan de mantenimiento

10,0Tiendas, pequeño comerci0

5,0Almacenes, archivos

6,0Administrativo en general

3,5Administrativo en general

10,0Hostelería y restauración

6,0Supermercados, hipermercados,…2. Zonas de representación

5,0Aparcamientos

4,0Aulas y laboratorios1. Zonas de norepresentación

VEEI límiteZona de actividad diferenciadaGrupo

VEEI PS Em

**

100

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


En la memoria del proyecto figurarán al menos:Índice del local (K);El numero de puntos considerados en el proyectoFactor de mantenimiento (Fm) previstoIluminancia media horizontal mantenida (Em)Índice de deslumbramiento unificado (UGR)Rendimiento de color (Ra) de las lámparasValor de eficiencia energética de la instalación (VEEI) resultante.Las potencias de los conjuntos: lámpara + auxiliar

Debe justificarse en la memoria del proyecto el sistema de control y regulación por zonas

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Tecnologías

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Cálculo del índice de eficiencia VEEIPotencia por unidad de superficie cada 100 lux

P: potencia de lámparas y auxiliares (W)S: superficie iluminada (m2)Em: iluminancia media (lux)

Las instalaciones interiores se clasifican en dos gruposZonas de no representación (grupo 1): el diseño, estado anímico del usuario queda relegado frente a otros criterios como: confort visual, seguridad, eficiencia energética ….Zonas de representación (grupo 2): lo principal es el diseño, imagen, estado de ánimo es primordial.

VEEI incluye la iluminación general y la de acento, excluyendo escaparates y zonas expositivas

VEEIPS Em

**

100

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Sistemas de control y regulación (por zona)Un sistema de encendido/apagado manualUso esporádico: sistema de control de presencia o temporización

Grupos 1 y 2 con ventanas/cerramientos al exteriorPrimera línea de ventana (< 3m) y bajo lucernarios…. SI

El ángulo θ es mayor de 65˚Se cumple T(Aw/A) > 0,07

T: transmisión luminosa vidrio (T=0,75-0,80 “climalit”)Aw, A: áreas de ventana y del local (paredes + suelo + techo + ventanas)

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Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Aprovechamiento de la luz natural (cont)Zonas de grupos 1 y 2 con ventanas a patios/atrios

Patios no cubiertos de ancho ai > 2*hi (suelo planta-cubierta)

Patios cubiertos ai > (2*hi)/TcTc es el coeficiente de transmisión luminosa del cristal del patioSe cumpla la expresión T(Aw/A) > 0,07

Exclusión de aprovechamiento de luz naturalZonas comunes en edificios residencialesHabitaciones de hospital, hoteles, …..Tiendas y pequeño comercio

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Aprovechamiento de la luz natural (fuente I.D.A.E)Superposición de valores (curva 3)

Con iluminación natural (curva 1)Con lámparas alejadas de la fuente de luz (curva 2) mediante cálculo con programas de iluminación

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Método de cálculoSe obtendrá como mínimo para cada zona

Valor de eficiencia energética: VEEIIluminancia media horizontal en el plano de trabajoÍndice de deslumbramiento unificado (UGR)

Unified Glare Rating (CIE 117.95)Valores del índice de rendimiento de color (Ra)Potencias de lámparas (y auxiliares) para cada zona

Índice K del local

L: longitud; A: ancho; H: alto

KL A

H L A

*

*( )

>3[2, 3[[1, 2[<1K

251694N de puntos

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Productos de construcción: equiposCumplimiento de normativa fluorescentes (RD838/2002)Limitación de pérdidas de los equipos auxiliares

Halógenas de BT

270-277277270250425-435435425400

171171-150116116-100

--92808484-70-626050

HalogenurosNaHgPotencia del conjunto (lámparas + auxiliares)Pn lámpara

descarga (W)

120125856043Total

2x503x252x355035Pn (W)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Equipos auxiliares: Balastos. Clasificación según sueficiencia (IEE)Reglamento CE 245/2009 del 18/03/2009 (“diseño ecológicopara lámparas fluorescentes sin balastos integrados, paralámparasde descarga de alta intensidad y para balastos y luminarias que puedan funcionar con dichas lámparas”)

Tipos de balastosA1: Electrónico regulableA2: Electrónico de bajas pérdidasA3: Electrónico estándar.B1: Electromagnético de muy bajas pérdidasB2: Electromagnético de bajas pérdidas.C: EM de pérdidas moderadas.D: Electromagnético de altas pérdidas.

Se marca un período de sustitución de lámparas y de determinados tipos de balastos.

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Reglamento CE 245/2009. Cronograma (fuente: DielectroIndustrial)

Sustitución de fluorescentes estándar

Sustitución de balastos

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Mantenimiento y conservaciónElaboración de un plan de mantenimiento. Razones:

Depreciación del flujo luminoso (vida útil)Parpadeos, suciedad en la lámpara, luminaria,…Eficiencia energética de la instalación en f(sistema de control)

Figure source: EPA & Philips Lighting (2005)

T-8

T-12

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


En el plan de mantenimiento se indicará:Reposición de lámparas (frecuencia de cambio)Limpieza de las luminarias (metodología)Limpieza de la zona iluminadaSistemas de control/regulación (fallos detectores, vandalismo)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


NormativaUNE-EN 12464-1:2003. Iluminación en lugares de trabajo (interiores)Ley 31/1995 de Prevención de riesgos laboralesUNE-EN 12193. Iluminación (alumbrado de instalaciones deportivas)UNE 72 112. Tareas visuales. ClasificaciónUNE 72 163. Niveles de iluminación. Asignación de tareas

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Algunos ejemplos “tipo” o “Empiece a disfrutar usted mismo de la eficiencia energética ya”

Cambio de tecnologías fluorescentes T12 y T8.Cambio de lámparas halógenas.

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Sustitución de tubos T8 por tubos LED (I)

Ventajas:Muy buena reducción de la energía consumidaVida útil (ej. 40000h en Philips LED endura)Ambiental: libres de HgInstalación rápida en muchos productosUtilización en rangos de temperatura muy variados (curva azul), respecto a las limitaciones de los fluorescentes convencionales (rojo). Source: Philips Lighting, USA.

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Sustitución de tubos T8 por tubos LED (II)

Algunos problemasBajada en el nivel de iluminación (50%) que es compensado por la focalización del haz en los LED.Cambio de la instalación: desconexión de balastos y cebadores.

Source: Philips Lighting, USA.

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Kits de conversión fluorescencia T12, T8 a T5 (I)

VentajasBuenas reducciones de energía (hasta 50%)Instalación simple y rápida

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Kits de conversión fluorescencia T12, T8 a T5 (II)

VentajasPocos cambios en la instalación: cortocircuitar cebadoresPrecios ajustados: 8-10€

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Kits de conversión fluorescencia T8 a T5 (III)

InconvenientesPuede haber deslumbramiento, las condiciones de las luminarias son para tubos diferentes (diámetros). Utilizar un kit con pantalla incluida.Cuidado con la sobrecompensación de reactiva (condensadores en las lámparas antiguas)Algunos kits de fabricantes incluyen la necesidad de desconectar equipos de los T12 ó T8 (p.e. EIKO)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Infra-red coating (IRC) halogen lamp (I)

Reducciones de hasta un 30% de la energía consumidaEl calor producido se redirecciona al filamento, disminuyendo el consumo de energía eléctrica para calentarlo.Gas Xenon: reduce pérdidas por conducciónGeometría especial del bulbo.Son lámparas que trabajan a 12V

Figure source: OSRAM

29145050 (12V)

28100035 (12V)

2448020 (12V)



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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Infra-red coating (IRC) halogen lamp (II)

VentajasFácil intercambio de lámparas con posibilidad de aprovechamiento de las luminarias.Permite el control de la iluminación

InconvenientesEl ahorro energético no es óptimo (lm/W inferiores a otras tecnologías).La vida útil de la lámpara es reducida (5000 h)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

LED MR16 (I)

Remplazan las halógenas a 12V por LEDMuchos fabricantes han apostado por esta opción (Toshiba, Sylvania,…)25.000 horasEficiencia: de 40 a 60 lm/WPrecio: 25-30€Necesitan cambiar el transformador por una fuente de alimentación específica.

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Lámparas de vapor de mercurio en alta presión (II)

Sustitución por LED. VentajasVida útil: 60000h110 LEDs de 1,3 W (unidad de 150W)Utilización a diferentes temperaturasIRC: >75

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Lámparas de vapor de mercurio en alta presión (III)

InconvenientesCoste: 500$/lámpara o superior¿Tests? Confianza en su fiabilidadHay que cambiar las posiciones de las luminarias. Es difícil que la distribución del haz y el tipo de luz sea el mismo que el de las lámparas que se sustituyen.

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Más ejemplosEficiencia: utilización de LEDs

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

I. USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: iluminación con diodos luminiscentes

EJEMPLOS DE USO:Semáforos (tráfico, FFCC, tranvías)Indicadores de velocidad, PanelesAlumbrado públicoLuces tranvías, FFCC, posición y freno de automóvilesHogar (>25€ en 2004, en 2010 ¡<10€!): 0,75 a 14W (unos 10 a ≈ 60W incandescentes, 40 fluorescentes)

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: semáforos con LED

VENTAJAS:

Emiten luz en una sola longitud de ondaSu flujo luminoso es regulableNo es necesario un cristal de color

Es una tecnología de futuro y de presenteHoy su eficacia es como una CFLEn 2025 el DoE (EEUU) estima alcanzar 160 lm/W (ya estamos ≈ 100 lm/W en 2012)

Philips Lighting

Premio al diseño →

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: semáforos con LED (II)

Prestaciones de semáforos LED (datos 2003)

1070W7-9WConsumo

1041024Eficiencia (Lum/W)

17006.000100.000Vida útil (h)

LED vs. Lamp %

LámparaLEDCaracterísticas

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

USO EFICIENTE DE LA ENERGÍA: semáforos con LED (III)

Consideraciones económicas

180€/año de ahorro: se amortiza en 3,2 años (hoy en menos)

84,5€10,5€96€Coste Energía

1095kWh135kWh1230kWhConsumo anual

-700€85€Precio

AhorroLEDLámparaCaracterística

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Ejemplo de aplicaciónEficiencia en la iluminación en un edificiouniversitario: el proyecto GreenLight (EU)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

APLICACIONES: eficiencia energética en la iluminación

Potencia instalada: 2MW (50%-60%)Demanda pico: 1100 kWProbar el potencial de medidas de eficiencia energética para reducir el consumo de energía a medio-largo plazoMejora de la eficiencia en:

HVAC: 40-50% demandaAlumbrado: 25-30% demanda.

Consumo, oportunidades y mejoras del sistema en un edificio del s. XVIII rehabilitado para usos docentes.

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

APLICACIONES: eficiencia energética en la iluminación

Antiguo Hospital de Marina de Carlos III:Superficie: alrededor de 35.000 m2 Estudiantes: 2.500. Profesorado: 250

Características del antiguo sistema de alumbradoAulas Planta Baja: 3*T-8, 58W, en línea.Pasillos: halógenas de 75W (a 5,5m de altura)Aulas de sótano: 20*150W High Intensity (HID) lámparas con balasto magnético

El sistema presenta deficiencias graves de diseño:Pobre eficiencia energética debido a los balastos y al tipo de lámparasEjes de alumbrado erróneosCircuitos de conmutación deficientesNo se aprovecha la luz naturalPor la altura de los techos, el mantenimiento es muy costoso (cambios a 5,5-6m de altura)Vida útil HID (< 6000h, < 2 años de uso)Ruido audible balasto em.Falta reencendido instantáneo

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Deficiencias en el diseño (2002)

Deficiencias de eje de alumbrado

Deficiencias de circuitos de conmutación

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Áreas de prueba Greenlight (I)

Definición de espacios (sup rallada)Planta Sótano - aulas docentes, pasillos

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Áreas de prueba Greenlight (II)

Planta Baja - aulas docentes, aulas informática, ALA, pasillos y recibidores

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Áreas de prueba Greenlight (III)

Planta Primera - aulas docentes, pasillos y recibidores

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Áreas de prueba Greenlight (IV)

Planta Segunda - pasillos y recibidores

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Color/ Reproducción cromáticaAulas: IRC > 80 (o cualquier otra dependencia docente)Apariencia de luz fría (aulas)

Eficiencia energéticaNo tenida en cuenta en la fase de reconstrucción (1999)Luz natural no aprovechada

Otras consideracionesReflejos de la luz naturalRuidosProducción de calor (influencia consumo HVAC)Mantenimiento (altura de techos)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Antes del proyecto GreenLight (2002)

Selección del tipo de lámparas y equipos. Solución impuesta

Planta Sótano - aulas docentesLámparas:

Descarga de vapor de mercurio con halogenuros metálicos de ampolla cerámica (HID)Potencia: 150 WHQI-E de OSRAM o similar, con casquillo E27

Equipos auxiliares:Balasto magnético (zumbido audible en el aula)Arrancador electrónico Condensador de 20 F en paralelo (compensación de reactiva)Largos tiempo de encendido (inadecuados)

Luminaria:Abierta, tipo downlight pendular modelo 87601 de ERCO o similarReflector tipo Darklight de aluminio anonizado plateadoFijada a la superficie del techo

Disposición: 5 luminarias x 4 filas (20 luminarias)Sistema de control:

3 interruptores, 3 circuitos independientes (tresbolillo)Mala adecuación al nivel de ocupación

Luz natural: lucernario, no aprovechado

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Antes (2002): mala conmutación, sin aprovechamiento luz natural

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Lo que había …. (2002)

Planta Baja y Planta Primera - aulas docentes, de informática y ALA

Lámparas:Fluorescentes estándar T-8Potencia lámpara: 58 W

Equipos auxiliares:Reactancia magnéticaCebadores convencionalesCondensador de 7 F en paralelo (compensación de reactiva)Largos tiempo de encendido (inadecuados)

Luminaria:TubularesReflector de aluminio en la parte posterior del tubo y difusores en forma de lamaAsociadas; bandas luminosas de 3 luminarias cada una Suspendidas del techo; 3 m de altura respecto del suelo

Disposición: paralela a las mesas de trabajo ( →deslumbramiento)Sistema de control:

2 interruptores, (circuito de red, grupo de reserva) Mala adecuación al nivel de ocupación

Luz natural: ventanas en aulas exteriores, no aprovechado

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Pasillos y recibidoresLámparas:

Incandescentes halógenas de ampolla cerámica clara con casquillo B15d Potencia: 70 WModelo1 Halolux Ceram de OSRAM o similar

Luminaria:Cerradas del tipo downlight de superficie modelo 85201 de RCO o similar Reflector Darklight de aluminio anonizado plateado.

Disposición:Pasillos

» 3 equipos en pasillos cortos y 6 en pasillos largos. » Distancia no adecuada (niveles de iluminación no

uniformes).Recibidores; en recibidores pequeños se emplean 18 equipos

Sistema de control:interruptor temporizado situado en los puntos de acceso de las zonas

Luz natural: en algunos recibidores existen ventanas

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Datos simulados Vs. Datos EmpíricosDatos medidos mediante luxómetro (caso real: 150W por punto de luz)

Mañana Tarde

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Datos simulados Vs. Datos EmpíricosSalida del software (65 W por punto de luz). Superficie de trabajo real y altura de los ojos (UGR)

Em = 720 lxEmin = 525 lxEmax = 968 lx

>> Isolíneas >>UGR

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Datos simulados Vs. Datos EmpíricosDatos medidos mediante luxómetro (caso real)

Mañana Tarde

370 501 643 662 253

519 670 862 1160 1215

582 804 818 1257 1074

588 767 721 448 281

560 721 671 1124 1430

520 701 830 1298 2690

378 458 488 415 243

438 577 616 484 238

458 622 504 379 220

462 580 450 356 232

448 559 452 485 280

418 567 560 480 276

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Proyecto piloto Greenlight (2003-2004)Antonio Gabaldón y Fernando Sequera (UPCT)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

¿Estábamos bien en eficiencia?

Verificación del CTE-DBHE 3: Eficiencia energética en las instalaciones de iluminación

Niveles de iluminanciaSoftware:

Iluminancia media mantenida en el plano de trabajo: 720 lx > 500 lx recomendados.

Medido:

Valor de Eficiencia Energética de la Instalación (VEEI)VEEI = 13 W/m2 = 1.8 W/m2/100 lx < Límite = 4

Sistema de control y regulación:Sistema de control adecuado (sistema manual de On/Off)Sistema de aprovechamiento de luz natural: inexistente

3%0,992 (18x55W)1,04418P1 – 8

σMediaPMEDIDA (kW)

PNOMINAL (kW)EquiposAULA

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Planta sótano

Proceso de iluminación eficiente– Proyecto Greenlight (UE)

Modificación del tipo de lámparas y equipos (I)Planta Sótano - Aulas docentes

Caso base: HID» Corta vida (reemplazo anual)» Coste elevado» Tiempo de encendido (proyección en aula) » Balastos magnéticos (vida, consumo, ruido, temperatura)

Actualización: lámparas de inducción» Elevada vida (ausencia filamentos)» Reencendido inmediato» Aprovechamiento de las luminarias» Balastos electrónicos específicos (reducción de consumo)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Planta sótano

EspecificacionesLámparas:

Tecnología: InducciónPotencia: 165 WFabricante: Philips (QL)

Equipos auxiliares:Generador electrónico de alta frecuencia, Philips QL 165W S/01

Luminaria:Sin cambios (minimización de costes)

Disposición: 16-18 lámparas Vs. 20 caso anteriorSistema de control:

Sin cambios (manual On/Off)Luz natural: aprovechamiento “casero” del turno diurno (3 ó 31/2 filas de luminarias en vez de 4)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Planta sótano

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Planta sótano antes (2002)

Datos simulados Vs. Datos EmpíricosSalida del software (170W por punto de luz). Superficie de trabajo real (inclinada)

Em = 827 lxEmin = 289 lxEmax = 1196 lx

>> Isolíneas >>UGR

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Planta sótano. Datos simulados Vs. Datos Empíricos

Datos medidos mediante luxómetro (150W por punto de luz)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Planta sótano

Verificación del CTE-DBHE 3: Eficiencia energética en las instalaciones de iluminación

Niveles de iluminanciaSoftware:

Iluminancia media mantenida en el plano de trabajo: 827 lx > 500 lx recomendados.

Medido:

Valor de Eficiencia Energética de la Instalación (VEEI)VEEI = 23.61 W/m2 = 2.73 W/m2/100 lx < Límite = 4

Sistema de control y regulación:Sistema de control adecuadoSistema de aprovechamiento de luz natural: inexistente –obligatorio según CTE

3%1,6742,64016PS – 15Desv.Media

PMEDIDA (kW)PNOMINAL (kW)Equipos

AULA

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Sótano posibilidades de empleo de la luz natural (tarde). Sólo luz solar

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Sótano: posibilidades de empleo de la luz natural (mañana). Sólo luz solar

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Cambios en las aulas planta baja (1ª planta)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Planta baja/Primera planta

Modificación del tipo de lámparas y equipos (II)Planta Primera - Aulas docentes

Caso base: Fluorescentes» Balastos magnéticos: incremento del consumo, armónicos,

reduce la vidaActualización (I): balastos electrónicos

» Eleva la vida media (20000 horas)» Reducción del consumo» Reducción de la depreciación del flujo luminoso

Actualización (II): control» Circuitos de mando en 3 zonas diferenciadas (pizarra,

medio y fondo)» Sensores de presencia en dos zonas (pizarra, medio)

Actualización (III): luz natural» Foto-sensores en la línea cercana a las ventanas» Balastos electrónicos regulables en la línea de luminarias

anexa a la ventana

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

¿Es posible utilizar la luz natural? SI

Posibilidades de la luz natural

Mañana Tarde

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva



Sin modificación (tubo trifósforo en algún caso)Equipos auxiliares:

Balasto electrónico, Sylvania QuickTronic QTPBalastos electrónicos regulables

Luminaria:Sin cambios (ahorro coste actualización)

Disposición: Sin cambios (ahorro coste actualización)

Sistema de control:3 circuitos de mando2 sensores de presencia + Relé para el control de loscircuitos

Luz natural: aprovechamiento turno diurno (3 filas de luminarias)

Foto sensores de iluminancia + Balastos regulables enla fila más próxima a la ventana

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Datos simulados Vs. Datos EmpíricosDatos medidos mediante luxómetro (caso real, con balastos electrónicos)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

PFC de la ETSII de Cartagena (2003). Autor: Fernando Sequera

Alternativas eficientes (PB-5)Detectores presencia (pizarra, media aula)Desconexión de línea de tubos de pizarra

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alternativas eficientes (PB-5)Balasto regulable en f(luz natural)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Comparativa de resultados (PB-5)Balasto electromagnético (BEM)Balasto electrónico (BEN)Balasto electrónico + fotosensor

8,00E+02

9,00E+02

1,00E+03

1,10E+03

1,20E+03

1,30E+03

1,40E+03

1,50E+03

1,60E+03

1,70E+03

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 23

PB 5 BEM PB 5 BEN PB 5 BEN + Foto

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Modificación del tipo de lámparas y equipos (III)Recibidores

Caso base: Incandescentes halógenas» Vida corta (< 2000 horas)» Elevada temperatura lámpara + luminaria

Actualización (I): Fluorescentes compactas» Vida media (15000 horas)» Mismo precio» Sin límite del número de encendidos» Sin equipo auxiliar» ¿Inserción en la luminaria? Problema

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva



Fluorescentes compactas, Osram DULUX ?????Equipos auxiliares:

No necesitaLuminaria:

Sin cambiosDisposición:

Sin cambiosSistema de control:

Sin cambiosLuz natural:

Sin cambios (no aprovechamiento)

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

CTE DBHE-5 Contribución fotovoltaica mínima

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

CTE-DBHE 5: Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica

Ámbito de aplicación. Incorporación de sistemas PV

Disminución o supresión de estos límitesSe cubre la tasa de PV con otras renovablesBarreras externas (1)Normativa urbanística (rehabilitación/nuevos edificios) (2)Protección de edificios por interés histórico-artísticoHabrá que ahorrar (1y2) una energía equivalente por otras medidas

10.000 m2 construidosPabellones de recintos feriales

100 plazasHospitales y clínicas

100 plazasHoteles y hostales

4000 m2 construidosAdministrativos

10000 m2 construidosNave de almacenamiento

3000 m2 construidosMultitienda y centros de ocio

5000 m2 construidosHipermercado

Limite mínimo de aplicaciónTipo de uso

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Procedimiento de verificaciónCálculo de la potencia en función de la zona climática (radiación solar)Comprobación de las pérdidas:

Inclinación de los paneles: óptimo( latitud-10°)Orientación (diferente del S)Sombras: edificios, paneles, ….

Cumplimiento de las condiciones de cálculo y dimensionado (apdo. 3 de HE 5)Cumplimiento de las condiciones de mantenimiento

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Determinación de la potencia pico (P) a instalar en función de la superficie (S) construida del recinto

Coeficientes

P C A S B *( * )

-7,810,001406Pabellones de recintos feriales3,290,000740Hospitales y clínicas-7,810,003516Hoteles y hostales1,360,001223Administrativos

-7,810,001406Nave de almacenamiento-7,810,004688Multitienda y centros de ocio-3,130,001875Hipermercado

Coef B.Coef. ATipo de uso

VIVIIIIIIZona clima1,41,31,21,11Coef. C

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Potencia mínima a instalarPV: 6,25 kWp (Wp → condiciones estándar de trabajo: 1000W/m2 de irradiancia, 25°C en la célula)Inversor: 5kW

Si existen varios edificios en un recintoMismo uso: suma de superficiesDistintos usos (i): P = ∑ Pi; con Pi > 0 y P > 6,25kW

Pérdidas límite: tres casosIntegración: los módulos cumplen una función arquitectónica (sustituyendo elementos constructivos)Superposición: colocación paralela a los ejes del edificio.

50%20%40%Integración arquitectónica

30%15%20%Superposición

15%10%10%General

TotalSombrasOrientación + inclinación

Caso

ÍNDICE

Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Zonas climáticas (en f(radiación Horizontal))

Alicante y Murcia están en las zonas IV y VZona IV: Alcoy, Benidorm, Denia, Elda, Ibi, Jávea, Novelda, Orihuela, Petrer, Villajoyosa, VillenaZona V: Alicante, Crevillente, Elche, San Vicente, TorreviejaBase de datos de la NASA sobre radiación solar (gratuita), mallade 50x50km

H > 5,0H > 18,0V

4,6 < H < 5,016,6 < H < 18,0IV

4,2 < H < 4,615,1< H < 16,6III

3,8< H < 4,213,7< H < 15,1II

H < 3,8H < 13,7I

Radiación global (kWh/m2)Radiación global (MJ/m2)Zona

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Condiciones generales de la instalaciónComponentes: módulos PV+ inversor+ proteccionesMódulos PV:

Silicio cristalino: UNE-EN 61215:1997Capa delgada: UNE-EN: 61646:1997Clase II y grado de protección IP65

Cumplir las especificaciones de seguridad estructural del CTEAdmisibilidad de dilataciones térmicasInversor:

Seguridad Eléctrica en Baja Tensión y CEMFuncionamiento en fuente de intensidadAutoconmutadoSeguimiento del punto de máxima potencia del móduloDispositivos anti islandingPotencia > 0,8Ppico

Protecciones: desconexión y seccionamiento del inversor en DC y AC

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Cálculo de pérdidas (I): orientación e inclinaciónEl gráfico es para 41˚ de latitud (hay fórmulas de corrección)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Cálculo de pérdidas (II):sombrasÁngulo de acimut (respecto al S)Elevación del obstáculo (horizontal)

Cada una de las porciones (A9, C5,…) representa el recorrido del sol en una hora a lo largo de varios días.Existen tablas en la norma en función de las posiciones y orientaciones del panel.

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


MantenimientoAsegurar el funcionamiento, fiabilidad y vida útilPlan de vigilancia

Observación de parámetros de funcionamientoLimpieza de los módulos

Plan de mantenimiento preventivoPersonal técnico especializado: libro de mantenimientoSustitución de elementos fungibles/desgastadosRevisión semestral (al menos):

Comprobación de proteccionesEstado de módulos: posición, inclinación,…, conexionesEstado del inversor: testigos, alarmasEstado mecánico de cables y terminales (tierras)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Seguridad por iluminación inadecuada:

Código Técnico de la EdificaciónSección Seguridad de Utilización (SU-4)

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

SU- 4 Iluminación inadecuada

Alumbrado normal en zonas de circulación

Niveles mínimos (nivel de uniformidad > 40%)

Iluminación de balizamiento en escaleras y rampas en uso Pública Concurrencia, en actividades con nivel bajo de iluminación,

50Para vehículos o mixtas

50Resto de zonas

75EscalerasExclusiva para personasInterior

10Para vehículos o mixtas

5Resto de zonas

10EscalerasExclusiva para personasExterior

Iluminancia mínima luxZona

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Alumbrado de emergencia: ITC-BT-28

Ámbito de aplicación: pública concurrencia

Otros locales

Dificultad de evacuación (BD2, BD3, BD4)

Locales sanitarios

Locales de trabajo

Locales de reunión

SiempreCualquier otro local con > 100p ajenas al mismo

SiempreEdificios de gran altura, sótanos, grandes almacenes

> 50 pAjenas

Clínicas, consultorios

SiempreHospitales, sanatorios

> 50 p ajenasOficinas con público

> 50 p ajenas

Centros de enseñanza, comercios, residencias, salas

exposiciones

SiempreTemplos, bares, hoteles,

estaciones, parking públicos, zonas comunes comerciales

SiempreCines, teatros, estadios, salas de

fiesta, salas de juego,..Espectáculo

¿?EjemplosTipos de local

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Tipos de alumbrado de emergenciaAlumbrado de

emergencia

Alumbrado de reemplazamiento

Alumbrado de

seguridad

Alumbrado de

evacuación

Alumbrado ambiente o antipánico

Alumbrado de

Zonas de alto riesgo

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado de emergencia (I)Entrará en funcionamiento automáticamente en caso de fallo del alumbrado normal.

Alumbrado de seguridad: garantizar la seguridad de las personas en una evacuación o terminar trabajos peligrosos (ante un fallo de la tensión eléctrica)

De evacuación (ex señalización)Reconocimiento y utilización de rutas de evacuaciónEje de los pasos transversales: 1 lux (nivel del suelo)Servicios contra incendios y cuadros distrib. : 5 luxTiempo de funcionamiento > 1horaIluminancia máxima/mínima (< 40)

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado de seguridad:El proyecto debe indicar:

Recorridos de evacuaciónAcceso a las butacas (espectáculos)Calles, donde haya plazas de aparcamiento (garajes)Puertas de comercios, habitaciones (en recintos pequeños)

Los valores de iluminancia previstos

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado de emergencia (II)De ambiente o anti-pánico (ex emergencia)

Identificación y acceso a las rutas de evacuación u obstáculos0,5 lux en todo el espacio hasta 1m de alturaTiempo de funcionamiento: > 1 hora

Se recomienda instalación 2 m por encima del suelo (salvo casos especiales….cines, teatros)

De zonas de alto riesgoInterrupción de trabajos peligrosos con seguridadIluminación: 15 lux o 10% de la normalDuración: la necesaria para interrumpir actividades

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Alumbrado de emergencia (III)Alumbrado de remplazamiento

Finalizar los trabajos con normalidad si la iluminación es inferior a la normalContinuación de las actividades normales (quirófanos, urgencias, UVI,… mínimo de dos horas)Típico de zonas de hospitalización

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva


Luminarias para alumbrado de emergenciaLuminaria autónoma (X)Alimentada por fte central: no incorporado en la luminaria (Z)Fto. Permanente: las lámparas están alimentadas constantemente ya se requiera alumbrado normal o de emergencia.Fto. No permanente: las lámparas están en funcionamiento sólo cuando falla la red convencionalFto. Combinado:

Permanente: dos lámparas, una de ellas alimentada permanentementeNo permanente: dos lámparas, una alimentada en condiciones normales y otra en emergencias

Marcado de los aparatos de emergencia

Duración en minutos

DispositivosModo de funcionamiento

Tipo de luminaria

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Compensación y control de la “potencia” reactiva

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Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Control y compensación de potencia reactiva (Q): Ppo. Físico

Ejemplo. Dos consumidores con la misma potencia activa (5kW) y diferentes FP (A: 1,0 y B: 0,71i)

Impedancia de línea: 1+j

Intensidades de línea por consumidor: A: 22,7 Amperios; B: 32,14 Amperios

Potencia de pérdidas en línea; P = RI2A: 516W (rendimiento 90,6%); B: 1033 W (η = 82,6%)

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Control y compensación de potencia reactiva (Q)

Compensación automática de instalacionesEs modular y ampliable (escalones)Conexión de condensadores en función del consumo“Inteligentes”: analizan las conexiones necesarias, minimizando la utilización de C y aumentando la vida útil

Control de temperaturaPueden incluir filtros

Control de THD

0 2:30 5 7:30 10 12:30 15 17:30 20 22:301000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Dem

anda

elé

ctri

ca g

loba

l (k

W)

Perfil de julio

Perfil de abril

Perfil de enero

Tiempo

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Coste de la “potencia” reactivaSimplemente por el recargo en la factura es interesante la compensación del factor de potenciaDesde 2010 se han mantenido los precios.

Precio (€/kVarh) cosφ 2009 2010 ? 2009-10

> 0,95 0 0 = 0,9< < 0,95 0,000013 0,041554 320% 0,85< < 0,9 0,01702 0,041554 144% 0,8< < 0,85 0,03404 0,041554 22%

< 0,80 0,05106 0,06233 22%

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Recintos

Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

Ejemplos reales de compensación.

Evaluación de un sistema de compensación en una instalación (datos reales)

Consumo P = 6340 kWh, Q = 2369 kVArFactor de Potencia ► cos (atg Q/P) = 0.937i Coste: 1000€/mesCon un condensador fijo (40kVAr) ►1409 kVAr ► FP=0.976

0 5 10 15 200

100

200

300

400

500

Tiempo (h)

P (k

W),

Q(k

Var

)

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Tecnologías

Normativa

Eficiencia Eª


Ejemplos

Definiciones

Control de reactiva

SISTEMAS DE AHORRO ENERGÉTICO EN ILUMINACIÓN

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S. XVII. Antiguo Hospital de Marina de Carlos III (sede ETSII Cartagena)

6. Sistemas de ahorro de energía en iluminación · Nociones básicas y unidades: magnitudes y...

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