Eficiencia Energética en el Alumbrado Exterior

Transcripción

Eficiencia Energética en el
Alumbrado Exterior
Consultoría Técnica y Formación
Marzo 2009
INDICE
Introducción
Soluciones de alumbrado eficiente - exterior
Lámparas
Balastos
Luminarias
Sistemas de control
LEDs
Consultoría Técnica y Formación, Marzo 2009
2
INDICE
Introducción
Lámparas
Balastos
Luminarias
Sistemas de control
LEDs
3
Retos energía / cambio climático
La creciente necesidad de la eficiencia energética
1.
2.
3.
4.
Precios de la energía
Seguridad del suministro
Crecimiento económico
Cambio climático / Protocolo Kyoto
Alumbrado
energéticamente
eficiente
El alumbrado supone el 19%
del consumo global de electricidad
4
2. Seguridad del suministro
Dependencia europea
de energía importada:
•
2006 50 %
•
2030 65 %
(En España se importa
el 85% de la energía
consumida)
Evolución del precio del barril de petróleo
Fuente: Agencia Internacional de la Energía
5
4. ¿Qué motiva el cambio climático?
Los científicos están completamente de acuerdo en que la temperatura de la Tierra se
está elevando, que esta tendencia es causada por las personas y que si continuamos
bombeando gases invernadero a la atmósfera el calentamiento será cada vez más
perjudicial.
La quema de combustibles fósiles para la
producción de energía eléctrica supone gran
parte de la emisión de CO2 a la atmósfera
Aumento de las emisiones de CO2 a lo largo de
los años
6
Nuestro mundo está cambiando…
Evidencias del calentamiento global
Glaciar en Patagonia
Deshielo de la capa del Ártico
Inestabilidades del clima global
Nueva Orleans 2005
Excursión en barco en el Amazonas
7
El 95% del consumo eléctrico debido al
alumbrado se da durante su uso
8
Consideraciones Generales
Alumbrado ≈ 19% energía eléctrica consumida en el mundo (15% Europa)
Alumbrado Público ≈ 70% energía eléctrica consumida en una ciudad
El 65% del Alumbrado Europeo es altamente ineficiente (75% de las
oficinas Europeas son ineficientes)
Mejora Eficiencia Alumbrado ⇒ Disminución emisiones CO2
⇩
Mejora Eficiencia Alumbrado ⇒ Contribución cumplimiento
Protocolo Kyoto
9
10
Situación de España
En 1998 España firma Protocolo de Kyoto → Objetivo: Reducir emisiones GEI (en particular las de CO2).
Compromiso España 2012: Emisiones 1990 + 15%
Resultado 2007: 1990 + 52% (excedente 37%)
Emisiones 1990 + 15%
Ausencia de acciones urgentes ⇨ Multas de 3.500 - 10.000 millones € en 2012 por incumplimiento de
protocolo de Kyoto (= 3 € por persona y semana)
Aumento de la tarifa eléctrica Repercusión directa sobre el consumidor
Se importa el 85% de la energía consumida Dependencia demasiado alta (media europea es 50%) Solución corto/ medio plazo: Medidas de Ahorro y Eficiencia Energética
11
Alternativas de actuación
- Apostar por fuentes de energía renovables
Ante esta situación
tenemos 2 caminos
complementarios
• Solar térmica
• Solar fotovoltaica
• Hidraúlica
• Eólica
• Biomasa
En la producción
de la energía
- Eficiencia energética
En el uso de la
energía
12
Emisión de CO2 por la quema de combustibles fósiles para generar la
electricidad usada en alumbrado
Halógenas 11%
Princ. Hogares
y Tiendas
Alta presión 23%
Princ. Exterior
y Tiendas
Fluorescencia 41%
Incandescentes 20%
Princ. Hogares
y Hostelería
Compactas integradas 2%
Princ. Hogares
Princ. Oficinas
e Industrias
Compactas no
integradas 3%
Princ. Oficinas
e Industrias
Europa Occidental - Consumo eléctrico del alumbrado 426 *106 kWh
• 80% alumbrado profesional
• 20% alumbrado de consumo
13
Legislación relativa al alumbrado
* exterior
RoHS:
Limitación de uso de determinadas sustancias peligrosas (2005)
RAEE:
Residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (2005)
EPBD:
Directiva sobre rendimiento energético en los edificios (en España se transpone en el C.T.E.)
EuP:
Directiva sobre productos que utilizan energía
ESD:
Directiva de servicios energéticos
EEL:
Etiqueta de eficiencia energética
EN 12464-1:
Norma Europea sobre Alumbrado Interior
Decreto 838/2002: Decreto sobre balastos para fluorescentes
Decreto 1890/2008:
Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Exterior (2009)
14
15
INDICE
Introducción
Lámparas
Balastos
Luminarias
Sistemas de control
LEDs
16
Ejemplos de soluciones de eficiencia energética en el
alumbrado
Segmento
Ahorro
energético
Ahorro de CO2
por lámpara y año
Alumbrado urbano
Comercial
Oficinas e
industrias
Doméstico
80%
LEDs
17
Ahorros en alumbrado público
18
Oportunidades en alumbrado viario
Alumbrado viario UE - ahorro potencial
de 10 millones de toneladas de CO2
Las nuevas tecnologías no sólo ofrecen
ahorros; también, mayor seguridad en
calles y carreteras
19
Alumbrado urbano en Europa
•
70% de energía consumida en Aytos.
•
56 Mill. de puntos de luz en las calles
•
1/3 todavía usa tecnología de 1930
Lámpara de Hg a alta presión (HPL)
•
Alternativas disponibles:
Sodio a alta presión
Halogenuros metálicos cerámicos
•
≈ 50 lm/W
≈ 100 lm/W
Vida de una instalación típica de mercurio es 30-40 años Tasa de reemplazo
muy lenta (3%)
20
Comparativa en alumbrado urbano
Tecnología antigua:
•Vapor de Mercurio 250 y 400 W
•Ópticas de bajo rendimiento
•Alta contaminación lumínica
•IP < 55
•Mayor mantenimiento
•Consumo por 400 W 424W
Tecnología nueva:
•Sodio ó halogen. metál. 150 y 250 W
•Ópticas de alto rendimiento
•Anticontaminación lumínica
• IP = 65
•Consumo por 250 W 274 W
•Rend. superior luminaria: 20%
Ahorro por cada 1000 Luminarias usadas 4000 horas al año 800.000 KW y 336.000 Tm CO2 apróx.
21
Evolución en las fuentes de luz en alumbrado público
30's
60's
00's
SOX + TL
SON + HPL
CosmoPolis
22
Propuestas de Valor Añadido para sustituir
en exterior:
• Lámparas de Descarga Compactas
• Lámparas de Descarga de Alta Intensidad
• Lámparas Fluorescentes
• Lámparas Compactas no Integradas
• Lámparas Compactas Integradas
• Balastos electrónicos
• Sistemas de control
• LEDs
23
Descarga Compacta
¿Qué lámpara tengo?
¿Qué uso se le da?
¿Qué lámpara debo elegir?
Proyectores pequeños
HALOGENUROS METÁLICOS
MASTERCOLOUR CDM
Lámparas de descarga
compactas MHN-TD
• Óptima reproducción cromática
• Temperatura de color estable
• Posición de funcionamiento
24
Fluorescencia
Aplicaciones de difícil
acceso o aquellas en las
que se quieran utilizar
tubos con vidas útiles
muy elevadas.
Lámparas fluorescentes
TLD (T8) de potencias:
18W,36W y 58W
Aplicaciones de exterior
(flujo luminoso mayor)
PHILIPS MASTER TL-D XTRA O
XTREME POLAR
de la potencia equivalente
• Diámetro tubo 40 mm
• Xtra disponible en diámetro 32mm
para estancas con balasto
electromagnético
Hasta 54.000 (Xtra) ó 75.000 horas (Xtreme) de vida útil =
Menor coste mantenimiento y Menos mg mercurio
25
Fluorescencia
• Vida media 60.000h (10% fallos)
• Ra > 80
• Trabaja sólo con equipo electrónico
• Flujo luminoso independiente de fluctuaciones de
tensión de red
• Encendido y reencendido instantáneo
• No se puede regular
• Limitación de distancia entre la lámpara y el
generador
Lámparas de Inducción
QL 85 W
QL 165 W
26
Compactas no Integradas
Alguna luminaria de
alumbrado residencial,
bajos niveles de
iluminación
Lámparas fluorescentes
PL-C, PL-T, PL-H y PL-L
PHILIPS MASTER XTRA de la
potencia equivalente
Hasta 25.000 – 32.000 horas = Menor coste
mantenimiento
27
¿Qué ventajas tienen?
Mayor flujo luminoso en
periodos de frío y oscuridad.
Aplicación: áreas
residenciales
MASTER PL-L 24W, 36W,
55W 4P
Vida Útil= 16.000h
Ra.= 80
Contenido de mercurio: 2mg
MASTER PL-L Polar 24W,
36W, 55W 4P
Vida Útil= 16.000h
Ra.> 80
Contenido de mercurio:
2 mg.
28
¿Qué lámpara
proponemos?
¿Qué balasto debo elegir para una solución mas eficiente?
SI QUEREMOS REGULACIÓN
- Regulación Digital:
36W HF-R TD 136 PL-L / HF-R TD 236 PL-L
- Regulación Analógica:
36W HF-R 1-10V 136 PL-L / HF-R 1-10V 236 PL-L
SI NO QUEREMOS REGULACIÓN
MASTER PL-L Xtra
24W,36W, 40W, 55W 4P
Vida Útil HF= 32.000 h
Ra> 80
36W HF-P 136 PL-L / HF-P 236 PL-L
55W HF-P 155 PL-L / HF-P 255 PL-L
29
¿Qué lámpara
proponemos?
MASTER PL-L Polar 24W,
36W, 55W 4P
Vida Útil= 16.000h
AR> 80
Contenido de mercurio:
2 mg
HF-R 1-10V 224 PL-L / HF-R 1-10V 424 PL-L
24W HF-P 1 22-42 PL-L / HF-P 2 22-42 PL-L / HF-P 3/4 24 PL-L
36W HF-P 136 PL-L / HF-P 236 PL-L
55W HF-P 155 PL-L / HF-P 255 PL-L
30
Compactas Integradas
MASTER PAR38 Esaver
MASTER PL
Automatic
MASTER PL-E Polar
• 15-20-23W
• Da más flujo luminoso
que las PL
convencionales en
ambientes de exterior
Tornado High Lumen
• 45-65-80W
• /827-/840-/865
• Sustitución eficiente para
lámparas de luz mezcla o vapor
de mercurio
31
Descarga de Alta Intensidad
Sodio
Posición de funcionamiento
universal.
0% de contenido de
mercurio.
0% de contenido en plomo.
SON (T) 70W, 100W, 150W
Luz amarilla 2.000K
Ra=25
Vida Util= 12.000h
MASTER SON/SON-T PIA
HG FREE 150W, 250W,
400W
Reencendido Instantaneo.
0% fallos a las 6.000 h
Vida Util= 20.000h
32
Sodio
Mas vida útil = menos
costes de mantenimiento.
Sin fallos de lámpara
durante las primeras 6.000
horas de funcionamiento.
SON (T) 70W, 100W, 150W
Vida Util= 12.000h
MASTER SON (T) PIA Plus
Flujo mas elevado a
igual potencia
Vida Util= 16.000h
Libre de plomo= reciclable y
respetuosa con el medio
ambiente.
Eficacia extremadamente
alta.
Seguridad: Reencendido en
caliente en menos de 30
seg.
33
¿Qué lámpara
proponemos?
100W HID-DV DALI 100-150W /S SON/CDO/SDW-TG
70W HID-DV 1-10V 70/S SON
MASTER SON (T) PIA Plus
Flujo mas elevado.
Vida Útil= 16.000h
70W HID-PV 70 SON/CDO
34
Sodio baja presión
Mayor vida útil gracias al
PSG (Getter de estado
sólido de Philips).
Sin fallos de lámpara
durante las primeras 6.000
horas de funcionamiento.
SOX 35W y 55W
Vida útil= 12.000h
Flujo Luminoso de 4.500 o
7.800 lúmenes
MASTER SOX PSG
Vida útil= 14.000h
Flujo de 4.800 u 8.000
lúmenes
Mayor flujo luminoso,
eficacia mejorada.
Posición de funcionamiento
35
Luz blanca: Menos CO2
Sub-urban
-56%
an
b
r
u
-43%
-85%
-47%
36
Halogenuro cerámico
Luz blanca calida: seguridad
y embellecimiento de
ciudades.
Excelente reproducción
cromática que facilita p.e. la
identificación de las caras.
SON (T) 70W, 100W, 150W
Luz amarilla 2.000K
Ra=25
Vida Util= 12.000h
MASTER City White
CDO-ET / TT 70W, 100W,
150W
Luz blanca calida
2.800K
Ra>80
Vida Util= 12.000h
Color constante durante
toda su vida útil.
Intercambiable donde
existan balastos de sodio.
37
¿Qué lámpara
proponemos?
70W HID-DV 1-10V 70/S CDO
MASTER City CDO-ET / TT
70W, 100W, 150W
Luz blanca calida
2.800K
Ra>80
Vida Util= 12.000h
38
Halogenuro cerámico
Luz blanca calida: seguridad
y embellecimiento de
ciudades.
Excelente reproducción
cromática que facilita p.e. la
identificación de las caras.
MASTER City Flood CDMTT 70W, 150W
Luz blanca neutra
4.200K
Ra>90
Vida Util= 9.000h
Color constante durante
toda su vida útil.
Intercambiable donde
existan balastos de sodio.
39
MASTER SON PIA
Agro/Green Power
MASTER HPI
• Aplicaciones
Horticultura, jardines…
• Favorece los verdes
Sodio
• Posición
funcionamiento
MASTER HPI-T Art Colour
• Decorativo
• Posición
funcionamiento
Halogenuros metálicos
40
Philips Mastercolour Elite MW
Características de la lámpara
Vida
Media
Lúmenes
Casquillo
IRC
Tc
Elite 210W
20.000
24.150
PGZ18
90
3000
Elite 315W
20.000
37.800
PGZ18
90
4000
Ventajas:
- Muy compacta: 50% tamaño respecto a HPL y HPI
- Larga vida vida útil 12.000 horas (vida media 20.000)
210W Elite
250W HPI
315W Elite
400W HPI
- Excelente reproducción cromática (Ra 90)
- Sistema con lámpara y luminaria.
Venta Luminarias Elite MW W2
41
Sistema
Luminarias
Lámparas
Equipos
electrónicos
Sistema
Completo
White
Gold
42
•
Uniformidad longitudinal +20%
•
Interdistancia +16%
43
Nuevas luminarias
MILEWIDE
MINI MILEWIDE
44
El antes y el después en un caso real
250W
Sodio
Somosaguas, Pozuelo, Madrid
140W
Cosmopolis
45
Somosaguas: mediciones reales
140W
250W
4,1 Cd/ m2
Ul 0,82
4,6 Cd/ m2
Ul 0,68
46
Solo Electrónica: Regulación con Lumistep
Balastos Xtreme
60.000h vida
5 años de garantía
Xtreme 60W
Xtreme 90W
Lumistep 60W LS-6
Lumistep 90W LS-6
Lumistep 60W LS-8
Lumistep 90W LS-8
Lumistep 60W LS-10
Lumistep 90W LS-10
Ahorros de
hasta 22%
47
Eficacia lámpara (Lm/W) →
Rendimiento de color frente a eficacia
SON-T
zona Ideal
100
CDO-TT
SON-T Confort
80
CPO/PL-L
60
HPL Confort
HPL Neutra
40
20
20
40
HPL = mercurio
SON = sodio
CPO = halogenuros cerámicos
CDO = Cosmopolis
60
80
100
Calidad de color (Ra) →
48
Casos prácticos de sustitución en alumbrado vial
125 W de vapor de mercurio 70 W de sodio
49
250 W de vapor de mercurio 150 W de halogenuros
50
250 W de Vapor de mercurio 90 W de Cosmopolis
51
INDICE
Introducción
Lámparas
Balastos
Luminarias
Sistemas de control
LEDs
52
Balastos electrónicos para las soluciones más eficientes
¿Qué ventajas ofrecen los equipos electrónicos?
Alargan la vida de las lámparas - Aumento de la vida hasta un 40%
Ahorran energía - Ahorros de un 25% ( 15% exterior 25% interior )
Seguridad - Apagado automático / Ausencia de efecto estroboscópico
Confort - Arranque suave / Evita los parpadeos: Confort visual
Flexibilidad - Posibilidad de regulación con balastos regulables
Simplicidad - Menos cableado (sencillez de instalación)
No se necesitan otros equipos auxiliares para funcionar
(arrancador, condensador…)
Conservación del Medioambiente
53
Ahorro de energía y dinero
¿Dónde está el secreto?
•
Hasta un 25% de ahorro en energía
10% en el balasto.
Pérdidas térmicas, eficiencia electrónica
15% funcionamiento en alta frecuencia
Mismo flujo con menos potencia
•
No hacen falta baterías de compensación de reactiva
•
No hay pérdidas térmicas
Ahorro en Aire Acondicionado
•
Más vida útil: Menos cambios de lámparas
54
Potencia Consumida
Equipos electrónicos para exterior
¿por qué? (1)
[W]
Cambio de lámpara
200
176
167
Ahorro
de energía
4000
•
8000
12000
Horas de funcionamiento
16000
Más AHORRO energético y económico.
– Eficiencia Electrónica Menos pérdidas térmicas
– Posibilidad de regulación de flujo lumínico
– Factor de potencia CONSTANTE >0,98
55
¿por qué? (2)
•
Más SEGURIDAD Y FIALIBILIDAD: ESTABILIZACIÓN en cada lámpara
– Flujo lumínico constante (+/-2% Lm)
• De 206 V a 254 V
– Funcionamiento estable
• De 180 V a 264 V
– Incremento en la vida de la lámpara
• Hasta un 30%
– No son necesarios reguladores-estabilizadores en cabecera
56
¿por qué? (3)
• Más SEGURIDAD y FIABILIDAD:
– Arranque y reencendido controlados
– Protección total al final de vida de la lámpara
• Mejores PRESTACIONES:
– Nivel de luz uniforme en todos puntos de luz
– Sin reemplazo de condensadores
– Compatible con sistemas de telegestión.
– Funcionamiento a 130 Hz: sin parpadeos.
57
¿por qué? (4)
• Simplicidad TODO en UNO:
– Arrancador + Balasto + Condensador + Estabilizador + Regulador
– Mucho más ligero
58
INDICE
Introducción
Lámparas
Balastos
Luminarias
Sistemas de control
LEDs
59
Columnas – solución global de alumbrado
60
61
INDICE
Introducción
Lámparas
Balastos
Luminarias
Sistemas de control
LEDs
62
Telegestión en alumbrado exterior
63
Diferencias con otros Sistemas
Starsense
Equipos con
Doble Nivel
Chronosense
Estabilizadores
y Reductores
Encendido/Apagado
Estabilizador de Tesión
Regulación de Flujo
Posibilidad de mezclar lámparas
Sin Hilo de Mando
Medidas (Intensidad/Tensión)
Protección contra Sobretensión
Cálculo de la Potencia Instalada
Regulación luz blanca(Halogenuros)
Control Individual de Punto de Luz
Regulación de Flujo Continuo
Predicción de Fallos en Lámpara
Conexiones a Sensores
Reloj Astronómico
64
¿Qué es la telegestión?
• La telegestión es la capacidad de controlar y
supervisar los puntos de luz del exterior mediante
el sistema Starsense de Philips
• Control
– Encender y apagar lámparas, elevar o reducir su nivel de luz
– Según parámetros internos (por ejemplo, un programador)
– Según parámetros externos (por ejemplo, densidad del tráfico,
luz diurna)
• Supervisión
– Estado de lámpara: encendida, apagada, atenuada, fundida
– Estado de la red
– Horas de funcionamiento (p. ej., según el emplazamiento)
– Consumo de energía (p. ej., por calles)
65
El Sistema
Starsense Supervisor
Software
Controlador de
Segmento
OLC
+
Dynavision
66
Sistemas de control de alumbrado - Telegestión
Ahorro por medio de la regulación
•
Regulación del flujo luminoso de las lámparas Hasta el 20% en SON y hasta el 50% en CDO De
forma manual o automática:
–
–
–
•
•
•
Por baja densidad de tráfico
Por luminosidad ambiental
Por condiciones atmosféricas
Flujo luminoso constante
Potencia de lámpara virtual
Conmutación por luz diurna
67
Sistemas de control de alumbrado – Telegestión
Reducción de niveles por baja densidad de tráfico
La instalación funcionará normalmente
cuando el tráfico sea el habitual
Cuando hay menos tráfico en un carril, la luz
de dicho carril reduce su nivel mientras el
resto de carriles, se siguen iluminando al
100%.
68
Flujo luminoso constante
100
Sin mantenimiento lumínico, telegestión con reactancia
convencional
A
Lúmenes en %
90
80
70
60
50
100
4000
8000
12000
16000
20000
24000
Sobreiluminación
28000
32000
Horas de
funcionamiento
• En todas las instalaciones nuevas se da una sobreiluminación
intrínseca para compensar el factor de depreciación.
• Esta luz adicional puede atenuarse durante el periodo inicial.
69
Potencia de lámpara virtual
30 m
Con la regulación es posible lograr prácticamente cualquier potencia de
lámpara
La uniformidad longitudinal es el factor que impide aplicar mayores
interdistancias
– Consecuencia: el nivel de luz medio es mayor que el requerido
– Solución: se puede atenuar la lámpara a un nivel predefinido para
obtener exactamente el que se requiere
70
Conmutación por luz diurna
• Conectando una fotocélula al sistema, se puede conmutar en función
de la luz natural incidente
– Mejora la seguridad si se dan condiciones de luz irregulares
cuando las luces aún están apagadas (nubes, tormentas)
– Ahorro por desactivación cuando hay suficiente luz natural
lx
Luz natural
Luz
artificial
Luz
artificial
APAGADO
ENCENDIDO
APAGADO
ENCENDIDO
Tiempo
71
INDICE
Introducción
Lámparas
Balastos
Luminarias
Sistemas de control
LEDs
72
¿Qué nos aportan los LEDS a la Iluminación?
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Larguísima vida (50.000 a 100.000 horas)
Reducción en costes de mantenimiento.
Mayor eficacia que las lámparas incandescentes y las
halógenas (30 lumenes/W)
Gran calidad de luz: sin UV, sin IR en el haz de luz
Productos más pequeños.
Flexibilidad en diseño (luz oculta)
Colores saturados (sin necesidad de filtros)
Posibilidad de regulación y de luz dinámica (colores RGB)
Robustez, seguridad ante vibraciones (iluminación en estado
sólido)
Fuente de luz libre de mercurio.
Encendido instantáneo, sin parpadeo.
Arranque a bajas temperaturas (hasta -40°C)
Funcionamiento a bajo voltaje.
73
Decoscene LED
Mini Iridium LED
City Spirit LED
- UrbanLine
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ColorBlast® 12 ColorBlast® 12 TR ColorBlast® 6
iWBlast® 12 TR
ColorBurst 6
74
75

Eficiencia Energética en el Alumbrado Exterior

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