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ÍNDICE
E.T.S. de Ingeniería IndustrialUniversidad Politécnica de Cartagena
Curso de formación en “Mercados Eléctricos”
Elche, febrero de 2010
Sistemas de iluminación y ahorro energético
ÍNDICEEjemplo de aplicaciónEficiencia en la iluminación en un edificiouniversitario: el proyecto GreenLight (EU)
ÍNDICE 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.
ÍNDICE 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, 58WPasillos: 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 balasto.
ÍNDICE Deficiencias en el diseño (2002)
Deficiencias de eje de alumbrado
Deficiencias de circuitos de conmutación
ÍNDICE Áreas de prueba Greenlight
Definición de espaciosPlanta Sótano - aulas docentes, pasillos
ÍNDICE
Planta Baja - aulas docentes, aulas informática, ALA, pasillos y recibidores
ÍNDICE
Planta Primera - aulas docentes, pasillos y recibidores
ÍNDICE
Planta Segunda - pasillos y recibidores
ÍNDICE
Color/ Reproducción cromáticaAulas: IRC > 80 (o cualquier otra dependencia docente)Apariencia de luz fría (aulas)
Eficiencia energéticaNo tenida en cuenta en una primera fase (1999)Luz natural no aprovechada
Otras consideracionesReflejos de la luz naturalRuidosProducción de calorMantenimiento
ÍNDICE Antes (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 μF 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 Antes (2002): mala conmutación, sin aprovechamiento luz natural
ÍNDICE 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 μF 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
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
ÍNDICE
Datos simulados Vs. Datos EmpíricosDatos medidos mediante luxómetro (caso real: 150W por punto de luz)
Mañana Tarde
ÍNDICE
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
ÍNDICE
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
Proyecto piloto Greenlight (2003)Antonio Gabaldón y Fernando Sequera (UPCT)
ÍNDICE ¿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
ÍNDICE 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 Planta sótano
EspecificacionesLámparas:
Tecnología: InducciónPotencia: 165 WFabricante: Philips (QL)
Equipos auxiliares:Generador electrónico de alta frecuencia, PhilipsQL 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 Planta sótano
ÍNDICE 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
ÍNDICE Planta sótano. Datos simulados Vs. Datos Empíricos
Datos medidos mediante luxómetro (150W por punto de luz)
ÍNDICE 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
ÍNDICE Planta sótano posibilidades de empleo de la luz natural (tarde)
ÍNDICE Planta sótano: posibilidades de empleo de la luz natural (mañana)
1970 2170 2300 2380 2320 2200 16401830
855 882 962 1020 1003 944 706790
430 442 520 570 551 494 370400
253 247 283 312 312 304 211262
184 220 210 204 164 132153
120 130 150 173 224 214 183179
187
ÍNDICE Cambios en las aulas planta baja (1ª planta)
ÍNDICE 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 Planta baja/Primera planta
EspecificacionesLámparas:
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 los circuitos
Luz natural: aprovechamiento turno diurno (3 filas de luminarias)
Foto sensores de iluminancia + Balastosregulables en la fila más próxima a la ventana
ÍNDICE Planta baja/Primera planta
ÍNDICE
Datos simulados Vs. Datos EmpíricosDatos medidos mediante luxómetro (caso real, con balastos electrónicos)
ÍNDICE ¿Es posible utilizar la luz natural? SI
Posibilidades de la luz natural
Mañana Tarde
ÍNDICE 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
ÍNDICE PFC de la ETSII de Cartagena (2003). Autor: Fernando Sequera
Alternativas eficientes (PB-5)Balasto regulable en f(luz natural)
ÍNDICE PFC de la ETSII de Cartagena (2003). Autor: Fernando Sequera
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
ÍNDICE Planta baja/Primera planta
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 Planta baja/Primera planta
EspecificacionesLámparas:
Fluorescentes compactas, Osram DULUX ?????Equipos auxiliares:
No necesitaLuminaria:
Sin cambiosDisposición:
Sin cambiosSistema de control:
Sin cambiosLuz natural:
Sin cambios (no aprovechamiento)
ÍNDICE Planta baja/Primera planta
ÍNDICE SISTEMAS DE ILUMINACIÓN Y AHORRO ENERGÉTICO
Muchas gracias ¿Preguntas?
www.gestiondelademanda.eswww.demandresponse.eu