iluminación led vial

7/30/2019 iluminación led vial

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INFORME PROTECCIONES DE SISTEMAS DE

DISTRIBUCION

ILUMINACIÓN VIAL TIPO LED

INTEGRANTES : Javier Rivera B.PROFESOR : SR. José Miranda

ASIGNATURA : Proyectos de Iluminación

CARRERA : Ingeniería en Electricidad Mención Proyectos de InstalacionesEléctricas.

FECHA : 1 de Mayo del 20103

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Índice

INFORME PROTECCIONES DE SISTEMAS DE DISTRIBUCION..................................................1

Introducción

La tecnología LED está siendo una revolución en la iluminación vial e industrial.

Las características lumínicas, de durabilidad y de consumo extremadamente bajo, hacen

de las luminarias Led sean una veraz solución frente al ahorro de costos energéticos y de

mantenimiento. Las tecnologías actuales llamadas lámparas de descarga quedan atrás ya

que también superan a estas en calidad de luz. Proporcionando una visión más cercana a

la luz natural debido a su alta temperatura de color.

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Lámparas

Para iluminar espacios carentes de luz es necesaria la presencia de fuentes de luz

artificiales, las lámparas, y aparatos que sirvan de soporte y distribuyan adecuadamente la

luz, las luminarias. De esta forma es posible vencer las limitaciones que la naturaleza

impone a las actividades humanas.

Lámparas en general

Las fuentes de luz eléctricas pueden dividirse en grupos que se diferencian por el proceso

utilizado para convertir la energía eléctrica en luz. Uno de estos grupos está formado por

los proyectores térmicos que abarcan las lámparas incandescentes y lámparas halógenasincandescentes. El segundo grupo está constituido por las lámparas de descarga; éste

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abarca un amplio abanico de fuentes de luz, p. ej. Todas las formas de lámparas

fluorescentes, lámparas de descarga de vapor de sodio así como lámparas de halogenuros

metálicos. El tercer grupo está formado por proyectores de semiconductor con los LED.

Historia

La historia del LED y su desarrollo posterior ha transcurrido en paralelo al siglo XX. Ya en

1907, Henry Joseph Round, especialista en las comunicaciones por radio, descubre el

efecto físico de la electroluminiscencia. Durante muchos años, su hallazgo pasó

desapercibido por la comunidad científica.

El primer diodo LED fue diseñado por Oleg Vladimirovich Losev (quien fabricó un LED de

óxido de cinc y carburo de silicio). Losev publicó los detalles de su trabajo en 1927, en una

revista científica rusa, y abrió el camino a los posteriores descubrimientos.

Considerado como el padre del LED moderno, Nick Holonyak inventó el primer LED que

emitía en el espectro visible en 1962, cuando trabajaba para General Electric. Quince años

más tarde, ya desde su cátedra en la Universidad de Illinois, descubriría el láser de punto

cuántico, que abrió las puertas a las comunicaciones a través de la fibra óptica, los

reproductores de CD y numerosas aplicaciones en el mundo de la medicina.

Respecto a la aplicación industrial del LED, fue en los años 60 y 70 cuando tuvo un gran

desarrollo. En 1962, en paralelo al hallazgo de Holonyak, sale al mercado el primer diodo

luminiscente rojo. Servía como indicador, ya que su luz todavía no era suficiente para

iluminar una gran superficie. No es hasta 1971 que están disponibles LED en otros colores:

verde, naranja y amarillo.

En la década de los 90, se desarrollaron los ultravioleta y azules, lo que permitió crear LEDde luz blanca, a través de conversión luminiscente en 1995. Este hecho y la gran

luminosidad conseguida lo convierte en un elemento muy útil en la iluminación.

El LED es un elemento que ha estado y está en continuo desarrollo. Durante más de treinta

años, ha sido utilizados como señalización e iluminación industrial, en productos de

consumo como teléfonos inteligentes, televisiones, automóviles, ordenadores, señales de

tráfico o en el ámbito de la decoración. Su eficacia sigue mejorando a gran velocidad y ya

supera los 100 lm/W.

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LED

Los diodos luminiscentes o emisores de luz,

LEDs, se caracterizan por una duración de vida

muy larga, su resistencia a los impactos y un

bajo consumo energético. Al ser regulados, el

color de luz se mantiene constante. Al ser

conectados a la red, se necesitan equipos

auxiliares para contar con la corriente de servicio correcta. La fuente de luz puntual

permite dirigir la luz con toda exactitud. El encapsulado del diodo con material

sintético cumple las funciones de protección y de lente. La potencia de la radiación

del LED disminuye al aumentar la temperatura. Por ello es importante contar unabuena disipación del calor durante el funcionamiento. Conviene evitar que los rayos

solares incidan directamente, e igualmente que el montaje se efectúe en las

proximidades de otras fuentes de calor. Con una vida media de 50.000 horas, los

LEDs están disponibles para unos largos períodos de funcionamiento. El arranque

sin retardo alguno, y la reacción inmediata a las órdenes procedentes del control,

permiten su empleo para escenas de luz dinámicas cuya característica es la rapidez.

Los desarrollos en el campo de los LEDs están actualmente encaminados hacia lasformas compactas, un flujo luminoso mayor y una eficacia luminosa mejor, amén de

una fabricación más económica.

• Otro objetivo que se está persiguiendo consiste en reducir las tolerancias de color

que se deben a los métodos de fabricación. Los fabricantes clasifican los LEDs por

el flujo luminoso y la longitud de onda dominante, indicando para ello un código

"Bin", así como un grado de selección. Esta clasificación de los LEDs es

denominada binning.

FOTO DIRECCIONAL

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Las luces LED se caracterizan por una emisión de luz monodireccional que reduce

significativamente la luz reconducida por la parábola, consiguiendo un coeficiente de

utilización que supera el 77% de la luz emitida.

Ello viene a significar que una luminaria LED de menor capacidad de producción lumens

por watt proporciona más luz aprovechable en el cono de proyección o iluminación útil que

otras fuentes de luz.

Una luminaria con lámpara de vapor de sodio de 6500 lumens, proporciona 3500 lumensde emisión de luz útil, directamente aprovechable para iluminación mientras que una

luminaria LED de 5800 lumens proporciona 4400 lumens de emisión de luz útil que

revierten en más lux sobre la superficie a iluminar.

En la práctica, existen otros factores ópticos y eléctricos que determinan la eficacia real

comparativa entre las fuentes de luz convencionales y las fuentes LED. La tabla siguiente

establece una equivalencia operativa entre las potencias requeridas por ambos sistemas

para alcanzar un grado de iluminación correspondiente.

TABLA EQUIVALENCIA LED

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Aunque los diodos LED pueden ofrecer una vida operativa en óptimas condiciones de uso,

superior a las 100.000 horas, en aplicaciones comerciales, la vida operativa de un móduloLED se establece en 50.000 horas. Para una luminaria que permanece encendida 8 horas

al dia, esta durabilidad excede los 17 años de uso.

Transcurrido el periodo de vida útil, el módulo LED debe ser sustituido o actualizado según

el desarrollo tecnológico del momento, operación que se ve facilitada por el concepto

modular de las luminarias LED.

Las lámparas de sodio de baja presión suelen proporcionar una vida operativa de 7000

horas antes de requerir sustitución y las de vapor de sodio a alta presión suelen

proporcionar unas 10000 horas de vida útil operativa.

Características Físicas

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Los LEDs son diodos semiconductores y forman parte

de los proyectores electroluminiscentes. La producción

de la emisión se efectúa mediante la recombinación de

los pares de portadores de carga en un semiconductor,

con una distancia de bandas correspondiente. Los LEDs

producen una radiación de banda estrecha. La

temperatura de color se mantiene constante, aún

cuando disminuye la intensidad luminosa. En el caso de los LEDs para la iluminación, no se

produce ninguna radiación ultravioleta (UV) ni infrarroja (IR).

Aplicándose una tensión al cátodo y al ánodo, el LED emite luz desde la capa barrera. Los

electrones cambian su nivel energético, y ceden fotones durante la recombinación en latransición pn. La longitud de onda de la luz producida depende de los materiales

semiconductores.

Modelos

LED tipo T:La forma T normal del LED cuenta con un cuerpo de

material sintético de 3-5mm de tamaño, para los LEDs

empalmados. La forma del lente determina el ángulo de salida

de la luz. Siendo fuente de luz con un flujo luminoso pequeño,

es empleado como luminaria de orientación y señalización.

LED SMD:En el tipo "Surface Mounted Device" (SMD), el

componente es pegado directamente en el circuito impreso, y

sus contactos se sueldan.

LED COB: La tecnología "Chip on Board" (COB) coloca el

chip directamente sobre el circuito impreso, sin ningún

cuerpo propio. El empalme entre el ánodo y el cátodo se

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puede realizar mediante hilos conductores finos. Contra las influencias externas se le

protege al chip mediante el embebido.

LED de alta potencia: Se denominan High Power LED aquellos diodos

luminosos cuyo consumo de potencia se sitúa por encima de 1W. Éstos

pueden ser tanto LEDs de tipo SMD como también de tipo COB. Lo

importante es el montaje especial para una resistencia térmica muy baja

entre el chip y el circuito impreso. Normalmente los LEDs de alta

potencia se montan en circuitos impresos de núcleo metálico, los que

requieren un control de calor especial en la luminaria.

Utilización de iluminación Led

Utilización en carreteras y túneles

El uso de esta tecnología en las vías de circulación garantiza una óptima visión para los

conductores y proporciona seguridad extra debido a su gran luminosidad.

Ahorra grandes costes de mantenimiento y sustitución ya que la vida útil se prolonga

durante 10 años en general.

Empleo en iluminación arquitectural

Resalta monumentos y edificios de una manera definitiva. Esta tecnología de control de la

luz proporciona a la arquitectura un nuevo concepto en la decoración de fachadas.

El coste energético es altamente reducido y las posibilidades son prácticamente ilimitadas.

Uso Industrial

Grandes almacenes, oficinas, fábricas, almacenes de frio. Debido a su baja emisión de

calor y a la gran eficiencia energética son el producto ideal para mejorar la calidad y

confortabilidad de luz en cualquier entorno de trabajo

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Ventajas de la tecnología led en la iluminación vial e industrial

• Menor consumo. Una luminaria LED de de 150W es capaz de sustituir a unaluminaria de Sodio de 250W.

• Menor gasto de mantenimiento. Con una utilización media de 12 horas diarias no

tendríamos que hacer mantenimiento en un tiempo estimado de unos 10 años.

• Mejor calidad de luz. Debido a su alta temperatura de color (5000-6000k)

proporciona una mejor visión y menor cansancio visual.

• Mayor durabilidad. La media de vida de estas luminarias supera las 50.000 horas

con un “light decay” decaimiento de la luz del 30%.• Resistente a impactos y golpes. No se emplean elementos frágiles en su

fabricación como cristales, filamentos, etc. que son comunes en las lámparas de

descarga.

• Fácil instalación. En casi la totalidad de los casos se pueden utilizar los báculos o

postes que ya están instalados.

• Sin retrasos en el encendido o rearranque. El encendido es instantáneo, no

necesitan de arrancadores y tiempos largos de espera para alcanzar el 100% de sucapacidad de iluminación.

• La iluminación LED posee una serie de ventajas que la convierten en la fuente de luz

ideal para un espectro cada vez mayor de aplicaciones, gracias a su fiabilidad

técnica, bajo mantenimiento y facilidad de encendido.

• La iluminación pública es hoy en día un feudo casi exclusivo de las lámparas de

vapor de sodio, tanto de alta como baja presión.

• La razón fundamental consiste en la eficiencia luminosa de estas lámparas, que

permite convertir cada vatio en una cantidad que varía entre 130 y 170 lumens.

Aunque ya existen LED en el mercado con capacidad para alcanzar hasta los 150

lumens por vatio, la mayoría de LEDs comerciales proporcionan entre 80 y 100

lumens, en base a un régimen de funcionamiento que prima la fiabilidad y

durabilidad. No obstante, la tecnología LED sigue destacando por ser la forma de

iluminación que evoluciona mas rápidamente y sus posibilidades de desarrollo aúnno han alcanzado techo.

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• Hoy en día, la iluminación LED ya tiene suficiente entidad y acumula ventajas

significativas como para medirse e incluso superar a las lámparas convencionales de

vapor de sodio, especialmente en aquellas aplicaciones críticas, donde se requieren

ciclos de apagado y encendido rápido o donde prima la calidad y reproducción de

colores y el bajo coste de mantenimiento.

Conclusiones

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Podemos decir que la tecnología Led es la evolución de la iluminación. Con su bajo

consumo, las luces LED son ideales para alumbrado vial, para el hogar, oficinas y

exteriores. Ahorrar electricidad es sencillo con la amplia gama de luces LED que existen en

la actualidad. La iluminación LED ayuda a ahorra energía y bajar las cuenta de luz. La

iluminación Led industrial, es una inversión real para empresas y hogares, generando un

masivo cambio en luminosidad, con una baja sustancial de gastos de energía.

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Referencia Bibliografía

http://www.erco.com

http://www.tuveras.com

http://www.hyperled.es/iluminacion_vial.php

http://edison.upc.es/curs/llum/lamparas/lamp0.html

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