EFICIENCIA ENERGETICA EN ALUMBRADO

SITUACION ACTUAL

El 75% del alumbrado esta basado en tecnologías

antiguas de baja eficiencia

ۥ 650 millones de euros en

gasto energético

CO2• 2,7 millones de toneladas

de emisiones de CO2

TEP• 9,5 millones de barriles

de petróleo al año

KW• Producción de 3 centrales

eléctricas anual

AHORRO POTENCIAL

NUESTRA PRIORIDAD: LA EFICIENCIA Y EL AHORRO ENERGETICO

Incrementar el Ahorro Racionalizar el consumo de energía mediante la optimización del Consumo Reducción de los Costes de ExplotaciónMedioambiente y sostenibilidad: Reducción de la contaminación lumínica y energéticaOrganizar información

EFICIENCIA ENERGETICA

IncrementarAhorro

ReducirROI

ReducciónCostes

Optimización Energética

UN SISTEMA DE GESTION EFICIENTE DE LA ENERGIA PERMITIRÁ AHORRAR ENTRE UN 60% Y 80% DE ENERGIA

RAT LIGHT SYSTEMSNUESTRA PRIORIDAD: LA EFICIENCIA Y EL AHORRO ENERGETICO

Los balastos electrónicos RAT para lámparas de descarga HID (Sodio y Halogenuro) son productos digitales de alta fiabilidad y estabilidad, que, utilizando las más novedosas y modernas técnicas de microprocesadores confieren a las instalaciones de alumbrado donde se ubican la mayor eficiencia posible.Debido a las necesidades de alta disponibilidad y elevados períodos de funcionamiento del alumbrado, supone una fuente enorme de consumo de energía eléctrica no renovable, por lo que la mejora de su grado de eficiencia y gestión, manteniendo un nivel adecuado de iluminación, posee una elevada importancia para:

Reducir el consumo de energía eléctrica no renovable

Optimizar los gastos de energía Reducir emisiones de gases de efecto invernadero

BALASTO ELECTONICO

TELEGESTION

TECNOLOGIA LED

OPTIMIZACION

EFICIENCIA ENERGETICA

PASOS A CONSIDERAR PARA LA MEJORA DEL ALUMBRADO EFICIENTE

• Identificar la situación actual de la instalación– Tecnologías existentes– Calidad del alumbrado actual (nivel de luz, reproducción cromática…)– Necesidades reales de iluminación

• Analizar las posibilidades de mejora– Potenciales de ahorro energético– Potenciales de ahorros en mantenimiento– Incremento de la calidad del alumbrado

• Proponer las soluciones de renovación (alternativas)– Cambio a TECNOLOGIA ELECRONICA– Cambio de lámpara y equipo electrónico– Cambio de lámpara, equipo electrónico con regulación regulación

EL CORAZON DEL SISTEMA EFICIENTE

• Arranque controlado con niveles precisos de tensión y corriente• Estabilización del funcionamiento de la lámpara en régimen

permanente• Prolongación de la vida de la lámpara hasta su vida útil• Potencia y flujo lumínico constante hasta las ultimas 100 horas de

vida de la lámpara (sin depreciación)• No hay pérdidas por calentamiento (Pérdidas de Faucault)• Factor de potencia constante entre 0.98 y 1. • Uniformidad del alumbrado, incluso en regulación• Desconexión del equipo electrónico en caso de fallo de lámpara.• Ausencia de efecto estroboscópico (Flicker o parpadeo)• Protecciones de fin de vida de lámpara, sobretensión, fallo de lámpara y

sobre temperatura• Eliminación de flicker y resonancia acústica debido al funcionamiento en

baja frecuencia• Filtrado de emisiones radiadas y conducidas (Compatibilidad

Electromagnética:UNE-EN-55015, UNE-EN-61000, UNE-EN-61547)

BALASTO ELECTRONICO RAT

OPTIMIZACION DEL ALUMBRADO CON EQUIPOS ELECTRONICOS

CAMBIO A EQUIPO ELECTRONICO30% DE AHORRO ENERGETICO RESPECTO A EQUIPOS CONVENCIONALES

DESDE UN 50% DE AHORRO RESPECTO AL CONSUMO ANTERIOR

SIN DEPRECIACION DEL FLUJO LUMINOSO

50% MAS DE VIDA UTIL DE LAS LAMPARAS

COMPACTOS Y MUY SENCILLOS DE INSTALAR

MEJORES PRESTACIONES

MINIMIZACION DE LOS COSTES DE MANTENIMIENTO DEL ALUMBRADO

PROBLEMAS RESUELTOSCAUSA EFECTO

Estabilización de la potencia de la lámpara Invariabilidad de consumosAhorro energéticoEstabilización del consumo

Estabilización cromática (mantenimiento del IRC) Uniformidad cromática de la instalación.Constancia del flujo lumínico

Mantenimiento lumínico hasta las últimas 100 horas de vida de la lámpara

Constancia del flujo lumínico

Prolongación de la vida de la lámpara hasta los límites del fabricante Menos costes de mantenimiento

Eliminación de los picos de tensión durante el arranque Invariabilidad de consumosOptimización de tarifa eléctrica

Ahorro energético

Independencia de la caída de tensión (elevada longitud línea eléctrica)

Funcionamiento estable de toda la líneaUniformidad cromática en la línea

Ahorro energético

Eliminación de consumos por energía reactiva Invariabilidad de consumosAhorro energético

Mayor eficiencia energética Aprovechamiento lumínico de la potencia consumida

EFICIENCIA ENERGETICA

EFICIENCIA BALASTO ELECTRONICO Sin tener en cuenta otras cuestiones mas que

las perdidas intrínsecas, en el balasto convencional se tiene un desglose de perdida derivado de cada uno de sus componentes, lo cual, afecta de manera muy directa a la eficiencia del conjunto.

CONVENCIONAL (hasta 35%)

Eficiencia < 65 Lm/W

ELECTRONICO (Hasta 8%)

Eficiencia > 90 Lm/W

REACTANCIA (25%)

ARRANCADOR (5%)

CONDENSADOR (3%)

PROPIAS (8%)

INCREMENTANDO LA EFICIENCIA DE NUESTRAS INSTALACIONES.

OTROS FACTORES LAMPARAS MAS EFICIENTES LUMINARIAS DE MAYOR RENDIMIENTO

Esto afecta en gran medida a la eficiencia, de manera que tomando como ejemplo una lámpara con eficiencia de 100 Lm/W, .

COMPARATIVA SODIO-SODIOEQUIPOS CONVENCIONALES CON VAPOR DE SODIO

Potencia Nominal

(W)

Consumo Aprox.

(W)

Flujo luminoso Inicial (lm)

Eficacia luminosa (lm/W)

Duración lámpara (Hr,

media)

Depreciación del Flujo(4000 hr)

IRC

Min Typ Lamp Sistema Lamp Sistema

250 300 325 32.000 22.200 125 90 12.000 20% 23

150 180 195 16.500 11.550 110 78 12.000 20% 23

100 120 145 10.500 7.350 105 61 12.000 20% 23

70 90 100 6.600 4.620 94 56 12.000 25% 23

EQUIPOS ELECTRONICOS RAT CON VAPOR DE SODIO

Potencia Nominal

(W)

Consumo (W)

Flujo luminoso Inicial (lm)

Eficacia luminosa (lm/W)

Duración lámpara

(Hr, media)

Depreciación del Flujo(4000 hr)

IRC

Lamp Sistema Lamp Sistema

250 263 32.000 32.000 128 121 24.000 0% 23

150 159 16.500 16.500 115 105 24.000 0% 23

100 105 10.500 10.500 105 101 24.000 0% 23

70 74 6.600 6.600 91 88 24.000 0% 23

COMPARATIVA SODIO-HMEQUIPOS CONVENCIONALES CON VAPOR DE SODIO

Potencia Nominal

(W)

Consumo Aprox.

(W)

Flujo luminoso Inicial (lm)

Eficacia luminosa (lm/W)

Duración lámpara (Hr,

media)

Depreciación del Flujo(4000 hr)

IRC

Min Typ Lamp Sistema Lamp Sistema

250 300 325 32.000 22.200 125 90 12.000 20% 23

150 180 195 16.500 11.550 110 78 12.000 20% 23

100 120 145 10.500 7.350 105 61 12.000 20% 23

70 90 100 6.600 4.620 94 56 12.000 25% 23

EQUIPOS ELECTRONICOS RAT CON HALOGENURO METALICO

Potencia Nominal

(W)

Consumo (W)

Flujo luminoso Inicial (lm)

Eficacia luminosa (lm/W)

Duración lámpara

(Hr, media)

Depreciación del Flujo

(4000 hr)IRC

Lamp Sistema Lamp Sistema

250 263 25.000 25.000 100 95 24.000 0% 86

150 158 16.300 16.300 108 103 24.000 0% 85

100 108 10.900 10.900 106 101 24.000 0% 80

70 75 7.600 7.600 101 101 17.000 0% 80

50 54 5.500 5.500 100 93 17.000 0% 80

PROBLEMAS RESUELTOS CON LOS EQUIPOS ELECTRONICOS

PRESTACIONES DEL EQUIPO ELECTRONICO• ARRANQUE INTELIGENTE

– V/I DE ARRANQUE PARTICULAR PARA CADA LAMPARA– ENTRADA V/I CONTROLADA

• ESTABILIZACION DEL FUNCIONAMIENTO DE LA LAMPARA• MAXIMO RENDIMIENTO DE LA LAMPARA• PROLONGACION DE LA VIDA DE LA LAMPARA HASTA UN 50%• POTENCIA Y FLUJO LUMINICO CONSTANTE HASTA LAS 100 ULTIMAS

HORAS DE VIDA• NO SE PRODUCEN PERDIDAS TERMICAS POR CALENTAMIENTO• FACTOR DE POTENCIA CONSTANTE ENTRE 0.98 Y 1

FACTORES QUE AFECTAN AL CONSUMO ENERGETICO

CONSUMO TOTAL

ALIMENTACION

PERDIDASARRANQUE

• ARRANQUEDurante el proceso de arranque, se producen picos de corriente que incrementan el consumo instantáneo hasta casi el doble en algunos casos de la potencia nominal.

• PERDIDASDurante el funcionamiento habitual de la reactancia, se producen perdidas que se producen en los transformadores, tales como perdidas por calentamiento, en el entrehierro, envejecimiento de reactancia y/o lámpara, efecto rectificador…

• ALIMENTACIONLa variación de la tensión de entrada afecta de manera directamente proporcional al consumo, incrementándose con la misma (una variación del 10% en la tensión de red supone un incremento del consumo de entre un 25% o 30%.

NOTAS SOBRE EL FUNCIONAMIENTOFASES DE LA LAMPARA1. IGNICION

– Objetivo: Generar arco – Tensión de Arranque

(Circuito Abierto)• > 600V, VSAP• 2÷5 kV, MH

– RLAMP baja, V = VLAMP/4– Duración: 1 µseg

2. CALENTAMIENTO– Objetivo: mantener P cte

mientras se alcanza la tensión de arco.

– Se incrementa la tª del gas, y en consecuencia RLAMP

– Tensión de arco → VLAMP

– En esta fase:• Magn = Limitador de I• RAT = Fuente de I cte

– Entre 2 y 5 minutos

3. QUEMADO

t

IGN QUEMADOCALENTAMIENTO

V, I

Potencia ConstanteLimitaciónCorriente

PLAMP

VLAMP

ILAMP

ARRANQUE DE LAMPARA

CONVENCIONALEl arrancador convencional genera el pico de tensión necesario para iniciarse la descarga. Tras ello, comienza a reducirse la corriente hasta que se alcance la estabilización.

ELECTRONICOEl arranque con equipo electrónico se produce manteniendo la curva V/I dentro de los parámetros marcados por el fabricante de las lámparas

0 240 480 720 960 12001440168019202160240026402880312033603600384040804320456048000

200

400

600

800

1000

1200

EVOLUCION CORRIENTE DE ARRANQUE In=500mA (100W)

Tiempo

Corr

ient

e (m

A)

VARIACIONES DE LA TENSION

La tensión generada por el equipo electrónico es invariante frente a la tensión de entrada, por lo que no se tiene variación en ningún parámetro.

SODIO HALOGENURO

Variación de los parámetros de funcionamiento (Tensión, corriente, potencia, flujo) debido a equipos ferromagnéticos con respecto a la tensión de alimentación en CA (Un)

CONVENCIONAL ELECTRONICO

A pesar del mayor flujo inicial alcanzado con la tecnología convencional, en muy poco tiempo, se igualan y mejoran los flujos lumínicos de ambas soluciones. Al mismo tiempo, crecen los consumos por el incremento de las pérdidas del sistema convencional

La continua depreciación (reducción del flujo, incremento de consumos…) de la tecnología convencional contrasta con el mantenimiento

El flujo luminoso se mantendrá constante hasta las últimas 100 horas de vida de la lámpara

No se verá afectado por las fluctuaciones de tensión y corriente eléctricas

MANTENIMIENTO FLUJO LUMINOSO

ENVEJECIMIENTO TENSION DE ARCO• Tensión de funcionamiento de una lámpara, establecida por los fabricantes para un modelo

particular. Durante su vida útil, esta tensión va aumentando sobre el valor inicial, hasta alcanzar valores para los cuales la lámpara deja de ser estable, produciéndose apagados intempestivos de la misma, por lo que se considera agotada.

• Las lámparas de descarga funcionan de manera óptima con una tensión de arco en forma cuadrada en serie con la corriente que las recorre. Cuando el sentido de la corriente se invierte en la lámpara, la tensión de arco de la misma se hace un poco más elevada que en el resto del semiperiodo. A este valor instantáneo se le denomina tensión de reencendido.

• La tensión de reencendido de la lámpara debe ser en todo momento menor que el valor instantáneo de la tensión de red, ya que de ser mayor, la lámpara se apaga al necesitar en ese momento más tensión de la que la red le puede suministrar.

VARIACION DE LA TENSION DE ARCO

AUMENTO DE LA TENSION DE ARCO

VARIACION DE LA

TENSION DE RED

ENVEJECIMIENTO

LAMPARA

TEMPERATURA

POSICION

FIN DE VIDA UTIL

ELIMINADO

RESONANCIA ACUSTICAARCO

NORMALARCOS

RESONANTESCoincidencia de la frecuencia de operación de la lámpara, o alguno de sus principales armónicos, con alguna de las frecuencias propias de la lámpara (función principalmente de la construcción de la lámpara, es decir dependen de variables como la presión del gas al interior del tubo de descarga, la temperatura, la geometría del tubo y la mezcla gaseosa en su interior), siendo su efecto la variación de la presión al interior del tubo de descarga.

CAUSAS- ARRANQUE CON ARRANCADOR MAGN.- ENVEJECIMIENTO DE LA LAMPARA- FUNCIONAMIENTO EN ALTA FRECUENCIA- ALTAS TEMPERATURAS

DEFINICION

Parpadeo del arco eléctrico (flicker) con posibilidad de extinción del arco. En el peor de los casos este parpadeo puede llegar a tocar las paredes internas del tubo de descarga (el arco se encuentra a varios cientos de grados de temperatura) ocasionando la destrucción de la lámpara.

EFECTOS

ELIMINADO

GAMA DE

PRODUCTOS

GAMA SOH I Eleva la eficiencia del sistema (relación lumen/vatio del conjunto balasto-

lámpara ) hasta un 40% mayor respecto a otras tecnologías Ahorros INMEDIATOS de hasta un 80% en el coste de la energía sin cambios

de luminaria. Incremento de la vida de la lámpara hasta un 50% respecto al convencional

que le permite alcanzar su vida útil. Mantenimiento del flujo lumínico hasta las últimas 100 horas de vid de la lámpara, minimizando la depreciación de flujo. Funcionamiento en onda cuadrada de baja frecuencia (<200 Hz), forma

optima de trabajo en lámparas HID para: evitar resonancia acústica, flickering (parpadeo), duplicar la vida la lámpara y optimizar sus capacidades cromáticas

Factor de Potencia constante mínimo de 0.98 hasta fin de vida del balasto (elimina cualquier consumo de energía reactiva durante la vida útil del balasto)

Reducción drástica de los costes de instalación y mantenimiento Versiones Independientes de la tectología HID: Un mismo balasto puede

trabajar con lámparas de diferentes tipos para la potencia dada sin pérdida de rendimiento.

Protección de fin de vida de la lámpara, Cortocircuito, Circuito abierto y exceso de temperatura.

Autoapagado en caso de fallo de lámpara Protección frente a fallos de calidad eléctrica que afectan a la vida de la

lámpara: Sag/Dip, Brownout, Swell

Certificaciones (KEMA-KEUR):EN61347-1, EN61347-2-12;EN55015: 2006 +A1:2007 +A2:2009 ;EN61000-3-2:2006 +A2:2009;EN61000-3-3:2008; EN61547:2009; ROHS,ENEC

GAMA SOH II

OPCIONES DE REGULACION: IPM

Lámpara TEV TPM

Pn TipoHoras

% PnHoras

% PnInv Ver Inv Ver50W

VSAPMH

2:00 0:30 18 2:00 2:00 1270W 2:00 0:30 10 2:00 2:00 20

100W 2:00 0:30 25 2:00 2:00 25150W 2:00 0:30 25 2:00 2:00 25250W 2:00 0:30 25 2:00 2:00 25

EJEMPLOS DE OPTIMIZACION DEL

ALUMBRADO

EJEMPLO I: SODIO 250INSTALACION CONVENCIONAL

VALORES ENERGETICOSPotencia (Pn = 250W): ± 250 + 30% Consumo anual (4380 horas): 1.423,5KWVida media: 10.000 horas

INSTALACION RAT

VALORES LUMINICOSFlujo Luminoso teórico = 25.000 LmFlujo Luminoso corregido: 12.500 LmReproducción Cromática IRC = 25Factor S/P: 0,50Factor de mantenimiento: 0,65

SODIO 250W

• 1182,6 KW• 20.000 horas• 15000 Lm

SODIO 150W

• 1182,6 KW• 20.000 horas• 9.300 Lm

Potencia Total AnualVida media (= Vida útil)Flujo Luminoso Corregido

Potencia Total AnualVida media (= Vida útil)

Flujo Luminoso Corregido

EJEMPLO II: SODIO 250INSTALACION CONVENCIONAL

VALORES ENERGETICOSPotencia (Pn = 250W): ± 250 + 30% Consumo anual (4380 horas): 1.423,5KWVida media: 10.000 horas

INSTALACION RAT

VALORES LUMINICOSFlujo Luminoso teórico = 25.000 LmFlujo Luminoso corregido: 12.500 LmReproducción Cromática IRC = 25Factor S/P: 0,50Factor de mantenimiento: 0,65

HM 150W

• 696,4 KW• 24.000 horas• 20.150 Lm

HM 100W

• 696,4 KW• 24.000 horas• 14.170 Lm

Potencia Total AnualVida media (= Vida útil)Flujo Luminoso Corregido

Potencia Total AnualVida media (= Vida útil)

Flujo Luminoso Corregido

Reproducción Cromática IRC = 80Factor S/P: 1,3Tª Color (ºK): 3000

EJEMPLOS DE INSTALACIONES

HALOGENURO METALICO

35W

EJEMPLOS DE INSTALACIONES

VAPOR DE SODIO 100WHALOGENURO METALICO 100W

EJEMPLOS DE INSTALACIONES

VAPOR DE SODIO 150W - REGULADO

HALOGENURO METALICO 70W

EJEMPLO DE MEJORACAMBIO DE 44 BALASTOS CON LAMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO DE 400W A EQUIPOS ELECTRONICOS PARA

HALOGENUROS METALICOS DE 250W

PAUTAS DE INSTALACION SEGÚN NORMATIVAS DE COMPATIBILIDAD

ELECTROMAGNETICA

INSTALACION1

• DESCONECTAR LA LINEA DE ALIMENTACION EN EL CUADRO ELECTRICO

2• DESCONECTAR FUSIBLE DE LA LUMINARIA

3• UBICAR BALASTO SOBRE LA BANDEJA PORTAEQUIPOS

4• CONECTAR CABLE DE LAMPARA

5• CONECTAR CABLE ALIMENTACION

6• OPTIMIZAR UBICACIÓN DEL CABLEADO

7• REVISAR CONEXIONADOS

8• CONECTAR FUSIBLE DE LA LUMINARIA

9• CONECTAR LA LINEA DE ALIMENTACION EN EL CUADRO ELECTRICO

SELECCIÓN DEL CABLEADO

CABLE DE LAMPARACABLES CON AISLAMIENTO DE

SILICONA Y TENSION DE ENSAYO DE 5KV

CABLE ALIMENTACIONCABLE ENTRE 1.5 Y 2.5mm

AVG20/12

OPTIMIZACION CABLEADO

EVITAR:

PROXIMIDAD AL

EQUIPO

TRAMOS PARALELOS

CRUZES DE CABLEADO

ENCIMA DEL EQUIPO O DE OTROS ELEMENTOS

OPTIMIZACION INSTALACION

EQUILIBRAR AL MAXIMO POSBLE DE LINEA ELECTRCA

EVITAR INSTALACIONES HIBRIDAS EN UNA MISMA FASE

LONGITUD MAX DE CABLEADO 2m ENTRE EQUIPO Y LAMPARA

PROTECCION CONTRA SOBRETENSIONES

SISTEMAS DE TELEGESTION

GESTION ENERGETICA INTEGRADA

Incrementar el Ahorro Racionalizar el consumo de energía mediante la optimización del Consumo Reducción de los Costes de ExplotaciónMedioambiente y sostenibilidad: Reducción de la contaminación lumínica y energéticaOrganizar información

EFICIENCIA ENERGETICA

IncrementarAhorro

ReducirROI

ReducciónCostes

Optimización Energética

UN SISTEMA DE GESTION EFICIENTE DE LA ENERGIA PERMITIRÁ AHORRAR ENTRE UN 60% Y 80% DE ENERGIA

ESQUEMA RESUMIDO DEL SISTEMACUADRO GENERAL

CONTROL

ALUMBRADO

GESTION ENERGETICA INTEGRADAAHORRO ENERGETICOOptimización de PotenciaControl ON/OFF Regulación Inteligente Autónoma (Modulo Monitorización)Regulación Manual (Modulo de Telegestión)Monitorización del consumoReducción de las emisiones CO2

REDUCCION DE COSTES DE EXPLOTACIONReducción de reemplazamientos de lámpara por averíaIncremento de la vida de la lámparaMinimiza costes de mantenimientoMejora en el tiempo de intervenciónGestión de partes de averíasMantenimientos preventivos

VISION GENERAL DEL SOFTWAREOPERACIÓN PRINCIPAL DEL SISTEMA• Mediante sus diferentes módulos,

permitirá la monitorización del estado operativo del alumbrado y del consumo eléctrico, reducir los costes de mantenimiento y operación, optimizar la fiabilidad del alumbrado, realizar una gestión eficaz e integrada del alumbrado en general, y de todos los elementos.

• El sistema informará en tiempo real de los consumos, calidad de red, estado de funcionamiento, incidencias y alarmas, de forma totalmente gráfica y será almacenada para su posterior tratamiento.

APLICACIONESAlumbrado públicoAlumbrado residencialCarreteras y túnelesEdificios de oficinasAlumbrado IndustrialIntegración de sistemas

MODULO DE MONITORIZACIONOPCIONES DE MONITORIZACION DE CONSUMOSEl sistema nos mantendrá continuamente informados en tiempo real de valores técnicos de cada uno de los circuitos o sistemas conectados :

Valores de tensión y corriente instantáneos, promedios, esperados…Valores de Potencia consumida.Valores de armónicos de tensión y corriente.Consumo de Energía Activa y Reactiva InstantáneaFallos en el sistema (Averías, Robo de cable, Robo de energía…)Información de sensores externos y/o sistemas integrados

El modulo de informes generará: Consumos InstantáneosConsumos periódicos:

Anual, Mensual, Diario… Entre distintas fechas seleccionables Por zonas o servicios

Ratios de consumo Histórico de consumo Gestión de la medida fiscal (coste) Listados de eventos y alarmas

MODULO DE MONITORIZACIONOPCIONES DE EVENTOSLos eventos son generados en respuesta a determinadas actividades detectadas en la instalación de alumbrado.

Exceso de consumoFallos en el suministroPicos de tensión y corriente Avería en circuitoRobo de cableFallo en circuitos de alumbradoRespuesta a eventos de dispositivos secundarios conectados.

El sistema puede interactuar con diferentes tipos de dispositivos sensores y actuadores, y generar salidas, programaciones, eventos, alarmas, etc, en respuesta a ellos.

Como ejemplos, podremos encontrar: Fotocélulas Conteo de personas Conteo de coches Sensores de luminosidad Controles de accesos Sensores y transductores Dispositivos industriales Sistemas de uso propietario…

INTEGRACION

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION