¿Qué es la iluminación energéticamente eficiente y las técnicas para implementarla?

Iluminación energéticamente eficiente y cómo implementarla

Se ha estimado que la iluminación representa alrededor del 20 % de la generación total de energía del mundo. La calidad y cantidad de luz no solo afecta nuestra salud, comodidad, seguridad y productividad sino que también afecta la economía. Muchas naciones han estado gastando una gran cantidad de su presupuesto de electricidad en iluminación.

Para lograr un uso eficiente de la electricidad, las naciones han estado adoptando un cambio sostenido hacia la iluminación de bajo consumo, que es el método más rentable y confiable para ahorrar energía. Se han utilizado tecnologías bien conocidas en el área de la iluminación para optimizar los controles y equipos de iluminación existentes para reducir el consumo de energía con una mayor calidad de iluminación. Discutamos en detalle sobre este concepto.

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¿Qué es la iluminación de bajo consumo?

Cuando el uso de energía de un producto se reduce sin afectar su rendimiento o respuesta final o los niveles de comodidad del usuario, se denomina eficiencia energética. Un producto energéticamente eficiente consume menos energía para realizar la misma función en comparación con el mismo producto con más consumo de energía.

La eficiencia energética en el sector de la iluminación proporciona el nivel de iluminación requerido del esquema de iluminación para la aplicación para la que ha sido diseñado, mientras consume la menor cantidad de energía. Simplemente, la iluminación de bajo consumo puede ahorrar electricidad manteniendo una buena calidad y cantidad de luz.

La iluminación de bajo consumo implica el reemplazo (o cambio de lámparas) de las lámparas tradicionales (como las lámparas incandescentes) por otras de bajo consumo, como las lámparas fluorescentes, las lámparas CFL y las lámparas LED. También incorpora controles de iluminación adecuados, como controles de temporizador, controles basados ​​en sensores ultrasónicos y PIR, etc.

Incluye el apagado automático de las luces cuando no están en uso, especialmente durante el día. Utiliza estranguladores electrónicos en lugar de balastos en el caso de iluminación convencional y también con el uso de circuitos electrónicos; puede lograr la atenuación de las luces cuando sea necesario.

Estos esquemas de eficiencia energética se pueden aplicar para iluminación externa, iluminación interna para edificios residenciales e iluminación interna para edificios comerciales. Estos esquemas no solo reducen el consumo de energía, sino que también mejoran la calidad de la iluminación, aumentan la seguridad y el bienestar del personal y reducen los impactos ambientales.

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¿Cuál es la necesidad de iluminación energéticamente eficiente?

La iluminación es el requisito básico de cualquier instalación y afecta las actividades diarias de las personas. Esto representa una cantidad considerable del consumo total de energía en instalaciones domésticas, comerciales e industriales.

En las industrias, el consumo de energía para la iluminación constituye solo un pequeño componente de la energía total consumida, que es casi del 2 al 5 por ciento del consumo total de energía. Representa del 50 al 90 por ciento en el sector doméstico y puede llegar hasta el 20-40 por ciento en el caso de sectores comerciales/de construcción, complejos de tecnología de la información y hoteles.

Por lo tanto, se convierte en un área importante en la que se debe conservar la energía, especialmente en el sector doméstico. Por lo tanto, las soluciones de eficiencia de iluminación juegan un papel clave en las oportunidades de ahorro de energía.

Debido al alto consumo de energía, las lámparas incandescentes tradicionales y las lámparas de alta descarga deben sustituirse por lámparas de bajo consumo. Las lámparas tradicionales no solo consumen grandes cantidades de energía eléctrica, sino que utilizan gran parte de la energía consumida para producir calor en lugar de luz (por ejemplo, el 90 % de la energía consumida en el caso de las lámparas incandescentes).

Con la instalación de iluminación de bajo consumo, la cantidad de consumo de energía finalmente se reducirá y se traducirá en facturas de electricidad más bajas.

Por lo tanto, la iluminación de bajo consumo es necesaria

• Para reducir el consumo de electricidad, por lo tanto reduce las facturas de electricidad
• Para ahorrar electricidad en lugar de desperdiciarla en términos de pérdidas
• Para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero porque las lámparas convencionales producen CO₂ emisiones
• Para lograr la reducción de la carga máxima

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Consejos, trucos y técnicas para implementar iluminación de bajo consumo

La mejor y más eficaz solución para la conservación de la energía es la adopción de tecnologías de iluminación energéticamente eficientes en el sector de la iluminación, lo que facilita el rediseño integral de los sistemas de iluminación y control.

Ha habido importantes mejoras e innovaciones en las tecnologías de iluminación que pueden ofrecer un gran potencial para el ahorro de energía en muchas aplicaciones de iluminación, como la iluminación doméstica, el alumbrado público, la hostelería y los focos comerciales, oficinas e iluminación industrial, etc.

Las siguientes son lastécnicas o tipos de iluminación energéticamente eficiente que se practican comúnmente como oportunidades de ahorro de energía.

1. Cambio de lámparas con luces de bajo consumo

Las lámparas de bajo consumo pueden proporcionar la misma cantidad de iluminación con un mayor ahorro de energía a bajo costo, en comparación con las lámparas convencionales. Las lámparas incandescentes tradicionales consumen mucha energía para producir luz, en la que el 90 % de la energía consumida se emite en forma de calor y también consumen más energía, generalmente de 3 a 5 veces más que la cantidad real para producir luz.

Las lámparas de bajo consumo superan estos problemas al ofrecer muchas más ventajas que las lámparas incandescentes. Las dos opciones más populares de bombillas de bajo consumo incluyen lámparas CFL (lámparas fluorescentes compactas) y LED (diodo emisor de luz).

Lámparas fluorescentes compactas (CFL)

Las lámparas CFL son versiones en miniatura o rizadas de tubos fluorescentes de gran tamaño. Estas lámparas combinan la eficiencia de la iluminación fluorescente con la popularidad y la comodidad de las lámparas incandescentes.

Se atornillan a las luminarias que admiten todas las lámparas incandescentes estándar, pero no a las luminarias fluorescentes estándar de tubos largos. Dependiendo de la marca y el uso de la aplicación, vienen en diferentes estilos, colores y tamaños.

Las lámparas fluorescentes compactas utilizan un 75 % menos de energía y producen un 75 % menos de calor para producir la misma cantidad de iluminación en comparación con las lámparas incandescentes. Duran de 10 a 15 veces más y cuestan de 10 a 20 más en comparación con las lámparas incandescentes.

Estas lámparas están fabricadas con un tubo de vidrio fosforado compuesto por gas inerte (argón) y vapor de mercurio. Usan un balasto electrónico para crear alto voltaje durante el arranque y puede ser una unidad separada o una lámpara integrada de forma permanente. Algunos modelos especiales y más antiguos de LFC vienen con balasto separado, mientras que algunas LFC vienen con balasto incorporado.

Cuando una corriente eléctrica pasa a través de los electrodos, los electrones que están unidos a los átomos de mercurio se excitan, lo que a su vez emite luz ultravioleta. A medida que la luz ultravioleta golpea el revestimiento fluorescente, se convierte en luz visible.

Cuadro comparativo de bombillas incandescentes, CFL y LED.

Hay diferentes tipos de lámparas CFL disponibles en el mercado actual. Algunas de estas son lámparas en espiral, lámparas de tubo triple, lámparas estándar, lámparas de globo, lámparas de inundación y lámparas de candelabro. En caso de reemplazar las lámparas incandescentes, las CFL se eligen para que coincidan con los lúmenes que indican la cantidad de luz que se genera, como se muestra en la figura a continuación.

Están disponibles en una variedad de colores claros, como blanco cálido y blanco suave, blanco frío y blanco brillante, etc., según el tipo de aplicación. La siguiente tabla ilustra una gama de colores claros de lámparas fluorescentes compactas para aplicaciones específicas.

Diodos emisores de luz (LED)

Los LED son dispositivos semiconductores de estado sólido y son más eficientes energéticamente que incluso los CFL. Producen poco calor y una iluminación de mayor calidad que cualquier otra lámpara. En el momento de su creación, el uso de LED estaba limitado como indicadores de una sola bombilla en circuitos electrónicos.

Más adelante, se agrupan varios LED para desarrollar lámparas pequeñas en dispositivos que funcionan con baterías, como luces de carga, linternas, etc. Hoy en día, las lámparas LED están disponibles en muchos estilos nuevos de bombillas que son lo suficientemente brillante como para reemplazar las lámparas incandescentes tradicionales.

Las lámparas LED utilizan un 75 % menos de energía que las incandescentes tradicionales y un 50 % menos que una CFL. Pueden durar de 8 a 25 veces más en comparación con las incandescentes y hasta cuatro veces más que una CFL. A diferencia de las lámparas incandescentes y CFL, las lámparas LED no producen calor y, por lo tanto, son lo suficientemente frías para tocarlas. Pero, estos son más caros; sin embargo, son asequibles a largo plazo.

Los LED están hechos de materiales semiconductores para formar uniones PN. Siempre que la corriente fluye a través de estas uniones, libera la energía en forma de luz. La longitud de onda y, por lo tanto, el color de la luz depende de la composición de los materiales. Los LED pueden generar luz amarilla, roja, azul, verde y blanca. Para fines de iluminación, varios LED de color blanco se apilan como grupos para producir la iluminación necesaria para una aplicación.

Las bombillas LED están disponibles en diferentes formas, tamaños y estilos según el tipo de aplicación para la que están destinadas. Algunos de estos tipos incluyen bombillas difusas, bombillas LED de globo atenuable, bombillas tipo clavija de iluminación en riel, bombillas de base atornillada con reflector de inundación, LED de base de candelabro con punta de llama y luces de tubo LED.

Comparación de bombillas y lámparas incandescentes, CFL, LED y halógenas.

1. Mejora de los controles de iluminación

La iluminación se puede controlar con el uso de varios sensores para permitir el funcionamiento de las lámparas siempre que se necesiten. Estos sensores detectan la presencia de humanos, movimiento, tiempo u ocupación y, según la salida del sensor, enciende y apaga las luces. Los tipos de estos controles incluyen sensores infrarrojos, temporizadores automáticos, sensores de movimiento (sensores PIR y ultrasónicos) y atenuadores.

Los fotosensores monitorean las condiciones de la luz del día y, en consecuencia, envían las señales al controlador principal para apagar las lámparas automáticamente al amanecer y encenderlas al anochecer. Este tipo de control de iluminación se usa comúnmente con alumbrado público y alumbrado exterior.

El alumbrado público es otra área importante de conservación de energía, ya que contribuye considerablemente al consumo de energía, especialmente en las carreteras. Los sistemas de control centralizados se usan más comúnmente en el control de alumbrado público.

El control centralizado popular es el sistema SCADA (control de supervisión y adquisición de datos) que garantiza el control remoto del funcionamiento de las luces de la calle desde una ubicación central. Los sistemas basados ​​en GSM/GPRS también se utilizan para realizar la operación de control remoto de las luces de la calle.

1. Reemplazo de luminarias y balastos existentes

Reemplazar los accesorios que no son eficientes desde el punto de vista energético con nuevos accesorios y balastos eficientes desde el punto de vista energético brinda un mayor ahorro de energía, longevidad y confiabilidad. La función principal de una luminaria o dispositivo de iluminación es distribuir, dirigir y difundir la luz.

Algunos accesorios pueden absorber más de la mitad de la iluminación emitida por la bombilla, lo que reduce la eficiencia de la iluminación. Las luminarias de mayor eficiencia pueden emitir más luz y, por lo tanto, se puede ahorrar energía y dinero. Dichos accesorios consisten en reflectores para dirigir la luz en la dirección deseada.

Todas las lámparas de descarga requieren un balasto para lograr la operación requerida. Los balastos de tipo magnético convencionales provocan pérdidas de potencia que suelen ser del 15 por ciento de la potencia de la lámpara. También puede elevar la temperatura del accesorio durante la operación. Por lo tanto, se debe elegir el balasto adecuado para reducir las pérdidas de balasto, la temperatura del accesorio y la potencia del sistema. En el mercado actual, hay disponibles muchos tipos de balastos electrónicos o de estado sólido que pueden ahorrar entre un 20 y un 30 por ciento en el consumo de energía en comparación con los balastos estándar.

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