Ahorro Energético en Alumbrado (2017)

Apunte Español
Universidad Universidad Politécnica de Valencia (UPV)
Grado Ingeniería de la Energía - 5º curso
Asignatura Eficiencia Energética en Instalaciones Eléctricas
Año del apunte 2017
Páginas 3
Fecha de subida 10/07/2017
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Cuatro Tema de Teoría

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Pau Carnero MUTEDS Si necesitas más apuntes puedes encontrarlos en Unybook.com buscando el usuario "pcarnero" Ahorro Energético en Alumbrado La luz es energía transmitida por radiación la cual tiene una intensidad relativa, en función de la temperatura del cuerpo emisor. En su condición de onda, la radiación tiene un espectro continuo que puede discretizarse en función de la longitud de onda. Los humanos únicamente somos capaces de ver un cierto rango de todo el espectro radiante, espectro visible, contenido entre 380 y 780 nm de longitud de onda.
Los seres humanos tenemos principalmente dos mecanismos para la visión: • • Visión fotóptica, basada en los conos y alcanzando una sensibilidad máxima de 555 nm.
Visión escotópica, basada en los bastones y alcanzando una sensibilidad máxima de 500 nm.
En los países industrializados hasta un 15% de la electricidad consumida está destinada a las instalaciones de alumbrado, siendo el sector terciario el sector donde mayor consumo hay.
Caracterización Para definir y caracterizar completamente la luz se tiene una serie de magnitudes luminotécnicas: • • • Flujo luminoso, φ, medido en Lumen (Lm). Es una medida escalar que representa la cantidad de luz emitida por una fuente por unidad de tiempo.
Intensidad luminosa, I, medida en Candela (Cd). Es una medida vectorial que representa el flujo luminoso por unidad de ángulo sólido.
Iluminancia, E, medida en Lux (Lx). Es una medida escalar que mide el flujo luminoso que incide por unidad de área en un determinado plano. Se puede calcular a partir de la intensidad luminosa en un determinado ángulo, α, y una determinada altura, h, mediante: 𝐼𝛼 𝐸 = 2 · cos 3 𝛼 ℎ También, haciendo uso de las curvas Isolux, es posible definir: Φ𝑙𝑎𝑚𝑝 · 𝐸𝑚𝑒𝑑(Φ=1000,h=1) 𝐸= 1000 · ℎ2 • • Luminancia, L, medida en Cd/cm2. Es una medida escalar que representa la relación entre la intensidad luminosa emitida y el área proyectada en una determinada dirección.
Tiene la utilidad de caracterizar deslumbramientos. En esta línea se define también el contraste de un objeto con respecto al fondo tras él: 𝐿𝑜𝑏𝑗 − 𝐿𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 𝐿𝐶 = 𝐿𝑓𝑜𝑛𝑑𝑜 Eficiencia energética, η, medida en Lm/W. Es una medida escalar que relaciona el flujo luminoso emitido y la potencia eléctrica consumida por una determinada lámpara.
Conviene recordar que la luz, como cualquier otra magnitud radiante, puede reflejarse, transmitirse o absorberse.
Pau Carnero MUTEDS Si necesitas más apuntes puedes encontrarlos en Unybook.com buscando el usuario "pcarnero" También se definen magnitudes que caracterizan el color de las fuentes luminosas, como los siguientes: • • Temperatura de color, Tc, medida en Kelvin (K). Representa la temperatura que tendría que tener un cuerpo negro para emitir una luz del mismo color que la fuente que se pretende caracterizar. Se tiene que temperaturas menores de 3.300 K representa luz cálida, siendo fría cuando es superior a 5.000 K.
Rendimiento de color. Expresa lo bien que se reproducen los colores con una determinada lámpara.
Instalaciones de Alumbrado Las instalaciones de alumbrado están formadas por diferentes elementos: • • • Lámparas. Entre las que existen diferentes tecnologías, siendo creciente la vida útil, la eficiencia y el rendimiento del color a medida que se mejora la tecnología.
o Incandescentes. Tienen la característica de presentar un elevado rendimiento cromático y encendido instantáneo, lo que las hacen ideales para ambientes interiores. Sin embargo, pese a su bajo coste, tienen una corta vida útil y una eficiencia muy reducida.
o Descarga. Mediante una aplicación de una sobretensión se tiene una emisión de electrones que chocan con vapores metálicos, emitiendo radiación electromagnética. Estas tienen características luminotécnicas peores, pero mejor comportamiento energético que las incandescentes.
o Inducción. Se basan en la ionización de un gas mediante la acción de campos magnéticos de alta frecuencia.
o LED. Presentan las mejores características energéticas existentes, así como una buena reproducción cromática.
Luminarias. Contienen las lámparas, así como otros elementos ópticos.
o Difusores. Persiguen impedir el flujo luminoso en determinadas direcciones, para evitar deslumbramientos.
o Reflectores. Redirigen parte del flujo emitido en una dirección para que se dirija hacia una determinada zona.
o Refractores. Uniformizan la distribución del flujo luminoso.
El rendimiento de una determinada luminaria se caracteriza mediante: Φú𝑡𝑖𝑙 𝜂= Φ𝑙á𝑚𝑝𝑎𝑟𝑎 Equipos auxiliares de las lámparas de descarga como balastos, cebadores o condensadores que pueden servir para diferentes propósitos, como por ejemplo limitar la corriente o generar las sobretensiones en las lámparas de descarga.
Diseño A la hora de diseñar una buena instalación de alumbrado, se deben satisfacer determinados factores de calidad: • Iluminancia. Dependiendo de la tarea visual que se vaya a acometer en el espacio iluminado diferentes normas y reglamentos establecen unos niveles mínimos. Para determinar la iluminancia necesaria se tendrá que tener en cuenta lo siguiente: Pau Carnero MUTEDS Si necesitas más apuntes puedes encontrarlos en Unybook.com buscando el usuario "pcarnero" 𝐸= • • • • • • • • Φú𝑡𝑖𝑙 [𝑢ℎ · Φ𝑒𝑓 ] 𝑢ℎ · [𝑛 · Φ𝑙𝑎𝑚𝑝 · 𝑚 · 𝜂] = = 𝐴 𝐴 𝐴 Siendo: -𝑢ℎ : el rendimiento del local, representando lo bien que consigue distribuir un determinado flujo.
- 𝑛: el número de lámparas.
- 𝑚: el factor de mantenimiento, representando la minoración del flujo emitido a causa de deficiencias de limpieza, entre otros.
Uniformidad. Se ha de asegurar que el número de lámparas necesarias estén situadas de un modo que asegure una buena distribución del flujo luminoso.
Temperatura de color.
Rendimiento de color.
Deslumbramiento.
Contraste.
Eficiencia energética.
Vida útil.
Coste.
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