LEDs: Iluminación del Futuro

Heinrich BergHubert Salas Coronel

deltavolt.pe

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Qué son LEDs?

1907 Henry Joseph Round1927 Oleg Vladimirovich Losev1962 Nick Holonyak1968 Primera producción1994 Shuji Nakamura

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Un poco sobre luz

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LEDs hoy

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Ventajas de LEDs

Bajo consumo de electricidad Calidad de la luz y control cromático (color) Larga vida La luz del LED es direccional Otras ventajas:

LEDs no necesitan calentarse y se pueden atenuar completamente, LEDs son rígidos, sin componentes frágiles y aguantan vibraciones LEDs blancos no emiten luz ultravioleta Sin mercurio Luz LED no titila, Atraen menos insectos

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Bajo consumo de energía (eficacia luminosa)

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Límites de la Eficacia Luminosa

CIE, 1931

LEDs blancos

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Eficacia de los diferentes luces disponibles

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

LED

Vapor de Sodio (baja presión)

Vapor de Sodio (alta presión)

Haluro metálico

Fluorescentes (T5, T8)

Fluorescentes comp. (CFL)

Vapor de Mercurio

Halógenos

Tradicionales

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Eficacia de focos vs. lámparas

Light Output Ratio (LOR): relación entre flujo del foco y el flujo del luminar en %

El Sistema Luminoso o Luminar consiste de: Foco

Reflector

Sistema electrónico (balastro etc.)

Otros elementos como la caja, la conexión y la apertura (?)

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Pérdidas del Sistema

Sistema electrónico (balastro etc.)

LEDs entre 8 y 15% de la energía

Lámparas fluorescentes entre 12 y 30%

lámparas de descarga de haluro metálico y de sodio entre 12 y 15%.

Reflectores

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Calidad de la luz

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Calidad de la luz

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Calidad de la luz

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Calidad de la luz

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Vida de las luces

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Otras ventajas:

LEDs no necesitan calentarse Se puede atenuar completamente LEDs son rígidos, sin componentes frágiles y aguantan vibraciones LEDs blancos no emiten luz ultravioleta Sin mercurio Luz LED no titila, Atraen menos insectos

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Degradación sobre tiempo

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Ejemplo: Iluminación de un varadero

Área de 12.000m2

Luz para vigilancia, no trabajo Mástiles solamente en la periferia del terreno, pero Buena distribución de la luz en todo el área Luz blanca Energía solar

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Determinar sistema

- Luminarias con panel, controlador y la batería incorporados, o

- Luminares con paneles, baterías y controladores separados?

Sistema separado:

permite un control central, brinda acceso fácil a los componentes, facilita la limpieza de los paneles por ser un lugar polvoriento, posibilidad de adaptar y ampliar el sistema, facilita recargar las baterías en condiciones muy adversas con un

generador, permite aprovechar de una economía de escala en referencia a

baterías, controladores y mantenimiento.

Desventaja es el despliegue de cables necesario

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Requerimientos de Iluminación

Luna llena 1 luxIluminación de calles 10 lux (5-15)Iluminación en casa 30 a 300 luxIluminación oficina 100 a 1 000 luxLuces de cirugía 10 000 luxLuz del sol 100 000 lux

Normas:

ISO 8995-3 (Iluminación de seguridad) EN 12464-2 (iluminación áreas de trabajo) IEC 60598 (iluminación de calles) y otrosExisten grandes diferencias entre las normas de países

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Fotometría de luminares

LED sin óptica

… no sirve

LED con óptica (tipo 3)

… buen resultado

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Fotometría de luminares (estándar)

IESNA LM-79-08

Ficheros ‘IES’ para el uso en programas de cómputo

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Comparación de características fotométricas

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Comparación de características fotométricas (colores falsos)

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Opción 2

17 CREE XSP

Luminous flux (Luminaire): 10680 lm

Luminaire Wattage: 101.0 W

Luminous efficacy (Luminaire) 105 lm/W

Total: 1717W

Precio del luminar: 635.70US$

Opción 1

18 Everlight

Luminous flux (Luminaire): 6300 lm

Luminaire Wattage: 90.0 W

Luminous efficacy (Luminaire) 70 lm/W

Total: 1620W

Precio del luminar: 420.76US$

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Resultados

Opción 1

Eav [lx] 4.00Emin [lx] 0.39, Emax [lx] 9.06Emin / Emax: 0.099

Opción 2

Eav [lx]: 7.70Emin [lx]: 3.49, Emax [lx] 18Emin / Emax: 0.196

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Resultados (luz falso)

Opción 1

Opción 2

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Conclusiones Buenos niveles de iluminación por energía usada. Existen grandes diferencias entre las luminarias LED en el

mercado. Factor limitante es alto precio inicial. Considerando la vida larga de los LEDs modernos, pueden ser

económicamente favorable. Luminarias LEDs puedan ser una opción para alumbrar áreas. El desarrollo acelerado causa mejoramientos frecuentes. Alta posibilidad de que luminarias de hoy representan una

tecnología vieja en corto tiempo.

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Gracias

El Aeropuerto de Innsbruck (Austria) iluminado con LEDs