Diferentes Tecnologías aplicadas a la Iluminación en la...

Diferentes Tecnologías aplicadas ala Iluminación en la utilización deLeds como fuente de luz.- D. Miguel Ángel Ramos

Director Técnico y de Proyectos

Sevilla, 6 junio 2011 / Escuela Superior de Ingenieros de la Universidad de Sevilla 2

1. Fotometría tradicional: Lámparas de descarga y Reflectores.

2. ¿Por qué utilizar Ópticas LED? Ventajas fotométricas de esta tecnología.

3. Obtención de una óptica, 3 maneras de actuar:

3.1. Óptica Plana: Desarrollo de Lentes

3.2. Óptica 3D: Lentes y orientacion mecánica.

3.3. Reflectores.

4. Conclusiones

Indice


Centro de lámpara: quemador

1. Fotometría tradicional• Emisión lumínica radial.

• Cuanto más puntual es el foco emisor de luz, mayor control.

• Diferentes Tecnologías – Características de lámparas .

• Necesidad de un Reflector.

• Variación de la fotometría dependiendo del protector.

• Limitaciones físicas y de Factor de Utilización.

Reflector


- Diseño del Reflector – Software específico

- Obtención de una Fotometría


2. ¿Por qué utilizar Ópticas LED?EFICIECIA ENERGÉTICA Y REDUCCIÓN COSTE MANTENIMIENTO:

• Reducción del consumo (Según aplicación hasta un 40% respecto

fuentes de luz convencionales).

• Funcionamiento libre de mantenimiento (reposición de lámparas).

• Vida útil más larga que fuentes tradicionales (12 – 15 años).

• Crecimiento exponencial de la eficacia del LED.


2. ¿Por qué utilizar Ópticas LED?

DISEÑO LUMINARIAS:

• Mejor aprovechamiento lumínico: MayorFactor de Utilización.• Libertad de diseño, ópticas alargadas o con formato 3D.


2. ¿Por qué utilizar Ópticas LED?CONFORT LUMINOSO Y SEGURIDAD:

• Luz blanca, buena reproducción cromática.Diferentes temperaturas de color.

• Confort y buenas características visuales.


2. ¿Por qué utilizar Ópticas LED?

ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES:

• Fuentes luminosas más sostenibles: Menor emisión CO2, no contienen mercurio...

• Posibilidad de regulación: diferentes niveles durante la noche. Máximo ahorro de energía.


2012: ~150 lm/W

LED

EFICACIA LED vs FUENTES DE LUZ CONVENCIONALES

LED: Hasta 100lm/W

- Rápida evolución tecnológica.

- Óptima relación:

Eficacia vs. Índice Reproducción cromática

OTRAS FUENTES DE LUZ:

-COSMOPOLIS 90W: 116lm/W

- Fluorescencia T5 35W HE: 94lm/W

- Fluorescencia compacta 36W: 80.5lm/W

- SBP: Excelente eficacia pero muy bajo IRC


- Iluminación puntual

- Iluminación unidireccional

- Iluminación focalizada

- Necesidad de controlar el haz de luz

- Sin pérdidas IR o UV

- En una luminaria múltiples fuentes luminosas

PRINCIPIO EMISIÓN DE LUZ

EMISION LUMÍNICA DE LOS LED


FOTOMETRICAMENTE EL LED – MEJORA FACTOR DE UTILIZACIÓN.

HID100 lm/W

White LED80 lm/W

50% utilization efficiency 70% utilization efficiency

Eficacia luminosa 50 lm/W Eficacia luminosa 56 lm/W


OPTIMIZACIÓN DELFACTOR DE UTILIZACIÓN K

Luz “inutilizada”

Necesidad de iluminar las aceras y en algúncaso las fachadas.


OPTIMIZACIÓN DEL FACTOR DE UTILIZACIÓN K: MENOR NIVEL LUZ INTRUSA

LUM

INA

RIA

DE

SC

AR

GA

LUM

INA

RIA

LE

D


OPTIMIZACIÓN DEL FACTOR DE UTILIZACIÓN K: MENOR NIVEL LUZ INTRUSA

- Dirige la luz donde se quiere.

- Necesidad de una fotometría

SIN FOTOMETRÍANO EXISTEVENTAJA FRENTEA DESCARGA


Concepto 3D

Óptica PlanaDesarrollo Lentes

Reflectores

DISEÑO FOTOMÉTRICO:

3 TECNOLOGÍAS

DIFERENTES.

3. Fotometría de Luminarias LED


Principio:PCB (printed circuit board) plana equipada con:• Número fijo de LEDs. Todos los LED proporcionan la misma fotometría.• La suma del conjunto LED+Óptica total, determina el nivel lumínico• Diferentes sistemas de de lentes inteligentes.• Solución menos flexible pero más sencilla de industrializar.

3.1 ÓPTICA PLANA


MEJORA DISTRIBUCION LUMINOSA: SISTEMAS DE ÓPTICAS: LENTES

Desarrollo de lentes para direccionar el haz de luz (ángulo apertura sin lente: 120-130º).

El desarrollo de las lentes es el punto más crítico:

1. Al. Público.

2. Al. Asimétrico

3. Al. Simétrico.

LENTES ESPECÍFICAS,

DISEÑADAS PARA CADA APLICACIÓN


DESARROLLO LENTES

• Las lentes se desarrollan para cada tipo de LED específico y según la aplicación.• Maximizar eficiencia óptica.• Diferentes materiales:

Metacrilato.

Policarbonato.


Dust ! Protector

RELACION FACTOR DE MANTENIMIENTO/ PROTECTOR LUMINARIA

Después de algunos meses Polvo ! Absorción de luz !

Lente PC o PMMA

LEDPCB

Junta


VENTAJAS OPTICA PLANA:

• Misma luminaria, diferentes aplicaciones y

fotometrías.

• Lentes fotométricamente optimizadas.

• Diseño plano, incluido vidrio y PCB planos.

• Gestión térmica más sencilla de tratar.

• Flexibilidad en:

o El número de LEDs Intensidad luminosa.

o Distribuciones fotométricas.


ALGUNOS EJEMPLOS: LUMINARIAS ÓPTICA PLANA


FOTOMETRÍA OPTICA PLANA:

• Ópticas para Al. Público

• Alumbrado Extensivo – Carriles bici

• Al. Simétrico para parques y plazas


Principio:

Cada LED individual proporciona una pequeña parte de la distribución fotométrica (combinación de

diferentes lentes).

La intensidad requeridad se consigue mediante múltiples ángulos en los LEDs (Orientación

mecánica).

4.2 ÓPTICA 3D


Sistema de orientación 3D

Construcción de la fotometría en base a una forma en el espacio


VENTAJAS FOTOMETRIA 3D:

• Modificando el tipo de lente y el ángulo de inclinación se puede conseguir diferentes distribuciones

y uniformidades según la aplicación.

• Optimización número de LED/ Fotometría.

• Solución óptima para cada aplicación.

• Combinación de diferentes módulos/ lentes.


ALGUNOS EJEMPLOS: LUMINARIAS ÓPTICA 3D


FOTOMETRÍA ÓPTICA 3D:

Adaptación perfecta a cada aplicación,

mediante la orientación y variación de lentes

y/o combinación de módulos


DISEÑO DE REFLECTORES

4.3 REFLECTORES

Principio:

Utilizar el flujo directo que suministra el LED y el que aporta

por reflexión sobre un material áltamente reflectante.

- Materiales a Utilizar:

o Plástico inyectado con lámina de Aluminio

o Aluminio formado


DESARROLLO REFLECTORES

El diseño depende del tipo de Led

Considerar la diferente emisión LED frente a HID

¡El reflector tendrá un comportamiento diferente!

LED TIPO 1

LED TIPO 2


VENTAJAS REFLECTORES:

- Tecnología conocida

- Tamaño Variable- modular

- Fotometría controlable

- Ideal para trabajar Iluminación CBL


ALGUNOS EJEMPLOS: LUMINARIAS LED CON REFLECTOR


Distribución asimétrica CBLDistribución simétrica

FOTOMETRÍA:

“Bottom” “Peak”


4. CONCLUSIONES• La tecnología LED permite el desarrollo de ópticas destinadas al alumbrado exterior.

• La fotometría es un concepto muy importante en una luminaria LED.

• Todas las tecnologías: Optica Plana, Optica 3D y Reflectores, pueden ser utilizadas para

diseñar la óptica.

• Cada tecnología es óptima para diferentes aplicaciones.

• El uso del LED nos permite realizar aplicaciones hasta ahora impensables con la tecnología

de descarga

• Las curvas fotométricas y los estudios lumínicos son imprescindibles para la utilización de

éste tipo de luminarias.


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

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