eficacia luz c.stay

ILUMINACIÓN: NUEVA ERA

Preparado por: Carlos Stay Medina

TABLA DE CONTENIDO:

C. Stay

EVOLUCIÓN DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIAL Y SU EFICACIA

BREVE HISTORIA DEL LED EVOLUCIÓN DEL LED Y PAQUETES DE LED VS. SU

EFICACIA CAMBIO DE VSAP POR LED VENTAJAS DE LA FUENTE DE LUZ LED

ANÁLISIS A LAS ESPECIFICACIONES DEL MEER PARA LUMINARIAS LED

Incandescente (C) Filamento Tg (W)

Neón

Vapor de Mercurio VMAP

Vapor de Sodio Baja Presión VSBP

Fluorescente

Luz MezclaHalogena

Vapor de Sodio Alta

Presión VSAP

Halogenuros

Metálicos MH

Fluorescente

Alta eficienciaFluorescente compacta

MHCompacta

Inducción

EVOLUCIÓN DE LAS FUENTES DE LUZ ARTIFICIAL Y SU EFICACIA

LED´S

LED

Blan

co F

ríoLE

D Bl

anco

Cál

ido

C. Stay

El japonés Shuji Nakamura desarrolla el primer LED azul brillante, así como un LED muy eficiente en la gama de espectro verde (diodo InGaN). Luego, diseña un LED blanco.

Última generación de LEDs, aplicadas en iluminación de túneles hoy.

Se presenta el 1er. LED con luz blanca de conversión luminiscente y se lanza al mercado dos años después.

Se producen los primeros

diodos emisores de luz con 100 lum/W

1971 1993 2006Nuevos semi-conductores, producen LEDES en nuevos colores: verde, naranja y amarillo.

20161995

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físico ruso Oleg Lossew observa

el "efecto Round" de la

emisión de luz

BREVE HISTORIA DEL LED

inglés Henry Joseph Round descubre que los materiales inorgánicos pueden iluminarse si se les aplica una corriente eléctrica

1907 1921 1927-1942

físico francés Georges Destriau descubre la

emisión de luz en sulfuro de cinc, llama “luz Lossew”

1935

Se desarrolló un transistor. Se pudo explicar la emisión de luz.

1951El primer diodo rojo luminiscente (GaAsP), desarrollado por el estadounidense Nick Holonyak, es lanzado al mercado.

1962

Publicó detalles de LED

Raymond Deese crea el Primer Semáforo LED

1989

EVOLUCIÓN DEL LED Y PAQUETES DE LED VS. SU EFICACIA

C. Stay

Rel

ació

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cia

de la

luz

emiti

da y

la

ener

gía

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tric

a su

min

istr

ada.

(Fósforo convierte la luz en blanca)

DH=Heteroestructura Doble

Fuente: M. H. Crawford et al."Toward Smart and Ultra-Efficient Materials, Devices, Lamps and Systems".

Fuente:Solid-State Lighting R&D Plan - May/2015

CAMBIO DE VSAP POR LED

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VENTAJAS DE LA FUENTE DE LUZ LED

C. Stay

C. Stay


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Luminaria Voltana 4 / Led / 110W

3.2 Reparto de Flujo Luminoso

Luminaria Shark / Led / 150W

C. Stay


Luminarias Av. 9 de Octubre - Guayaquil

3.2 Reparto de Flujo Luminoso

??

Luminarias Av. Rio Amazonas - Quito

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El aluminio es un elemento muy abundante en la naturaleza. Se trata de un metal ligero, con una densidad de 2700 kg/m³, y con un bajo punto de fusión (660 °C). Su color es blanco y refleja bien la radiación electromagnética del espectro visible y el térmico. Es buen conductor eléctrico (entre 35 y 38 m/(Ω mm²)) y térmico (80 a 230 W/(m·K)).Es un material blando (escala de Mohs: 2-3-4) y maleable. En estado puro tiene un límite de resistencia en tracción de 160-200 N/mm² (160-200 MPa). Para mejorar estas propiedades se alea con otros metales, lo que permite realizar sobre él operaciones de fundición y forja, así como la extrusión del material.

La extrusión es un proceso tecnológico que consiste en dar forma o moldear una masa haciéndola salir por una abertura especialmente dispuesta para conseguir perfiles de diseño complicado.

Existen tres tipos de procesos de fundición diferenciados aplicados al aluminio: Fundición en molde de arena Fundición en molde metálico Fundición por presión o inyección

El Aluminio, después de extruido o decapado, para protegerse de la acción de los agentes atmosféricos, forma por sí solo una delgada película de óxido de aluminio; esta capa de Al2O3, tiene un espesor más o menos regular del orden de 0,01 micras sobre la superficie de metal que le confiere unas mínimas propiedades de inoxidacción y anticorrosión. Existe un proceso químico electrolítico llamado anodizado que permite obtener de manera artificial películas de óxido de mucho más espesor y con mejores características de protección que las capas naturales.

Según sea el grosor de la capa que se desee obtener existen dos procesos de anodizados: Anodizados decorativos coloreados. Anodizados de endurecimiento superficial

Las ventajas que tiene el anodizado son: La capa superficial de anodizado es más duradera que la capas obtenidas por pintura. El anodizado no puede ser pelado porque forma parte del metal base. El anodizado le da al aluminio una apariencia decorativa muy grande al permitir

colorearlo en los colores que se desee. Al anodizado no es afectado por la luz solar y por tanto no se deteriora.

La única desventaja del anodizado es que debido a la oxidación el aluminio pierde su conductividad.

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Aluminio Entallado (Moldeado)

DIF

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Policarbonato (PC)Perfiles de Aluminio Extruido

Aluminio Inyectado a Alta Presión

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C. Stay

ANÁLISIS A LAS ESPECIFICACIONES DEL MEER PARA LUMINARIAS LED D

IFER

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S M

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S D

EL P

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TEC

TOR

El Policarbonato (PC) varía entre IK 06 – IK 10El Polimetilmetacrilato (PMMA) varía entre IK 04 – IK 07??

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RESISTENCIA A LOS IMPACTOS:Tanto el cuerpo como el protector de las luminarias

se someten a una prueba de resistencia a los impactos. El grado de protección contra los impactos mecánicos se expresa con el código IK.

IK según IEC 62262:(Valor de la energía del impacto: en Julios)

IK 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10

Julio 0.14 0.2 0.35 0.5 0.7 1 2 5 10 20

NORMA VIGENTE

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Estanquidad:El grado de estanquidad a los cuerpos sólidos y al polvo es determinado por la 1ra.cifra. Mientras que al agua es por la 2da.cifra.

IP según IEC 60529:Protección contra la penetración de

cuerpos sólidos1ra.cifra

2da.cifra

Protección contra la penetración de líquidos

No protegido 0* 0** No protegido

Protección contra cuerpos sólidos >50mm. 1* 1** Protegido contra las caídas verticales de gotas de agua.

Protección contra cuerpos sólidos >12mm. 2 2** Protegido contra las caídas de agua con inclinación <15 º

Protección contra cuerpos sólidos >2.5mm. 3 3 Protegido contra la lluvia fina

Protección contra cuerpos sólidos >1mm. 4 4 Protegido contra la proyección de agua

Protegido contra el polvo 5 5 Protegido contra chorro de agua

Estanca el polvo 6 6 Protegido contra chorro de agua potente

7 Protección contra inmersión accidental

8 Protección contra inmersión prolongada

* Prohibido en alumbrado. Nivel mínimo IP 20** Prohibido en alumbrado de carretera. Nivel mínimo IP23

NORMA VIGENTE

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“Schréder ha sido pionero en materia de optimización del mantenimiento en el tiempo referido a la eficacia de las luminarias con fuentes tradicionales. Sobre todo a través del sistema Sealsafe® que asegura la limpieza permanente dentro del bloque óptico durante toda la vida de la luminaria. Este proceso ha sido adaptado e integrado en nuestras luminarias LED. El concepto LEDSafe® se caracteriza por un motor fotométrico completamente sellado que asegura la permanencia del rendimiento fotométrico, evitando la introducción de polvo y agua en el recinto óptico.”Christan Marville, director técnico del Grupo Schréder

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Partimos recordando que los sistemas de iluminación LED, a diferencia de los sistemas convencionales de iluminación, van alimentados con corriente continua (DC), por ello al ser enchufados a la corriente alterna (AC) necesitaremos hacerlo a través de una fuente de alimentación o driver para su funcionamiento. Esta potencia total consumida por la luminaria se llama potencia aparente (KVA) es la suma de estas dos potencias:Potencia activa (kW): Es la energía eléctrica transformada en trabajo útil, en el caso de los LED es la potencia que realmente necesita nuestra luminaria LED para iluminar.Potencia reactiva (kWr): Es la energía que realmente usa el equipo para su funcionamiento.

El factor de potencia se mide en una escala de 0 a 1,0.

Si un sistema eléctrico funciona con una eficacia del 100% (toda la energía consumida es aprovechada) el factor de potencia será de 1 (El máximo). Si un sistema eléctrico sólo logra el aprovechamiento de un 50% de la energía su factor potencia será de 0,50.

Cuanto menor sea el factor de potencia más se desaprovecha la energía, normalmente en forma de calor, que además provoca el deterioro de los materiales y un posible mal funcionamiento del sistema. Cuanto mayor factor de potencia tenga una luminaria LED, más eficiente será y más vida útil tendrá y rentable será su compra.

Nor

mal

o P

lena

car

ga

Nivel Reducido


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NORMA VIGENTE


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Además de la importancia de un alto PF, también es importante reducir al mínimo los niveles de distorsión armónica en luminarias LED. La Comisión Electrotécnica Internacional ha desarrollado la especificación sobre armónicos IEC 61000-3-2 para asegurar que las nuevas luminarias LED, corriente de entrada <16A, cumplen con estos requisitos de baja distorsión.

Los armónicos son producidos por motores o componentes electrónicos. En ese sentido, el LED es un componente electrónico semiconductor de corriente discontinua, entonces, efectivamente genera armónicos. Ahora bien, hay que tener muy presente que aunque se produzcan armónicos, este fenómeno se puede exigir que venga filtrado en la fuente, con el objeto de reducir la cantidad generada y lograr niveles aceptables o compatibles con las exigencias y normativas actuales.

NORMA VIGENTE

Una regulación precisa de corriente de LED que contemple un amplio rango de variación de tensiones de la línea, la tensión de salida y la temperatura son factores críticos en las aplicaciones de iluminación ya que las variaciones en el brillo del LED deben ser imperceptible por el ojo humano.

Asimismo, para asegurar la larga vida de los LEDs, es importante no someterlos a corrientes por encima de sus valores máximos. La regulación de corriente de LED en aplicaciones flyback aisladas no siempre es sencilla y a menudo requiere un opto – acoplador para completar el bucle de realimentación, o bien se puede añadir una etapa de conversión adicional.

Sin embargo, ambos métodos añaden complejidad y preocupaciones en cuanto a la fiabilidad. Afortunadamente, algunos diseños de circuitos integrados de drivers de LED incorporan nuevas técnicas de diseño que proporcionan una regulación de corriente precisa sin estos componentes adicionales.

Problemas producidos por los armónicos: Sobrecarga de los conductores neutros Sobrecalentamiento de los transformadores Disparos intempestivos de los interruptores automáticos Sobrecarga de los condensadores de corrección del factor de potencia


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El máximo nivel permitido de armónicos en una Luminaria Led es de un 20%. A modo de ejemplo, se puede señalar que las lámparas fluorescentes pueden registrar THD superiores al 150%. Un armónico es un componente de una onda periódica que tiene una frecuencia que es una integral múltiplo de la línea eléctrica fundamental en una frecuencia de 60 Hz. Los armónicos son los múltiplos de la frecuencia fundamental, como se muestra en la Figura 1. La distorsión armónica total es La contribución de todas las corrientes de frecuencia armónicas a la fundamental.

Las características de los armónicos están basados en el # de rectificadores (# de pulsos) usados en un circuito y puede ser determinado por la siguiente ecuación:

h = (n . p ) +/- 1Donde: n = Entero (1, 2, 3, 4, 5 …) p = # de pulsos o rectificadores

Por ejemplo, usando un rectificador de 6 pulsos, las características de los armónicos serán:


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nota

La potencia nominal es la potencia máxima que demanda una luminaria tipo LED en condiciones de uso normales; esto quiere decir que el aparato está diseñado para soportar esa cantidad de potencia, sin embargo debido a fluctuaciones en la corriente, al uso excesivo o continuo, o en situaciones de uso distintas a las del diseño, la potencia real puede diferir de la nominal, siendo más alta o más baja.

#Potencia Nominal VSAP (W)

Consumo Total VSAP

(W)

Potencia Nominal LED

-40% (W)Consumo Total LED -40% (W) *

1 100 117 60 70

2 150 175 90 105

3 250 300 150 180

4 400 440 240 264

5 600 660 360 396

(*) Cabe recalcar que estos valores máximos son muy superiores comparados con la realidad del ahorro actual que produce la tecnología

LED.

Según NOTA 3:

Existen en Alumbrado Público otros tipos de Luminarias Instaladas, tales como:o Vapor de Mercurioo Mercurio Halogenadoo Sodio Baja Presión

????


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FLUJO LUMINOSO:CONCEPTO: ES LA CANTIDAD DE LUZ EMITIDA EN UN SEGUNDO

POR UNA FUENTE DE LUZ

DEFINICIÓN: ENERGÍA RADIADA POR UNA FUENTE DE LUZ POR SEGUNDO, PONDERADA CON LA SENSIBILIDAD ESPECTRAL DEL OJO HUMANO.

La tecnología LED ha cambiado la forma en la que debemos invertir en iluminación. Debemos tener en cuenta que la intensidad de la luz la marcan los lúmenes, no los vatios.


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La corriente habitual de funcionamiento oscila entre 300 y 700 mA, en la gráfica se representa el aumento de flujo luminoso que se obtiene cuando la corriente eléctrica que circula por el LED aumenta, cuanto mayor sea la potencia eléctrica que consume una lámpara, mayor será la corriente eléctrica que circula.


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Paquete de 16 Leds

El Flujo Luminoso útil puede variar según: Un Led individual

Un paquete de Leds Una Luminaria con sus accesorios


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EFICACIA LUMINOSA:CONCEPTO: ES LA EFICIENCIA DEL FLUJO LUMINOSO EMITIDO POR

POTENCIA DISIPADA

DEFINICIÓN: EL RENDIMIENTO DE UNA LUMINARIA ES MEDIDA POR LA LUZ EMITIDA / W.

ALGUNOSEJEMPLOS:

Tipo de Lámpara Potencia Eléctrica

(W)

Flujo Luminoso

(lm)

EFICACIA LUMINOSA

(lm/W)

Incandescencia 75 900 12

Fluorescencia 58 5,200 90

Sodio Alta Presión 100 10,500 105

Sodio Baja Presión 180 32,000 178

Vapor de Mercurio 1,000 58,000 58

Mercurio Halogenado 2,000 190,000 95

LED 145 16,240 112

TENDENCIA DE EFICACIA DE LUMINARIAS

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El criterio más importante que determina el funcionamiento del LED es la temperatura. Y no tanto la temperatura en sí misma, sino un aumento que supere el valor óptimo de funcionamiento especificado por el fabricante. El diagrama trata de explicar qué ocurre cuando trabajamos con un LED en su funcionamiento diario y de cómo influyen estas variables.

El aumento de la corriente eléctrica

Provoca un aumento inicial del flujo luminoso

Y también que la temperatura se eleve

Si la temperatura crece, disminuye la eficiencia luminosa y …

Se reduce la Vida de los LED´s

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Las temperaturas elevadas en la unión del LED reducen la cantidad de luz producida, debilitan la consistencia del color y acortan la vida útil del dispositivo.

Para gestionar de manera efectiva la temperatura en la unión, los diseñadores tienen que considerar tres frentes de acción. Además de utilizar técnicas efectivas de control térmico que disipen el calor residual hacia el medio ambiente, un control eficaz también podría reducir la generación de calor con un efecto mínimo en el rendimiento.

Por otra parte, un buen diseño óptico para minimizar la cantidad de luz requerida también podría tener bastante importancia. Una combinación de estos tres factores podría reducir significativamente el consumo de energía de un sistema de iluminación LED, así como recortar el costo y el tamaño de los disipadores de calor y componentes similares.

Las técnicas de control térmico eficaces comienzan en el encapsulado.

El control de la temperatura del LED puede reducir la necesidad de control térmico y de disipadores de calor voluminosos. La cantidad de energía en forma de calor generada, en la unión del LED es directamente proporcional a la potencia de entrada, así que al reducir la potencia se reducirá la temperatura.

(PCB)

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(PCB)

Cómo se disipa el calor en una luminaria Led?El flujo eléctrico genera calor y este se acumula en el punto de unión del chip con el PCB.

Desde el punto de unión del chip el calor (Temperatura de unión), se traslada a la placa base, la cual debida a su composición permite disipar el calor hacia el disipador.

Desde el disipador se extrae el calor al ambiente, reduciéndose convenientemente según la temperatura exterior, con la que se encuentre en contacto el conjunto.Placa baseEl nivel de acabado en las soldaduras de las placas de las luminarias LED, así como el material del que está compuesta la misma placa base, es de vital importancia para una correcta disipación de calor y evitar el aumento excesivo de temperatura. La unión directa de los chips a la placa base ayuda a una disipación térmica mayor, aumentando el coeficiente de Disipación Térmica de la misma.

Unión TLa unión entre el chip y placa base es donde encontraremos el valor en grados centígrados de la Temperatura de Unión. De esta temperatura de unión, dependerá en gran medida la vida útil del conjunto que conforma la luminaria. Las conexiones entre los conductores y los bornes de los dispositivos influyen también de manera muy importante en el tratamiento de la temperatura, por ello el uso de un estaño de calidad, y el montaje mediante maquinarias automatizadas con control de ensamblaje de los mismos se hace necesario.

Disipador de calor (heat sink)El disipador de calor suele tener forma de estructura en aluminio (surcos o aletas), que ayudan a conferir mayor superficie disipadora, que ayudarán a gestionar la temperatura de forma eficiente.


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Las innovaciones son eficaces en la conducción de calor hasta el borde del encapsulado. Llegado a este punto, dependerá del diseñador del sistema de iluminación el disiparlo al ambiente.

Veamos dos ejemplos:

Desde un principio, durante la concepción de las luminarias LED, Schréder utiliza un software sofisticado de simulación térmica para determinar el futuro comportamiento de las luminarias. Antes de la producción se realizan además mediciones primero sobre los prototipos y después sobre las primeras muestras.El concepto ThermiX® aplicado a nuestras luminarias LED permite mantener hasta el 80% del flujo luminoso inicial para 60.000 horas de utilización, hasta una temperatura ambiente máxima de 35ºC.”

Los 6 módulos LED dirigidos, están montados sobre una placa de chapa de aluminio pintada color blanco, que se fijan a la armadura por 4 puntos, quedando aislada térmicamente y protegida de los rayos del sol, permitiendo el paso de aire por convección refrigerando el sistema.

Hervé Damoiseau (director de proyecto del Centro de Investigación y Desarrollo del Grupo Schréder)

Las luminarias LEDgend de Carandini incorporan una sofisticada tecnología de disipación térmica que proporciona convección y conducción del aire y mantiene los LED y el Driver a baja temperatura.El «efecto Venturi» optimiza la transferencia de calor.


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nota

En la Industria de Luminarias LED, el término “Vida útil” (L) es definida como el tiempo en el cual el flujo luminoso de la Luminaria LED, los componentes LED o los módulos LED se han reducidos al x% del valor inicial. El valor x% = 70% es a menudo usado en la industria de Fabricación de LED y es conocido como L70. En la industria Europea, el uso recomendado es L80, el cual significa x% = 80% la reducción del flujo luminoso inicial.

Un tiempo preferido era a menudo las 50,000 horas, de allí el término:

L70 50,000h

NORMAS VIGENTES

Aclaremos:

La Norma ANSI/IES LM-80 especifica procedimientos para medir el Lumen Mantenido de LEDS y módulos LED (pero no de Luminarias).

La presente Norma Vigente LM-80-15 (2015) no predice los Lumenes mantenidos de los LEDS rectificando lo que se propuso en LM-80-08.

El documento TM-21-11 recomienda un método para proyectar el lumen mantenido de las fuentes de luz LED, desde los datos obtenidos por procedimientos encontrados en IES LM-80-08.

Nota: Lumen Mantenido ≠ Vida útil del LED


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nota

“Los datos de LM-80” no predicen nada. Las proyecciones de la Vida Util vienen desde los Fábricantes de LEDS, usando los cálculos de IES TM-21

Ejemplo de Reporte de modelo de proyección de la Vida útil de Lumileds de Philips:


C. Stay

nota

Reporte de modelo de proyección de la Vida útil de Led LG 3535 en Luminaria Voltana 4 de Schréder:

Proyecta: L82 100,000h


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Otro aspecto importante en una luminaria LED, es la cantidad de diodos que la forman. En muchos casos, como con tubos, los diodos están dispuestos a lo largo de toda la superficie del tubo, soportados por una placa de circuito impreso. La distribución de luz que obtenemos depende del número de diodos.

En las curvas fotométricas es difícil observar estas diferencias, por eso, para evitar sorpresas, debemos asegurarnos ante dos luminarias, de diferente fabricante y distinto precio, que la cantidad de diodos no sea un factor que limite las expectativas iniciales. No tendrá el mismo rendimiento una luminaria de 32 diodos que uno de 16.

Lo importante es conseguir una distribución de luz uniforme y un equilibrio entre todos sus componentes que permitan garantizar un elevado régimen de funcionamiento y duración.


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Reportes del Flujo Luminoso de un LED de la Marca LG modelo 3535 G2

Queda claro que el Flujo Luminoso varia de acuerdo a la corriente, a la Temperatura Ambiente que trabaja y hasta la temperatura de Color °K.

Las Luminarias tienen paquete o módulo de LEDS ??


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El CRI o índice de reproducción cromática es una medida de la capacidad que una fuente luminosa tiene para reproducir fielmente los colores de varios objetos en comparación con una fuente de luz natural o ideal.

El CRI o IRC es una unidad que mide la capacidad de una fuente de luz para reproducir los colores de objetos de manera fiel en comparación a una fuente ideal de luz, o fuente natural como la luz del sol. El CRI es determinado en valores desde el 0 hasta el 100, siendo 100 el valor “perfecto”. Sin embargo, la forma en que se llega a este resultado es discutida pues no tiene siempre a la luz del sol como referente y tiende a otorgar valores de 100 a fuentes de luz incandescentes con temperaturas de color bajo que están a un extremo del espectro luminoso (el rojo) y que no representan de ninguna manera una luz perfecta cuando se trata de reproducir colores al otro lado del espectro (el azul).

El CRI no determina la temperatura de color de una fuente de luz ni viceversa. Pero para Alumbrado Público no es preponderante el Factor Ra o CRI / IRC,

así que con un CRI de 70% es suficiente.

Muy buena calidad Buena Calidad Pobre Calidad


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Otro parámetro fundamental de los LED’S que requiere una explicación es la relación entre el consumo (corriente de alimentación) y el flujo emitido. Por otra parte, a un mismo LED se le puede hacer funcionar con diferentes intensidades y por tanto con distintos consumos. La relación entre el flujo emitido y el consumo, despreciándose los efectos de temperatura no es actualmente lineal, al realizarse un ensayo pulsado (Fig.4):

Al aumentar la corriente, la eficiencia de transformación de corriente en luz se ve reducida de tal manera que, en promedio, aumentar al doble la corriente de ensayo (700 mA) sólo produce un aumento del flujo luminoso del 1,7. Es decir, un LED que a 350 mA emite 100 lúmenes a una temperatura ambiente de 25ºC, emitiría del orden de 170 lúmenes alimentado a 700mA y a la misma temperatura ambiente. De esta manera, la eficacia pasa de ser 82 lum/W a 69 lum/W.


C. Stay

A continuación vemos que a mayor corriente (mA), mayor potencia (W) y por ende mayor flujo luminoso (lm), pero baja la eficacia (lm/W). Así es como esta relacionado todo:


C. Stay

??Aquí hay un clásico error, que no concuerda con el numeral anterior 3.14 sobre la vida útil “mínima” manteniendo el flujo luminoso L70 50,000h tal como dice la nota 4.

Recordemos que: “En la Industria de Luminarias LED, el término “Vida útil” (L) es definida como el tiempo en el cual el flujo luminoso de la Luminaria LED, los componentes LED o los módulos LED se han reducidos al x% del valor inicial”.

nota


C. Stay

Los fabricantes de Luminarias LED deben poner especial cuidado en que el diseño y fabricación del LED sea óptimos a la hora de disipar calor. Pero además deben ofrecer la posibilidad de utilizar luminarias con driver externo. Al ir situado fuera y alejado del propio módulo de los LEDS, no aportará más calor debido a su funcionamiento.

NORMAS VIGENTES

IEC 61347-1 especifica los requisitos generales y de seguridad para el control de la lámpara para uso en CC hasta 250V. o CA hasta 1000V. a 60Hz.

Esta norma también cubre el control de lámparas para lámparas que aún no están estandarizadas.

IEC 62384 especifica los requisitos de rendimiento de equipo electrónico para el uso en DC hasta 250 V y AC hasta 1 000 V a 60 Hz con una frecuencia de salida que puede desviarse de la frecuencia de alimentación, asociado con módulos LED según IEC 62031. Engranaje de control para módulos LED especificados en esta norma están diseñados para proporcionar voltaje o CC.

IEC 61347-2-13 especifica los requisitos particulares de seguridad para los dispositivos de control electrónicos para su uso en CC o CA de hasta 1000 V (AC 60 Hz) y en una frecuencia de salida que puede desviarse de la frecuencia de suministro, asociado con módulos LED. Dispositivos de control para los módulos LED especificados en esta norma están diseñados para proporcionar voltaje o CC en SELV o voltajes más altos.


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??Aquí hay una limitante que no concuerda con el numeral anterior 4.6 corriente de trabajo (mA).

Recordemos que: El rango de corriente con el que podemos alimentar a un diodo LED es muy variado y depende del tipo de LED.En el mercado actual, se pueden encontrar muchos tipos de LED que responden a la multitud de aplicaciones que los diseñadores utilizan.La gran mayoría de fabricantes de drivers de LED los diseñan para corrientes de salida variables, pero los valores más comunes son: 350mA, 500mA, 700mA, 1000mA, 1400mA, 2100mA…etc.


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Además de transformar la corriente alterna en corriente continua, el driver debe adaptar el voltaje de salida a las necesidades del LED. Los LED debido a su baja impedancia, funcionan a una tensión de corriente baja, por lo que una tensión elevada no sólo no funcionaría sino que los quemaría.

Para el caso de los LED instalados en linterna a pilas, los drivers no son necesarios por ejemplo, ya que la corriente de salida de una pila es muy baja en comparación con la red eléctrica. Dicho de otro modo: la corriente de salida de una instalación eléctrica supera con creces los miliamperios que necesita un LED para emitir luz. El driver es el encargado de rebajarla sin desperdiciar energía, manteniendo la tensión constante y atenuando la generación de calor.

Ejemplo de Rango de Voltaje de Salida para un Driver LG PISE 150W:


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En los equipos para iluminación se distinguen dos parámetros de temperatura que son esenciales para determinar su vida útil:

Por un lado se encuentra el rango de temperaturas de funcionamiento (Ta), cuyo valor mínimo lo determinan las temperaturas mínimas que admiten los componentes electrónicos que componen el equipo, sin comprometer su funcionamiento o prestaciones.

En segundo lugar, se indica también la máxima temperatura admisible en el punto de medida indicado en la envolvente, para asegurar un correcto funcionamiento del equipo (Tc).

Para realizar los ensayos de temperatura y marcar la correspondiente Tc, se coloca el equipo conectado con carga máxima dentro de una cámara climática sin ningún tipo de ventilación externa. A continuación, se aumenta la temperatura progresivamente y mediante termopares colocados en el punto de Tc y en los distintos componentes que determinan la vida útil del equipo (sobre todo los condensadores electrolíticos), se obtiene el valor máximo de temperatura de funcionamiento para garantizar la vida útil dada para el equipo y el valor máximo de temperatura admisible en el punto Tc de la envolvente.


C. Stay

Transformador electromagnético, Transformador electrónico, Fuente de Alimentación de Tensión Constante (FAV) o Driver Dimmable. ¿Qué combinación es la adecuada?

Formas de Onda en Lámparas LED

En este punto es acorde al numeral previo 3.9 Distorsión armónica Total THD, pero vale preguntarse la siguiente cuestión:

http://www.elt-blog.com/wp-content/uploads/2014/10/resumen_caracter%C3%ADsticas_ES-01.png


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La Trilogía IEEE:

Las luminarias deberán estar protegidas contra daños o daños consecuentes por las formas de onda de prueba de sobretensión, según se define en ANSI C136.2, para exposiciones Típicas, Mejoradas o Extremas. Esta prueba demostrará la capacidad de un producto electrónico para sobrevivir a los transitorios de sobretensión en entornos operativos típicos al aire libre.

??NORMAS VIGENTES


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Los DRIVERS suelen fallar prematuramente debido a las altas temperaturas internas de funcionamiento. Los componentes similares a las baterías, llamados condensadores electrolíticos, son típicamente la causa de la muerte. Los condensadores electrolíticos tienen un gel dentro de ellos que se evapora gradualmente durante la vida útil del Driver. Las altas temperaturas aceleran la evaporación del gel y acortan la vida del condensador, haciendo que el Driver, y por lo tanto su LED, deje de funcionar inesperadamente.

Over Temperature Protection (OTP) es el término utilizado para la Protección contra incrementos de Temperatura, y es un sensor que viene dentro de los Drivers Led que permite el funcionamiento o deje de funcionar cuando la Temperatura Tc sobrepase los límites de Temperatura previamente grabados en el EPROM del sensor, por esta razón se los llama también One-Time Programmable (OTP) lo que no nos debe confundir con el concepto original.

El uso de un OTP cada vez más inteligente provee un mecanismo de control adicional, que puede aumentar significativamente la vida útil de las fuentes de luz LED, garantizando la vida útil nominal y reduciendo la incidencia de productos defectuosos.

Este es un ejemplo de cómo la corriente de salida baja sustancialmente cuando la temperatura aumenta de 90 a 100° C. medidas en el punto Tc.


C. Stay

La temperatura dentro del Driver se correlaciona con la temperatura externa en la carcasa del Driver. Un pequeño círculo en la etiqueta de la mayoría de los Drivers del LED, llamado el "punto de TC", es el punto más caliente en el Driver. Este punto se marca generalmente con una temperatura y se utiliza para determinar la temperatura de funcionamiento máxima del Driver. Si se utiliza un Driver a una temperatura demasiado próxima a esta temperatura límite, tendrá una vida útil más corta que si se operara a una temperatura inferior. Esta es la razón por la cual los Drivers con puntos TC más altos tienen vidas más largas.

Los Drivers deben utilizarse a temperaturas de funcionamiento por debajo del punto TC (o al menos deben contener condensadores electrolíticos de larga duración) para garantizar que la vida útil del motor exceda la vida útil del LED. Cuando un LED no está sujeto a ninguna de estas condiciones, los controladores pueden fallar y deben ser reemplazados.


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Hay que prestar mucha atención a los Sistemas de Control de luz para dimerización:1) Porque No todas las Lámparas LED que existen son dimerizables; 2) Para el caso de los que sí son , generalmente no aceptan cualquier tipo de Dimmer.

Muchas veces se conjugan la inexistente variación de intensidad luminosa a lo largo del 70 u 80% del recorrido del potenciómetro -en ambos sentidos, tanto ascendente, como decreciente-; y el efecto psicodélico que provoca el parpadeo en el ínfimo tramo de recorrido en el que si varia su flujo.

NOTA: Vale aclarar que no es la lámpara la que falla, sino el Dimmer que no es especifico para el uso con estas nuevas tecnologías. La lámpara funciona perfecto, pero el Dimmer es uno de los convencionales, o lineales, que funciona correctamente para lámparas halógenas o de filamento; pero no sobre la electrónica de las Lámparas Led.

Por otra parte, sabemos que una lámpara LED no varía su temperatura de color al dimerizarla, por lo que siempre produce el mismo tipo de blanco cualquiera fuere el nivel de intensidad fijado. Este aspecto del LED hace que al utilizar LEDs blancos con filtros de color, el color-luz producido por un filtro sea estable ante cualquier valor de intensidad determinado.

Existe una confusión en este punto al pedir 0 - 10V y otros piden 1 - 10V, y como podemos ver en las especificaciones de salida el rango de Corriente de Dimerización es un porcentaje entre 10 y 100% o un factor entre 1-10 de Dimming.Es decir, que pedir 0 – 10 V significa que se apague el dimmer.


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La primera pregunta que debemos plantearnos a la hora de alimentar un led (o una asociación de leds en sus diversos formatos) es si se debe hacer a través de una fuente de tensión constante o de una fuente de corriente constante. Rápidamente podemos darnos cuenta de esto por la existencia de la resistencia limitadora, pero la misma no siempre está expuesta visualmente y otras veces es demasiado pequeña como para identificar con facilidad. Por lo tanto, lo más apropiado es consultar siempre la hoja técnica del producto.

La Potencia Nominal de una Luminaria casi siempre viene con un valor separado al consumo del Driver, por esto es importante conocer ambos valores para encontrar la Potencia Total Disipada.


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Un controlador LED debe asegurarnos máxima eficacia. O lo que es lo mismo: cero pérdidas de energía. El aprovechamiento real de la energía eléctrica consumida se mide por el valor del factor de potencia (PFC o Power Factor Correction). Si el valor es igual a 1 significa que toda la electricidad que llega a la fuente de alimentación se ha aprovechado. Si es de 0,5 quiere decir que la mitad de energía eléctrica se ha desaprovechado en la conversión.Hay que tener cuidado a la hora de adquirir una luminaria LED y asegurarse de que el driver incorporado es de calidad. Un LED puede tener una vida útil de hasta 100.000 horas, pero si tenemos que cambiar el driver cada 5.000 horas, no estamos optimizando nuestra inversión.

Muchos proveedores de soluciones LED optan por diseñar y construir sus propios drivers. Lo que a priori puede parecer una ventaja, en realidad suele revelarse como un error, ya que suelen fallar más que los drivers de fabricantes especializados, que además pueden reemplazarse más fácilmente.Los drivers son cruciales para ayudar a los sistemas de iluminación basadas en LED alcanzar su pleno potencial en términos de larga vida útil, eficiencia energética y otras características beneficiosas. Recuerde: un controlador LED debería durar tanto como el propio LED.

5 años (22.000h) o 50.000 h?


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STELARIA posee un diseño único de fácil integración en el exterior de las luminarias.

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Que significa esto?a) Que el Driver tenga

compatibilidad para Telegestionar

b) Que la Luminaria venga con la “antena” de comunicación sin perder el IP

c) Ambas opciones


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NORMA VIGENTE


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CONTINUARÁ …

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