INTRODUCCIÓN
La en ener ergí gíaa es indi indisp spen ensa sabl blee pa para ra el de desa sarr rrol ollo lo.. Sin Sin emba embarg rgoo de debe bemo moss utilizarla de forma eficiente ya que su transformación, transporte y uso final tienen importantes impactos medio ambientales, tales como la generación de dióxido de carbono (CO2), el principal gas de efecto invernadero. Ahorrar energía es una de las aspiraciones más importantes para la economía de nuestro hogar o negocio. Debido a la gran facilidad con que podemos usarla nos olvidamos del inmenso valor que tiene y el costo que pagamos por ello. En el mundo en que vivimos la mayor parte del tiempo no transcurre bajo la luz luz de dell sol, sol, la en ener ergí gíaa qu quee usam usamos os prov provie iene ne de cent centra rale less eléc eléctr tric icas as,, es imprescindible imprescindible reducir el consumo eléctrico y a la vez contar con una correcta correcta iluminación de nuestro hogar o negocio
LAMPARA LED Las ventajas respecto a la iluminación convencional son, una vida útil de la LED de unos 50.000-100.000 horas, sin apenas emisión de calor ni de rayos UV y un consumo energético hasta un 90% inferior. Sin efectos nocivos, ni Ecotasa ya que los dispositivos de Led no dispersan ni rayos ultravioleta ni rayos infrarrojos. Tampoco contienen gas ni metales nocivos para la atmosfera o nuestra salud, no como las lámparas
de
flúor
compacto
(CFL),
o
tubos
fluorescentes
tradicionales.
El tremendo ahorro energético ya esta acabando con las bombillas de filamento tradicional, (de hecho ya se han prohibido en varios países), tubos fluorescentes y lámparas convencionales por estos pequeños diodos incandescentes. •
Cuida el medio ambiente: No contiene gas ni metales pesados (mercurio) para su funcionamiento como los
•
tubos tradicionales •
No cansa la vista
•
No parpadea
•
No emite rayos UVA
•
No emite calor: ahorro considerable en A/A
•
Amplio rango de voltaje: desde los 85 hasta los 265V
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Se enciende al instante: no hay que esperar mientras que el cebador lo encienda No hay consumos añadidos del transformador ni cebador ya que estos no son
•
necesarios Es el producto ideal e imprescindible para ahorrar mucha energía en casa, y es imprescindible para parkings, cocheras, ascensores, hoteles, mancomunidades y locales donde
la
iluminación
es
necesaria
de
forma
casi
permanentemente.
CONSTRUYAMOS NUESTRA PROPIA LAMPARA LED En primer lugar debemos comprar los 24 leds (en el ensayo utilizamos 12 leds) blancos que vamos a necesitar. El precio oscila entre los 3500 y 4000 gs c/u. También, necesitaremos resistencias de 220 omnios o más dependiendo de la batería que usemos. Ahora toca soldar los Led en grupos de 3. Soldando el negativo del primero con el negativo de la batería por medio de un cable, y el positivo del Led con el negativo del segundo Led, soldando el positivo del segundo Led con el negativo del tercer Led. Y por último, soldando el positivo del tercer Led a la resistencia de 220 omnios y esta a su vez al positivo de la batería.
Es decir, hemos soldado 3 Led en serie. Dado que escogeremos una batería de 12 voltios, se pueden soldar tantos Led como la suma del voltaje de los mismos. Por ejemplo; 3 Led x 3 voltios Led = 9 voltios. Como la batería, aún siendo de 12 voltios, da 13,4 voltios nominales, todavía nos sobran 3 voltios. ¿Que hacemos con ellos? La resistencia se ocupa de ello. Ahora ya podemos hacer tantos grupos de 3 Led como deseemos. En nuestro caso 8 grupos idénticos al primero. Quedando el diseño de los mismos como sigue.
Ahora un poco de matemáticas porque debemos saber cuanto consume nuestro invento; consumo de un Led, depende del fabricante, pero lo típico es 20 mA/h (miliamperios por hora). I= (Vb-Vl) /R Intensidad consumida es igual al voltaje de la batería menos el voltaje de la suma de los Led en serie dividido por la resistencia del circuito. Por lo tanto sería 13,4 voltios - (3 * 3 voltios) dividido por 220 omnios = 20mA/hora. Esto es lo que consume un grupo de 3 Led. Si multiplicamos esto por 8 grupos, el consumo total de la pila encendida por hora es de 160 mA/hora. El circuito puede encerrarse en una caja redonda CFL, y así puede conectarse directamente al enchufe de receptáculo de la bombilla de CA. Una combinación de 16 Leds en serie da una luminancia (lux) equivalente de una bombilla de 12W. Pero si usted tiene dos combinaciones en serie de 23 Leds en paralelo (46 Leds en total), da luz igual a una bombilla de 35W; 15 leds son convenientes para una luz de lámpara de mesa. Aunque el desembolso inicial con la iluminación LED es mayor, el ahorro energético es abismal. Para que se entienda mejor; cambiamos 50w de iluminación convencional por una de LED de 2,3w. Evidentemente, la intensidad lumínica es inferior y para cuadrar con la regla del ahorro energético de un 80%, se debería utilizar un 20% de la bombilla a sustituir. Es decir, para tener una equivalencia lumínica de una bombilla de 50W, deberíamos emplear 10W en LEDs, aunque tampoco es así exactamente. Esta bombilla corresponde a casi unos 40w convencionales. Así llegamos a hablar de un ahorro energético de más de un 90%, casi un 95%. ...Haciendo cuentas....
Esta forma de iluminación con LEDs que tiene un consumo de tan solo 2,3W contra los 50W de la dicroica tradicional nos lleva al siguiente resultado: La Halógena gastaría 146Kw/h al año. Vida estimada: 2000 horas La LED gastaría 6,70Kw/h año. Vida estimada: 50.000 horas. Es decir: Durante el mismo periodo con la luz encendida, tendríamos que sustituir unas 15 dicroicas halógenas a 5250 gs/unidad (un total de 78750 gs.) + 53.356 gs en consumo eléctrico = Total 132.106 gs (ya que se nos han fundido) La lámpara LED: Como no tenemos que sustituirla, 1 sola lámpara a 70.875 gs + 2448 gs en electricidad son 73.233 gs Se ahorra en un solo punto de luz con una sola bombilla LED aproximadamente 58873 gs
EJEMPLOS LED He aquí un estudio realístico sobre el ahorro que podemos obtener mediante la colocación de Tubos LED Supongamos un parking subterráneo.
Tubos instalados: 250 unidades de 40W cada uno Horas de uso: 24h/365dias. Potencia absorbida: 40W del tubo + cebador + transformador = 78-80W por tubo. (Calcularemos sólo 70W por tubo). El total serían: 70W x 250 Tubos x 24 horas = 420Kwh/día x 365 días al año: 153.300Kw/h al año. Calculando el Kw/h con una media de 365,45 gs con los tubos tradicionales nos gastaríamos 56.023.485 gs. en la factura de la luz, sin tener en cuenta el contrato ni añadidos como m/obra mantenimiento, sustitución de cebadores, tubos etc.
En 5 años eso se traduce en 766.500Kw (0,76 Mw.) que con la tarifa eléctrica actual, suponiendo que siguiera igual, correspondería a nada menos que 280.117.425 gs.
Esto se traduciría en quemar unos 11,5 kgs de carbón mineral para generar la energía que absorbería un solo tubo fluorescente, lo que equivale a un aproximado de 34 kilos de CO2, además de dióxido de sulfuro y NOx, es decir, para iluminar nuestro parking ejemplo quemaríamos unos 2.875 Kg de carbón lo que generaría 8,6 Toneladas de CO2 al año.
Ahora calculamos nuestro parking ejemplo pero con tubos Led: Las mismas cifras, en iluminación de Tubo Led: 250 tubos x 15W cada uno: 3,75Kw/h = 90Kw/h = 32.850 Kw/ año lo que equivale a 12.005.032,5 gs. En 5 años el consumo sería de 164.250 Kw años, con la tarifa eléctrica actual nos da unos 60.025.162,5 gs
En 5 años tendríamos un tremendo ahorro medioambiental y un ahorro económico (exclusivamente eléctrico) de 220.092.262.5 gs No sólo el ahorro es debido al tubo LED en sí, sino también a los consumos eliminados de transformadores y cebadores. También tenemos que tener en cuenta que tendríamos que sustituir 4 veces el tubo tradicional (12.000 horas de vida de media) mientras esté funcionando el mismo tubo de LED (50.000 horas). Está más que claro que es súper rentable el uso de los tubos LED, además de que se pagan solos en solo una fracción de su vida útil.
Nota importante: Al consumo eléctrico de los tubos tradicionales hay que sumarle el coste de las sustituciones necesarios, ya que en nuestro ejemplo la vida de los fluorescentes con sus 12.000 horas equivalen a algo menos de 1,5 años.... es decir habría que sustituir cada tubo tradicional unos 3-4 veces Las cuentas hablan por si solas y hacen rentables los tubos LED en menos de 2 años mientras que su vida útil es de mas de 5 años...
Ejemplo 2: Propiedades Consumo: 15W (tubo de 12000mm) Luminosidad: +1200Lm - 31Klux en superficie Factor Potencia 0.9~1.0 Vida: 50.000 horas Voltaje entrada: 85~265V - 50~60Hz Material exterior: PVC transparente.
Ejemplo de las dicroicas LED Dicroica Halógena convencional MR-16 de 12V y 50W. Eficiencia lumínica: 16 lúmenes/W. Vida útil: solo 1.000-2.000 horas. Dicroica LED MR16 de 12V y 2,3W Eficiencia lumínica: de 45 lúmenes/W. Vida útil: de unos 50.000 horas (hasta 100.000 horas). ...Haciendo cuentas.... Esta forma de iluminación con LEDs que tiene un consumo de tan solo 2,3W contra los 50W de La
la
dicroica
Halógena
gastaría
tradicional 146Kw/h
nos al
lleva año.
al Vida
siguiente estimada:
resultado: 2000
horas
La LED gastaría 6,70Kw/h año. Vida estimada: 50.000 horas. Es decir: Durante el mismo periodo con la luz encendida, tendríamos que sustituir unas 15 dicroicas halógenas (ya que se nos han fundido) a 5250 gs/unidad (un total de 78.750 gs) + 53.356 gs en consumo eléctrico: Total 132.106 gs.
La lámpara LED: Como no tenemos que sustituirla, 1 sola lámpara a 70.875 gs. en nuestro ejemplo + 2448 gs en electricidad son 73.323 gs.... Se ahorra en 1 solo punto de luz con una sola bombilla LED ya más de 58.000 gs
LÁMPARAS DE BAJO CONSUMO Las lámparas de bajo consumo reducen las emisiones de CO2 (dióxido de carbono) ahorran 20 Kg. de CO2 por año frente a una lámpara incandescente. Actualmente existen lámparas de bajo consumo de encendido rápido incluso a temperaturas de 30 ºC. La duración de estas lámparas que existen en el mercado podemos encontrarlas con una duración desde 2000 a 15000 horas de vida. El precio es superior a las lámparas incandescentes pero se amortiza a las 1500 horas de su uso y su reposición es 8 veces menor.
COMPROBEMOS EL AHORRO Una bombilla tradicional de 100W proporciona la misma intensidad de luz que una lámpara de bajo consumo de 20W. Si suponemos que las bombillas están encendidas 5 horas diarias cada día, proporcionando la misma luz, su consumo eléctrico será: Una bombilla de bajo consumo de 20W x 5horas encendida diariamente x 365 días= 36.500 Wh. Una bombilla incandescente: 100 W x 5 horas encendida diariamente x 365días= 182.500 Wh. En la factura eléctrica nos cobran por la cantidad de Kilovatios x hora (Kwh) consumidos. Suponiendo que 1 Kwh cuesta 365,45 gs, lo que pagamos es: Bombilla de bajo consumo: 36.500 Wh x 365,45 gs/kWh= 13.339 gs. Bombilla incandescente: 182.500 Wh x 365,45 gs/KWh= 66.695 gs.
En un año, la lámpara de bajo consumo nos ahorra 53.356 gs en la factura de la luz. Pero aún hay más: las lámparas de bajo consumo duran de media 8 veces más (8 mil horas) que las convencionales (1000 horas). El gasto de ambas en 8000 horas de vida útil de la lámpara de bajo consumo es: Bombilla de bajo consumo: 20 W x 8000 horas x 365,45 gs/kWh = 58.472 gs Bombilla incandescente: 100 W x 8000 horas x 365,45 gs/kWh = 292.360 gs. Si al total añadimos el precio de compra: Bombilla de bajo consumo: 58.472 gs + 21.000 gs = 79.472 gs Bombilla incandescente = 292.360 gs + (3.500 gs x 8 bombillas)= 320.360 gs.
La diferencia de coste real entre ambas bombillas después de 8000 horas de vida es 240.888 En términos de iluminación existe una idea muy extendida que hay que erradicar: la de asociar la “luz” que proporciona una bombilla con la cantidad de electricidad necesaria para producirla. Una cosa es la energía que consume la bombilla y otra muy diferente, la iluminación que proporciona, la luz que da. Se habla de bombillas de 40, 60 o de 100 vatios (W) como sinónimos de bombillas que dan cierta cantidad de luminosidad. En realidad el vatio es una unidad de potencia relacionada con la energía que gasta esa bombilla. Pero la luz tiene su propia unidad de medida, el lúmen. O sea que deberíamos empezar a verla relación entre la cantidad de lúmens con los vatios que nos cuestan. Para reducir el consumo eléctrico, lo más sensato es obtener el máximo de lúmenes posible con el mínimo de vatios por hora (Wh) consumidos. La eficacia luminosa de una bombilla es la cantidad de luz emitida (lúmenes) por unidad de potencia eléctrica (W) consumida. Se mide en lúmenes por vatio y permite comparar la eficiencia entre diferentes bombillas. La eficacia luminosa de las bombillas incandescentes se sitúa entre los 12 lm/W y los 20 lm/W, mientras que para las lámparas fluorescentes va desde los 40 lm/W a los 100 lm/W.
CONCLUSIÓN Las lámparas de bajo consumo se preocupan por el medio ambiente, porque el planeta es nuestro precioso hogar, la conservación es importante para preservar lo que nos queda ahora para futuras generaciones, es por eso que con esto nos comprometemos a preservar nuestro medio ambiente por medio del ahorro energético en iluminación partiendo de nuestros hogares. El uso de lámparas Led en el ámbito de la iluminación está incrementándose cada vez más por su larga duración, bajo índice de consumo, bajo mantenimiento y diferentes tipos de tonalidades y colores. En la actualidad gracias a los avances tecnológicos contamos con lámparas tipo leds para sustituir a la lámpara halógena convencionales, éste tipo de luz nos aporta un mayor rendimiento con un menor consumo. También existen aparatos terminados que podemos usar en el interior para iluminación principalmente de señalización o en el exterior con balizas para jardín
UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN FACULTAD DE INGENIERÍA LABORATORIO DE FÍSICA 4
“COMPARACIONES ENTRE BOMBILLAS COMUNES, BAJO CONSUMO Y LÁMPARAS LED”
INTEGRANTES:
MIGUEL DÍAZ
CARLOS DÍAZ
IVAN FERREIRA
BELEN OSORIO
SAN LORENZO – PARAGUAY 2010
