LED, Diodo Emisor de Luz LightLED, Diodo Emisor de Luz Light Emitting Diode ¾Es un dispositivo...

LED, Diodo Emisor de Luz

LightEmittingDiode

Es un dispositivo semiconductor ( diodo ), que emite luz cuando circula por él una corriente eléctrica. Es un modo de Electroluminiscencia

El material empleado en su construcción es Silicio, porque tiene una energía de la bandaprohibida correspondiente con el espectro visible

En otros Diodos, la energía se libera principalmente en forma de :CalorRadiación Infrarroja Radiación Ultravioleta

Parámetros que caracterizan el funcionamiento de un LED :

Eficiencia. Relación entre Intensidad luminosa emitida y la corriente eléctrica que

produce dicha radiación

Color.Depende de la frecuencia de la radiación y de los materiales empleados

Directividad.Ángulo de observación de luz que permite el LED, respecto al eje

geométrico. Depende de la forma del encapsulado y de la existencia de lente

Tensión directa.Es la diferencia de potencial que se produce en los terminales del LED

cuando lo atraviesa la corriente de excitación

Corriente Inversa.Es la máxima corriente que es capaz de circular por el LED cuando se

le somete a polarización inversa

Disipación de potencia.Es la fracción de la potencia que absorbe el LED y no transforma en

radiación visible, disipándola al ambiente en forma de calor

El dispositivo semiconductor esta encapsulado en una cubierta de plástico , de mayorresistencia que las de vidrio ,que se utilizan usualmente en lámparas

El voltaje que atraviesa el Led va desde 1,8 hasta 3,8 voltios (lo que esta relacionadocon el material de fabricación y el color de la luz que emite)

Rojo = 1,8V a 2,2VNaranja = 2,1V a 2,2VAmarillo = 2,1V a 2,4VVerde = 2V a 3,5VAzul = 3,5V a 3,8VBlanco = 3,6V

Composición de un LED

La gama de Intensidades, esta entre 10 mA (baja luminosidad ) y 1000 mA (alta luminosidad)

Composición de un LED

En general, los LEDS, suelen tener mejor eficiencia cuanto menor es la corriente que circula por ellos, por tanto, tenemos que buscar un compromiso

entre la intensidad luminosa que producen (mayor cuanto más grande es la intensidad que circula por ellos)

y la eficiencia (mayor cuanto menor es la intensidad que circula por ellos)

COLORSegún los materiales empleados :

En desarrolloSicilio (Si)

UltravioletaDiamante (C)

480nmAzulCarburo de silicio (SiC)

450nmAzulNitruro de galio e indio (InGaN)

AzulSeleniuro de zinc (ZnSe)

525nmVerdeNitruro de galio (GaN)

555nmVerdeFosfuro de galio (GaP)

630nmRojo, naranja y amarillo

Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP)

890nmRojo e infrarrojoArseniuro de galio y aluminio (AlGaAs)

940nmInfrarrojoArseniuro de galio (GaAs)

Long. de ondaColorCompuesto

COLOREspectro

TODO TIPO DE LUZ SE COMPONE DE LA MEZCLA DE LOS COLORES PRIMARIOS :

- Rojo

- Verde

- Azul

Temperatura de Color :

Se expresa en º K y es la comparación de su color dentro del espectro luminoso, con el de la luz que emite un cuerpo negro calentado a una temperatura determinada

CONCEPTOS :

Flujo Luminoso ( F ), se define como la potencia ( W ) emitida en forma de radiación luminosa, a la que el ojo humano es sensible, expresado en lumena la relación entre watios y lúmenes se le llama equivalente luminoso :

1 watio – luz a 555 nm = 683 lm

Lumens

Intensidad Luminosa ( I ), es el flujo luminoso emitido por unidad de ángulo sólido en una dirección concreta. Su símbolo es “I” y su unidad de medida, la candela

Unidad : Candela ( cd )I= Φω

CONCEPTOS :

Iluminancia ( E ), es el flujo luminoso recibido por una superficie. Su unidad es el lux ( lx ), que es un lm /m2

Es el flujo luminoso real

Unidad: lux (lx) Lux :Lumen

m2

Flujo Lumínico

ÁreaE =

Φ

S

Rendimiento luminoso o eficiencia luminosa

No toda la energía eléctrica consumida por una lámpara ( bombilla ,fluorescente ,vapor, ...) se transforma en luz visible .Parte se pierde por calor, parte en forma de radiación no visible ( infrarrojo o ultravioleta )

Rendimiento =Flujo Luminoso

Potencia consumida

η = ΦW

RENDIMIENTO / APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA ( % )

El rendimiento de una luminaria permite conocer que cantidad del flujoluminoso de la fuente de luz utilizada es “ devuelto “ por dicha luminariaEl rendimiento siempre debe ir asociado a la curva de distribución luminosa

Eficiencia (lm/W) de algunas lámparas convencionales y LEDsde acuerdo con los objetivos de la industria de semiconductores

Lúmenes

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Incandescente

CFL

Principales Ventajas de la iluminación LED

Una lámpara LED se alimenta a baja tensión, favoreciendo así la reducción del consumo, la relación potencia/luminosidad más extendida actualmente es de 80 lúmenes/1W, aunque la constante investigación en este campo esta permitiendo que esta relación aumente hasta los 150 lúmenes/1W a día de hoy

* Datos referentes a estudio realizado sobre 1100ud.

Bajo consumo

Fluorescente 36W Fluoled Bulb 120 6K 19W

El aprovechamiento de la energía del Led es de aproximadamente un 90%, contra un 15% de la lámpara convencional en las mejores condiciones. Con el LED, la totalidad de la energía se transforma en luz

Ahorro energético

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Incandescencia Fluorescencia LED

Aprovechamiento dela energia en %

Precio medio de la Electricidad en los últimos 20 años.

* Fuente: "Monthly Energy Review", Department of Energy - Energy Information Administration, July 2006

Calificación Energética de Edificios

* Fuente: CYPE Ingenieros

El consumo de Energía y sus Emisiones de Dióxido de Carbono son las obtenidas por el programa, para unas condiciones normales de funcionamiento y ocupaciónEl Consumo real de Energía del Edificio y sus Emisiones de Dióxido de Carbono, dependerán de las condiciones de operación y funcionamiento del edificio y de las condiciones climáticas, entre otros factores

•La vida de un LED es muy larga en comparación con los demás sistemas de iluminación:

*Horas estimadas de funcionamiento óptimo según los principales fabricantes.

Vida Media Horas

LED 100.000 h.*

Fluorescente 20.000 h.*

Halógeno 4.000 h.*

Tiempo de utilización

LED

Fluorescente

Halógeno

0 20000 40000 60000 80000 100000Miles de horas de funcionamiento

•Mucho mayor, ya que la degradación de la luz es mínima en relación a la de halógenos y fluorescentes:

Perdida de luminosidad -20% -30%

LED 45.000 h. 100.000 h.

Fluorescente 5.000 h. 20.000 h.

Halógeno 1.500 h. 4.000 h.

Fiabilidad

Miles de horas de funcionamiento

Pérd

ida

de

lum

ino

sid

ad (

%)

Lum

ino

sid

ad (

%)

Por los materiales de construcción del Led, no tenemos el gran problema de los gases de metales pesados, como por ejemplo el bajo consumo o la fluorescencia

Sostenibilidad

Componentes

•Silicio

•Germanio

•Arseniuro de galio (GaAs)

•Arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs)

•Arseniuro fosfuro de galio (GaAsP)

•Fosfuro de galio (GaP)

•Nitruro de galio (GaN)

•Seleniuro de zinc (ZnSe)

•Nitruro de galio e indio (InGaN)

•Carburo de silicio (SiC)

Materiales no contaminantes

Reducción de Emisiones CO2

No utilización de Gases Tóxicos

Relación entre kW/h consumidos y producción de CO2Fuente: Grup l'Alzina

Despreciable1 kw/h producido con eólica :

Despreciable1 kw/h producido con hidráulica :

poco, pero no despreciable (minería de uranio, transportes, etc)

1 kw/h producido con nuclear :

0,26 kg de CO21 kw/h producido con gas "natural", central de ciclo combinado :

0,37 kg de CO21 kw/h producido con gas "natural", central convencional :

0,60 kg de CO21 kw/h producido con fuel o gasoil :

0,75 kg de CO2 (valor poco exacto, y depenendiente del tipo de carbón)

1 kw/h producido con carbón :

Equivalente de CO2 de las diferentes fuentes de energía

En España, el 33% de toda la energía eléctrica es de origen nuclear (70% en Cataluña), carbón 35%, el resto: fuel, gas, hidráulica, eólica (actualmente el 3%), y otras

MEDIA : 1 kw /h………….0.5 kg de CO2

Contaminación LumínicaEl Led emite una luz muy dirigida y focalizada, reduciendo las pérdidasde luz en gran medida, frente a los equipos tradicionales

No producimos Contaminación Lumínica alguna

Los equipos tradicionales utilizan elementos externos (campanas, reflectores,deflectores…etc ), para recuperar una pequeña parte de la luz pérdida

Aumentando el coste al añadir Equipos Auxiliares

Ejemplos de pérdidas ecónomicas por la energía desaprovechada hacia el cielo :Andalucía…….30 Millones de €Cataluña…… 12 Millones de €Canarias……..Ahorro de entre el 40 y 60 %Alemania…….Pérdidas equivalentes a la energía producida por una

central nuclear de media potencia

Este es uno de los puntos más importantes, al necesitar menos energía para trabajar satisfactoriamente, emitimos una cantidad de CO2 a la Atmósfera, sensiblemente menor y además no producimos ningún tipo de contaminación lumínica, al ser fácilmente controlable

Preservación del medio ambiente

*El alumbrado supone el 19%del consumo global de electricidad

AlumbradoenergéticamenteEficiente*

Desarrollo de tecnología LED

Reducción del consumo

Reducción de emisiones CO2

Tasa ECORAEE

A partir del día 1 de Abril de 2006, y en aplicación al RD 208/2005 sobreaparatos eléctricos y electrónicos y la gestión de los sus residuos, en lasfacturas se cargará la tasa ECORAEE que se establece en función del pesodel producto:

Luminarias cuyo peso sea menos de 750g: 0.30€Luminarias con un peso entre 750g y 5Kg: 0.65€Luminarias cuyo peso sea mayor de 5Kg: 0.85€

* Fuente: ecolum.es

Las luminarias LED están exentas de pagar la tasa ECORAEE

El Led trabaja directamente con la corriente eléctrica, no necesita elementos auxiliares para su funcionamiento; dichos elementos que tienen que ser reemplazados con el tiempo, tienen una vida media muy baja

Mantenimiento nulo

El LED tiene una respuesta de funcionamiento mucho más rápida que el halógeno y el fluorescente

Esto nos lleva a aumentar la seguridad en el trabajo, donde en ocasiones necesitamos el 100% de luz en el acto

Además, la respuesta inmediata es un punto a favor a la hora de colocar sistemas de control inteligente en la instalación

Mayor rapidez de respuesta

2-3 seg +-0.1 seg Instantáneo

Absorbe las posibles vibraciones a las que pueda estar sometido el equipo sin producir fallos ni variaciones de iluminación. Esto es debido a que el LED carece de filamento luminiscente evitando de esta manera las variaciones de luminosidad del mismo y su posible rotura

Sin fallos de iluminación

El LED es un dispositivo que opera a baja temperatura en relación con la luminosidad que proporciona. Los demás sistemas de iluminación en igualdad de condiciones de luminosidad que el LED emiten mucho más calor

EL LED APROVECHA MAS DEL 90 % DE LA ENERGÍAEsto nos proporciona mayor seguridad en el montaje, y en la manipulación de este tipo de productos.

*El calor desprendido por los aparatos con tecnología Led no es provocado por este componente, sino por la electrónica que los hace funcionar

Baja temperatura

Gracias a los disipadores con que se equipan las luminarias LED, se elimina gran parte del calor generado por la electrónica de estos aparatos.

Cada ud ºC que aumenta la Temperatura de una estancia, sube el consumo de la energía utilizada para Refrigeración un 7 % .

El Led se caracteriza por su funcionamiento optimo a bajas temperaturas hasta un límite, aproximado de

Resistencia

Perfecto para instalaciones criticas ,donde las demás lámparas no son capaces

-30º hasta + 80º

La mayoría de nuestros productos se alimentan a 12/24V de corriente continua, adaptándose perfectamente a la mayoría de las fuentes de alimentación de los equipos, y reduciendo al mínimo los posibles riesgos de accidentes eléctricos, sobre todo en piscinas, parques y lugares donde puede haber equipos al alcance de los niños.

Baja tensión

12V

230V

Apropiado para lugares de pública concurrencia

En las mismas condiciones de luminosidad que sus rivales, la luz que emite el LED es mucho más nítida y brillante, lo que nos permite percibir con mas claridad los detalles de los objetos, aumentando la seguridad.

Luz más brillante

El LED es un dispositivo de longitud de onda fija pero que puede trabajar en una amplia banda del espectro. Para cubrir todo este ancho de banda existen en el mercado una gran gama de LEDs que nos permitirán iluminar con una longitud de onda específica, o lo que es lo mismo, en un determinado color (RGB), de entre 16millones de combinaciones diferentes. De esta forma, un solo aparato es capaz de emitir diferentes tipos de cambios de color: progresivos, intermitentes, etc.

Amplia banda espectral

Podemos controlar y regular la luz, en un rango de 0 a 100%,sin fallos, algo impensable en la luz convencional, pudiendo ejercer un control inteligente sobre la iluminación. Además los aparatos Led pueden ser controlados mediante distintos sistemas de control (analógico, DMX…), pudiendo programar infinidad de efectos a nuestro gusto

Control de luz / Regulación

15%

50%

100%

Comparativa entre :Bajo Consumo - Vapor de sodio -

LED

Su eficiente consumo energético permite disponer de acumuladores que mantienen encendido las luminarias durante varias horas, y varios días consecutivos.

Su elevado consumo no aconseja este tipo de energías

Su bajo consumo permite disponer de acumuladores que mantienen encendido las luminarias durante varias horas.

Utilización energías renovables

No tieneContiene gas y metales pesados como el plomo y mercurio que son altamente tóxicos y muy perjudiciales para el medioambiente.

Contiene gas y metales pesados como el plomo y mercurio que son altamente tóxicos y muy perjudiciales para el medioambiente.

Gastos de reciclaje

85% - 90%25% - 35%35% - 45%Eficiencia energética lumínica

Inferior a la mediaElevadoBajo Consumo

Sin mantenimientoNecesarioNecesarioMantenimiento anual

45.000 horas3000 – 5000 horas de uso (transcurrido un tiempo de uso la luminosidad se va reduciendo poco a poco)

Alrededor de 1500 horasTiempo de uso con rendimiento >90%

50000 horas, el equivalente a 10-13 años

Entre 5000 y 15000 horas, el equivalente a 1 - 5 años

Entre 1500 y 2000 horas, aunque está preparado para funcionar de entre 7000 y 10000 horas, le afectan los encendidos y apagados

Vida útil de funcionamiento

LEDVAPOR DE SODIO O SIMILARBAJO CONSUMO

Sí, un alto porcentaje del coste total. IDAE

No No Subvenciones

Luz clara (tono blanco): Reduce la fatiga visual. Disminuye el tiempo de reacción. Reproducción real de los colores.

Luz amarillenta, provoca: fatiga visual, distorsión de los colores, estados de animo depresivos, somnolencia.

Luz blanca con parpadeos, provoca fatiga ocular.

Tipo de luz producida

Encendido instantáneoSe encienden pasados varios segundos, consiguiendo la máxima luminosidad pasados algunos minutos

Se encienden pasados varios segundos, consiguiendo la máxima luminosidad pasados algunos minutos

Tiempo de encendido

La luminosidad no se ve afectada incluso a bajas temperaturas puede incluso aumentar un poco la luminosidad LED.

Aumenta el tiempo de encendido y baja la luminosidad entorno un 5 – 10%

Aumenta el tiempo de encendido y baja la luminosidad entorno un 5 –10%

Rendimiento a bajas temperaturas

No produce ningún tipo de parpadeo

Parpadeo constante antes de su consumo. Tarda en dar su máxima potencia.

Parpadeo constante antes de su consumo. Tarda en dar su máxima potencia.

Efectos de desgaste

Si, ya que no dispone de partes móviles, es de construcción modular

No, reduce el ciclo de vida de la luminaria

No, reduce el ciclo de vida de la luminaria

Resistencia a impactos y vibraciones

No SiSiCarga inductiva en la red

LEDVAPOR DE SODIO O

SIMILARBAJO CONSUMO

Casos Prácticos de Sustitución de Equipos convencionales por

tecnología LED

Párametros del Estudio :

1000 unidades de cada lámpara

12 horas de uso diario

365 días al año de funcionamiento

Tarifa eléctrica 0.13650 € kW /h

Ficha Técnica

44870 VWFL 50W 12V Osram LED Lamp MR16 6W 5K CREE

12VTensión de trabajo

3.500ºKTemperatura de color

2000hVida útil

400lmLúmenes

50WPotencia

12VTensión de trabajo

5000ºKTemperatura de color

50.000hVida útil

450lmLúmenes

6WPotencia

Tipo de lámpara utilizada Halógeno LED

Coste total de la instalación (lámparas, 0 Euros 53000 Eurosequipos, cableado, m.o., etc.)

Potencia nominal de las lámparas 50 Watios 6 Watios

Cantidad de lámparas a utilizar 1000 Lámparas 1000 Lámparas

Horas que van a estar encendidas 12 horas 12 horascada día

Días al año que van a estar encendidas 365 días 365 días

Pérdidas aproximadas por tipo de lámpara, 10 % 10 %cableado, equipos auxiliares, etc.

Potencia instantánea consumida (todas las 55000 Watios 6600 Watioslámparas más las pérdidas.)

Potencia anual consumida 240900 kW/h 28908 kW/h

Gasto anual en energía por las lámparas 32882,85 Euros 3945,94 Euros

CO2 generado para producir la energía 112788 Kgs. 13535 Kgs.

Lámparas a reemplazar en 10 años según 29000 Lámparas 0 Lámparassu vida útil

Gastos de mantenimiento generados por 174000 Euros 0 Eurosel reemplazo de las lámparas y su m.o.

Tasa ECO RAEE (nº lámpras x tasa) 87000 Euros 0 Eurosen 10 años

Tasa CO2 (30€ /Tn) 3383,64 Euros 406,05 Euros

Gasto total de la instalación en 10 años 593.212,14 Euros 92.865,47 Euros

Resultados del estudio

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Año 7 Año 8 Año 9 Año 10

Convencional LED

Lámpara Halógena 50W - MR 16 Cree 6 W

Período de Amortización, aprox. …...... 10 meses

Ahorro en 10 años………………….. 537.839,10 €

CO2 No Producido………………….……. 99,07 Tn

Árboles Salvados…............ 20.804,70 árboles/año

Ficha Técnica

L 18W/840 VS30 FLUOLED 60 6K

Lux

4000º KTemperatura de color

10.000hVida útil

2500lmLúmenes

36WPotencia

Lux


50.000hVida útil

590lmLúmenes

10WPotencia

Tipo de lámpara utilizada Fluorescente LED






Pérdidas aproximadas por tipo de lámpara, 44,79 % 10 %cableado, equipos auxiliares, etc.











0

50000

100000

150000

200000

250000

300000


Convencional LED

Tubo Fluorescente 18W - Fluoled 10W

Período de Amortización, aprox……….... 3,1 años

Ahorro en 10 años…………………….. 120.811,85 €

CO2 no producido ………………….…….. 30,83 Tn

Árboles Salvados….............. 6.474,30 árboles /año

Ficha Técnica


Lux


10.000hVida útil

2500lmLúmenes

36WPotencia

Lux


50.000hVida útil

1200lmLúmenes

19WPotencia

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

400000

450000

500000


Convencional LED


Período de Amortización, aprox …………. 2,7 años

Ahorro en 10 años………………….…. 234.254,28 €

CO2 No Producido…………………………... 63,9Tn

Árboles Salvados…..................13.419 árboles /año

Ficha Técnica


Lux


10.000hVida útil

2500lmLúmenes

36WPotencia

Lux


50.000hVida útil

1300lmLúmenes

23WPotencia

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000


Convencional LED


Período de Amortización, aprox. ……..…. 2,4 años

Ahorro en 10 años …………………….386.428,55 €

CO2 No Producido…………………..…... 120,33 Tn

Árboles Salvados….............. 25.269,3 árboles /año

Ficha Técnica

L 58W/840 VS30 FLUOLED 150 6K High Power

Lux


10.000hVida útil

2500lmLúmenes

36WPotencia

Lux


50.000hVida útil

2220lmLúmenes

32WPotencia

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000


Convencional LED

Tubo Fluorescente 58W - Fluoled High Power 32W

Periodo de Amortización , aprox………... 4,5 años

Ahorro en 10 años…………………..... 248.090,78 €

CO2 No Producido…………………….…... 99,85Tn

Árboles Salvados…............ 20.968,50 árboles /año

Led&Led Participa en los siguientes proyectos:

Organización del Proyecto innovador “ Iluminación Sostenible e Inteligente” (CDTI)Participan

Delegaciones Led&Led

Delegaciones Led&Led

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