Introducción

El alumbrado público puede representar entre el 30 y el 50 % del consumo total de electricidad de una ciudad. En los últimos años, la tecnología de alumbrado público LED ha ofrecido grandes ahorros de costes y plazos de amortización relativamente cortos. La introducción de nuevas tecnologías conducirá inevitablemente a la eliminación de las lámparas tradicionales. Nuestra estimación preliminar es que para 2030, casi el 90 % de las farolas que se utilizan actualmente se eliminarán gradualmente, lo que significa que no estarán disponibles en el mercado. Por lo tanto, los municipios deben actuar con urgencia. En la mayoría de los casos, el reemplazo de luminarias LED requiere una alta inversión, lo que es un problema importante para muchas ciudades. Aquí, los contratos de rendimiento energético (EPC) son una solución viable: las inversiones en eficiencia energética son prefinanciadas e implementadas por empresas de servicios energéticos (ESE). Los ahorros anuales en costos de energía y mantenimiento cubren los costos de inversión y de capital.

El proyecto de la UE Streetlight EPC, financiado por el Programa Energía Inteligente Europa, se lanzó en abril de 2014 con el objetivo de impulsar la aceptación del mercado de EPC a través de proyectos de renovación del alumbrado público. En este proyecto, se prepararon directrices para la implementación de proyectos EPC de alumbrado público para municipios y ESE. Están disponibles en sus respectivos idiomas y en el contexto específico del área del proyecto (incluidos Alemania, Francia, Italia, Austria, República Checa, Polonia, Irlanda, Suecia, Eslovenia, Macedonia y España). La tecnología LED se ha desarrollado muy rápidamente en los últimos años. En muchos casos, las farolas LED son ahora una opción de modernización del alumbrado público muy interesante desde el punto de vista económico. Las ventajas de los LED incluyen una alta eficiencia energética, una larga vida útil (entre 50.000 y 100.000 horas), bajos costes de mantenimiento y una alta flexibilidad de los sistemas dinámicos de control de la iluminación. También proporcionan una mejor selección del color de la luz y permiten una dirección precisa de la luz (adecuada para la vida nocturna de los animales). Estas ventajas hacen que las farolas LED tengan una buena viabilidad en proyectos EPC. Sin embargo, estos beneficios sólo pueden obtenerse si el sistema general está bien planificado. Este documento resume la información de estas guías en inglés.

Por qué elegir EPC: beneficios del proyecto EPC

El principal obstáculo al que se enfrentan la mayoría de las ciudades de Europa es la importante inversión inicial necesaria para sustituir el alumbrado público por tecnología LED. En muchos casos, los Contratos de Rendimiento Energético (EPC) pueden proporcionar una solución para superar esta barrera. Un EPC es un acuerdo contractual entre un cliente, como una autoridad municipal, y una Empresa de Servicios Energéticos (ESE) que proporciona medidas de eficiencia energética. La ESCO financia e implementa inversiones en eficiencia energética, como la modernización del sistema de alumbrado público de toda una ciudad o proyectos seleccionados con tecnología LED. La ESE garantiza ahorros de energía, y la autoridad municipal utiliza los ahorros de energía generados cada año para pagar la inversión inicial y los costos de capital de la ESE. Una vez que finaliza el período del contrato, el cliente (autoridad municipal) se beneficia de los ahorros de energía y costos. A partir de esto, podemos ver que los EPC brindan la financiación necesaria para los proyectos de reemplazo de LED y, si es necesario, también ofrecen experiencia técnica y mano de obra. Es un enfoque de bajo riesgo para financiar y entregar mejoras de eficiencia energética y proyectos de energía renovable.

A pesar del enorme potencial de los EPC, muchas regiones aún no han experimentado un desarrollo significativo en el mercado de EPC. Por lo tanto, es necesario explicar los proyectos EPC. Actualmente, la adopción de la modernización del alumbrado público a través de EPC proporciona una buena “plataforma de aprendizaje”, y la presión para eliminar gradualmente las farolas obsoletas presenta una oportunidad única para el desarrollo del mercado de EPC. El proyecto “EPC de alumbrado público”, financiado por el Programa Europeo de Energía Inteligente, se lanzó en 2014. Por lo tanto, utilizaremos la aplicación de alumbrado público LED en la gestión de energía por contrato como punto de partida para proporcionar una introducción detallada al conocimiento relevante de EPC.

Pasos en la preparación e implementación de un proyecto EPC de alumbrado público

Contrato de Rendimiento Energético (EPC) es un método para administrar y optimizar el uso de energía a través de acuerdos contractuales. Puede ayudar a las organizaciones a lograr la eficiencia energética, reducir los costos de energía y minimizar el impacto ambiental. Estos son los pasos generales involucrados en la gestión de energía por contrato para aplicaciones de alumbrado público:

Recopilación y evaluación de información

En primer lugar, evalúe las áreas de la ciudad donde es necesario reemplazar los accesorios de iluminación en las carreteras. Esto incluye evaluar el estado actual de las luminarias existentes, como la cantidad, el estado operativo, la potencia, las capacidades de atenuación y las condiciones de los postes. Comprenda el consumo de energía (electricidad) de los accesorios de reemplazo, las posibles soluciones de ahorro de energía y las condiciones de la carretera.

Establecer metas de ahorro de energía

Con información sobre luminarias, caminos y postes de luz en el área, podemos calcular la potencia, cantidad, distribución de iluminación y otros de las luminarias. Esta información se puede utilizar para determinar de forma preliminar el nivel de ahorro de energía y, en combinación con sistemas de control como la regulación temporizada y los controles inteligentes, podemos establecer objetivos claros de gestión de la energía.

Encontrar socios ESE

Elija socios adecuados, como empresas de servicios energéticos (ESE) o empresas de consultoría energética, para ayudar en la implementación del plan de gestión energética. Con base en la información de los pasos anteriores, finalizarán la solución de iluminación, incluida la cantidad de accesorios, potencia, atenuación, controles inteligentes y costos de mantenimiento. Los contratos se firmarán entre las autoridades municipales y las ESE socias, definiendo claramente las responsabilidades y obligaciones de ambas partes, incluidos los objetivos de gestión energética, el monitoreo y la generación de informes energéticos, las recompensas y el riesgo compartido.

Implementación de medidas de ahorro de energía

Los socios brindarán servicios profesionales de administración de energía, como monitoreo de energía, mejoras de eficiencia energética, mantenimiento y optimización de equipos, para lograr los objetivos de ahorro de energía. El monitoreo regular del consumo de energía, la recopilación de datos y la generación de informes ayudarán a evaluar la efectividad de las medidas de ahorro de energía y a realizar ajustes oportunos en el plan.

Criterios clave (especificaciones técnicas) para un proyecto de rehabilitación de alumbrado público

En el proyecto del Contrato de Rendimiento Energético, debemos prestar atención a los siguientes parámetros de las farolas LED: potencia eléctrica (vataje), eficacia luminosa (salida de luz = vataje x eficacia luminosa), color de la luz, vida útil esperada, sistema de control (incluido Capacidad de encendido/apagado y atenuación), distribución de iluminación, disipación de calor, período de garantía, hoja de datos y certificados de prueba (como EMC, LVD y estructura). Teniendo en cuenta los parámetros antes mencionados, la selección de luminarias LED para alumbrado público que se alineen con los requisitos del proyecto y los objetivos de rendimiento energético pueden contribuir a mejorar los efectos de iluminación, ahorrar energía y reducir los gastos operativos. Vamos a hablar de ello uno por uno de la siguiente manera.

Potencia y salida de lúmenes

La principal ventaja de utilizar soluciones LED en proyectos EPC es su alta eficiencia energética. Los LED a menudo pueden alcanzar el nivel deseado de flujo luminoso mientras funcionan con vatajes más bajos. Esto garantiza que las farolas LED puedan proporcionar suficiente brillo para el alumbrado público y maximizar el ahorro de energía. Al utilizar el menor vataje (salida de lúmenes) posible, se puede conservar más energía, lo que reduce el tiempo necesario para recuperar la inversión inicial del EPC. Finalmente, es importante aclarar si la salida de lumen se refiere al chip LED o a la luminaria LED completa. Aquí hay un ejemplo del nivel de lux promedio para una luz LED de 20W a diferentes alturas de instalación:

CCT y CRI

La temperatura de color se refiere al color de la luz emitida por las lámparas LED. En la iluminación vial, el rango de temperatura de color comúnmente utilizado es de 3000K a 5000K. La elección de la temperatura de color adecuada en función de los requisitos medioambientales y de la carretera puede proporcionar efectos de iluminación cómodos. Actualmente, las temperaturas de color más bajas (2200 K) se están volviendo cada vez más populares, pero es importante tener en cuenta que las temperaturas de color más bajas a menudo dan como resultado una eficiencia de luz ligeramente menor para los LED.

CRI (Índice de reproducción cromática) es una métrica utilizada para medir la capacidad de las luces LED para reproducir con precisión los colores de los objetos. Un valor CRI más alto indica que las luces LED pueden representar con mayor precisión los colores de los objetos. En el alumbrado público, la selección de farolas LED con valores CRI más altos puede mejorar los efectos visuales y la seguridad. Sin embargo, también es importante tener en cuenta que los valores de CRI más altos a menudo significan una eficiencia de luz ligeramente menor para los LED. Por lo tanto, CRI 70-80 es una gama adecuada para aplicaciones de iluminación vial.
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Eficacia luminosa

En los proyectos EPC se considera la eficiencia lumínica de las luminarias, que se refiere a la cantidad de luz visible producida por unidad de potencia consumida. La eficiencia de la luz está asociada con los estándares de eficiencia energética de las farolas LED y es un indicador importante de su eficiencia de utilización de la energía. Elegir farolas LED con alta eficiencia lumínica puede reducir el consumo de energía y lograr ahorros de energía. Si bien una alta eficiencia de la luz puede generar costos iniciales más altos para las luminarias, en los proyectos EPC, una mayor eficiencia de la luz significa un mayor ahorro de energía, lo que permite que la energía ahorrada cubra la inversión inicial lo más rápido posible.

Vida útil y mantenimiento

Comprender la vida útil de las lámparas es crucial, y las lámparas LED generalmente duran más que las lámparas tradicionales. Las luces de calle LED de larga duración no solo reducen los costos de mantenimiento y reemplazo, sino que también brindan efectos de iluminación confiables. Los fabricantes suelen prometer una vida útil de hasta 100 000 horas, que normalmente se refiere a la vida útil de los componentes LED. Se supone que las fuentes de alimentación LED tienen una probabilidad muy baja de falla repentina.

¿Y si pudiéramos probar que los componentes LED pueden alcanzar una vida útil de 100.000 horas? La medida principal es la tasa de atenuación del flujo luminoso. El flujo luminoso disminuye gradualmente durante la vida útil del producto. Para garantizar que el sistema de iluminación cumpla con los estándares requeridos, debemos seleccionar luces LED para calles con un mayor vataje (mayor flujo luminoso) durante la instalación. Por lo tanto, una tasa de atenuación de flujo luminoso más baja es más adecuada para las luces de calle LED. Por ejemplo, “L70B50“>100,000 hrs means that “L70″>100,000 hrs, indicating that the lamp will still emit at least 70% of the light at the end of the specified 100,000-hour lifespan. Similarly, “L90B50″>100,000 hrs means that “L90″>100,000 horas significa que “L70″>100 000 horas, lo que indica que la lámpara seguirá emitiendo al menos el 70 % de la luz al final de la vida útil especificada de 100 000 horas. De manera similar, “L90B50″>100 000 horas significa que “L90″>100 000 horas, lo que indica que la lámpara seguirá emitiendo al menos el 90 % de la luz al final de la vida útil especificada de 100 000 horas. Claramente, la última opción es más adecuada para nuestro proyecto EPC. En este caso, solo necesitamos configurar el flujo luminoso inicial de la lámpara al flujo luminoso objetivo dividido por 0.9. Sin embargo, para la primera opción, el coeficiente de 0,9 debe cambiarse a 0,7 al seleccionar el flujo luminoso de la lámpara. Esto significa que se requiere más potencia para mantener la iluminancia/brillo requeridos de la carretera durante todo el ciclo del proyecto y cumplir con los estándares de iluminación correspondientes. Alternativamente, se puede utilizar un sistema de compensación de flujo luminoso controlado electrónicamente. Este sistema mantiene el flujo luminoso aproximadamente constante durante la vida útil del dispositivo. Para obtener más información, consulte la función CLO.

Distribución de iluminación

La distribución de iluminación se refiere a la forma en que la luz se propaga o se dispersa en un área o espacio. Abarca el patrón y la uniformidad de la luz emitida por un accesorio de iluminación y la eficacia con la que ilumina el área objetivo prevista. La distribución adecuada de la luz garantiza que el dispositivo de iluminación proporcione una cobertura de luz pareja y uniforme en el área designada, lo que mejora la visibilidad y la seguridad de los peatones y automovilistas. Las diferentes condiciones de la carretera pueden requerir diferentes distribuciones de luz , lo que significa que las luces de la calle con la misma salida de lúmenes pero con una distribución de iluminación diferente pueden tener diferentes efectos de iluminación en la misma carretera. Este aspecto también es un factor clave en la evaluación de la eficiencia energética (eficiencia de ahorro de energía) de las lámparas. Además, la distribución adecuada de la luz contribuye al confort visual al reducir el deslumbramiento y mejorar la estética.

Gestión térmica

Una parte de la electricidad consumida por un LED se convierte en calor. La disipación de calor efectiva es crucial para extender la vida útil del LED y, por lo tanto, es un atributo de calidad importante. Por lo tanto, es necesario utilizar LED de alta potencia que estén equipados con aletas de enfriamiento u otros componentes de disipación de calor adecuados.

Atenuación y control remoto

Si las condiciones lo permiten, las luces LED para alumbrado público pueden equiparse con funciones de atenuación y control, lo que permite niveles de iluminación ajustables según las necesidades específicas. Los métodos de atenuación comunes incluyen control de fotocélulas, sensores de movimiento, atenuación basada en el tiempo y sistemas de control inteligente. Estas tecnologías apagan las luces innecesarias o reducen el nivel de iluminación durante los períodos de poco tráfico nocturno, lo que genera un mayor ahorro de energía.

Control de fotocélulas: Considere si las luces de calle LED admiten tecnologías de control de fotocélulas, como sensores de luz o controladores de tiempo. Estas tecnologías permiten el ajuste del brillo de la iluminación o el tiempo según sea necesario, lo que genera ahorros de energía adicionales.

Sensores de movimiento: al incorporar sensores de movimiento en las luces de calle LED, pueden detectar movimiento y ajustar la salida de luz en consecuencia. Cuando no se detecta actividad, las luces pueden atenuarse o apagarse, lo que reduce el consumo de energía.

Atenuación basada en el tiempo: los sistemas de control de iluminación pueden implementar la atenuación en función de horarios específicos. Por ejemplo, durante los períodos de tráfico nocturno mínimo, las luces se pueden atenuar, mientras que el brillo se puede aumentar hacia la mañana para garantizar la seguridad del conductor. Al hacerlo, las luces no necesitan encenderse al 100 % durante toda la noche, lo que reduce el consumo de energía sin comprometer la seguridad.

Control y monitoreo remotos: las luces LED de alumbrado público con capacidades de control y monitoreo remotos se pueden administrar y monitorear de forma centralizada dentro de una red de iluminación. Las aplicaciones comunes incluyen tecnologías como Zigbee y LoRa, que permiten el ajuste de brillo en tiempo real y brindan monitoreo en tiempo real del consumo de energía, detección de fallas y análisis de rendimiento. Si bien estas tecnologías son valiosas para los proyectos EPC, es importante tener en cuenta que tienen costos relativamente más altos.

Garantía y repuestos

El período de garantía y la disponibilidad de repuestos deben estar claramente definidos. El período de garantía para los proyectos de alumbrado público LED debe indicarse explícitamente, ya que representa el compromiso del proveedor y de la ESE con el control de calidad y la garantía del rendimiento de sus productos. Establece las responsabilidades y derechos de ambas partes y ayuda a las autoridades municipales a gestionar los riesgos de manera efectiva. Además, es crucial garantizar la disponibilidad de repuestos durante la vida útil planificada de las luminarias. Esto asegura un buen mantenimiento de las luminarias y minimiza los costes adicionales. En los proyectos EPC, se prefieren las estructuras modulares, ya que los LED y los módulos electrónicos se pueden separar fácilmente, lo que elimina la necesidad de reemplazar toda la luminaria en caso de falla.

Hoja de datos y certificados

Anteriormente, mencionamos los significados y requisitos de potencia, flujo luminoso, eficacia luminosa, temperatura de color, vida útil esperada, sistemas de control (incluyendo fotocélula, atenuación, control inalámbrico inteligente) y garantía. Creemos que las autoridades municipales deberían solicitar a la ESE una hoja de especificaciones que incluya estos parámetros, así como certificados o informes que demuestren que las luminarias cumplen con los requisitos respectivos. Esto garantiza que la solución de iluminación cumpla con los estándares de calidad y rendimiento requeridos.

Farolas de ZGSM utilizadas en EPC

ZGSM Solución de alumbrado público

Desde su establecimiento en 2005, ZGSM se ha comprometido con el desarrollo de lámparas LED de alta eficiencia. Debido a la alta eficiencia de nuestra solución de alumbrado público, es adecuada para proyectos EPC. En la actualidad, nuestra empresa ha hecho un buen progreso en el desarrollo de farolas LED. A continuación, enumeramos las luces de calle LED ZGSM con diferente eficacia luminosa en diferentes períodos.

Resumen

El alumbrado público juega un papel crucial para garantizar el tráfico y la seguridad pública, pero consume una cantidad significativa de electricidad y requiere una financiación sustancial. En ciudades con sistemas obsoletos e ineficientes, el alumbrado público puede representar entre el 30 y el 50 % del consumo total de electricidad. Para hacer frente a los desafíos financieros asociados con el alumbrado público, la adopción de alumbrado público LED con una solución de Contrato de Rendimiento Energético (EPC) ha demostrado ser eficaz. Este artículo se centra en la justificación para elegir EPC, las consideraciones clave para la implementación de EPC y los factores importantes a considerar al aplicar EPC a la iluminación vial LED. Estos conocimientos sirven como una guía valiosa para los proveedores, las empresas de servicios energéticos (ESE) y las autoridades municipales. Se alienta a los proveedores a proporcionar a las ESE y autoridades municipales productos de iluminación LED eficientes y confiables que cumplan con sus requisitos. Las ESE, a su vez, deben asegurarse de que las luminarias LED seleccionadas funcionen como se espera mediante la evaluación de su rendimiento a lo largo del proyecto y la realización de las actividades de mantenimiento necesarias. Al colaborar con las ESCO, las autoridades municipales pueden mejorar la eficiencia energética en el alumbrado urbano, brindando así servicios de iluminación de alta calidad a los ciudadanos que cumplen con los estándares de eficiencia energética y los requisitos reglamentarios.

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