Introducción

Con el creciente impulso global por la eficiencia energética y la sostenibilidad, la transición de las soluciones de iluminación tradicionales a los diodos emisores de luz (LED) está en marcha. Sin embargo, sustituir las luminarias tradicionales por LED implica más que simplemente cambiar una bombilla por otra. Ya sea en hogares, oficinas, fábricas, campos deportivos o en la calle, una emisión de luz excesivamente alta o baja, sumada a una mala calidad de color, puede generar una iluminación insatisfactoria. Entre estos factores, la compatibilidad de brillo es fundamental. El brillo se refiere a la potencia o los lúmenes, lo que significa que debemos determinar qué potencia o lúmenes (¿vatios o lúmenes?) debe utilizarse para reemplazar lámparas tradicionales como las incandescentes, halógenas, fluorescentes y de halogenuros metálicos. Este artículo proporciona una tabla de equivalencias de LED para diferentes lámparas tradicionales para ayudarle a comprender las diferencias entre las lámparas fluorescentes compactas (CFL), las lámparas de halogenuros metálicos, las lámparas de sodio de alta presión y los LED. Esta tabla de equivalencias de LED le indica la potencia que un LED producirá con el mismo brillo que una lámpara tradicional, ayudándole a tomar una decisión rápida. Además, debemos prestar atención a la calidad de la luz, no solo a la cantidad, por lo que es necesario explorar factores clave como la distribución de la luz, el índice de reproducción cromática (IRC), la temperatura de color correlacionada (CCT) y la vida útil. Esto puede ayudarle a tomar una decisión inteligente que tenga en cuenta tanto el rendimiento como la eficiencia.

Vatios a lúmenes

En general, cuanto mayor sea la potencia de una lámpara, más brillante será, pero esto supone que ambas utilizan la misma fuente de luz y tienen características similares. Por ejemplo, las lámparas incandescentes suelen parecer más brillantes cuanto mayor es su consumo energético. Sin embargo, esto ya no es así, ya que los vatios son una medida del consumo energético, no de la cantidad de luz que produce una lámpara. Las lámparas LED ahora consumen menos energía y producen mucha más luz que las lámparas tradicionales. Sin embargo, por costumbre, muchas personas todavía usan la potencia para juzgar el brillo de una lámpara, lo cual es claramente irracional. Esto se relaciona con la eficacia luminosa (¿Cómo mejorar la eficacia luminosa?), que mide la eficiencia de convertir la energía eléctrica en energía luminosa. Las bombillas LED tienen una eficacia luminosa significativamente mayor que las bombillas tradicionales; por ejemplo, varias veces mayor que las lámparas halógenas y más de diez veces mayor que las lámparas incandescentes. Por lo tanto, usar la potencia para comparar la diferencia de brillo entre las lámparas LED y las tradicionales es un error. Al comparar la luminosidad de las lámparas tradicionales con la de las LED, es necesario encontrar una lámpara LED con lúmenes equivalentes para determinar la potencia adecuada para reemplazar la lámpara tradicional. Dado que cada lámpara tiene una eficacia luminosa diferente, han surgido tabla de equivalencias de LED.

Diferencia de eficiencia luminosa entre lámparas tradicionales y LED

La eficiencia luminosa de las diferentes fuentes de luz tradicionales varía significativamente. ¿Cuál es la razón? Esto se debe a que las diferentes fuentes de luz (diferentes fuentes de luz: LED vs. lámparas fluorescentes incandescentes de sodio y halógenas) utilizan diferentes vías para convertir la energía eléctrica en luz. Las lámparas incandescentes dependen de la radiación térmica. Cuando un filamento de tungsteno se calienta a alta temperatura, emite luz mediante radiación térmica, de forma similar a encender una linterna. Durante este proceso, menos del 5 % de la energía eléctrica se convierte en luz visible, y el resto se desperdicia en forma de radiación infrarroja (calor). En consecuencia, la eficiencia luminosa es extremadamente baja, típicamente de alrededor de 10 lm/W. Las lámparas de descarga de gas, incluyendo las lámparas fluorescentes, las lámparas de sodio de alta presión y las lámparas de halogenuros metálicos, utilizan energía eléctrica para ionizar un gas, generando luz ultravioleta. Esta es posteriormente convertida en luz visible por el fósforo (o el propio gas). La pérdida de energía se produce principalmente en la etapa de conversión a luz ultravioleta, lo que resulta en una eficiencia luminosa moderada de 50 a 120 lm/W. Los LED, por otro lado, emiten luz a través de transiciones electrónicas en la unión PN de un semiconductor, convirtiendo directamente la energía eléctrica en luz visible. Esta eficiencia de conversión de energía supera con creces la de otras fuentes de luz, lo que resulta en la máxima eficiencia luminosa, que suele alcanzar los 130-200 lm/W. De hecho, la eficiencia luminosa de los LED no era especialmente alta al principio. Sin embargo, gracias a la optimización de los materiales de los chips (como el nitruro de galio), la tecnología de encapsulado y los fósforos (¿Qué son los fósforos y cómo los LED emiten luz blanca?), ha aumentado gradualmente desde los 50 lm/W iniciales hasta los 200 lm/W actuales, y continúa mejorando. A continuación, se muestran las diferencias en la eficiencia luminosa entre diferentes fuentes de luz.

Podemos ver que la eficacia luminosa de las lámparas incandescentes varía de 10-15 lm/W, la de las lámparas de sodio de alta presión varía de 80-130 lm/W, con una mediana de 110 lm/W, la de las lámparas de halogenuros metálicos varía de 60-120 lm/W, con una mediana de 90 lm/W, la de las lámparas de bajo consumo varía de 75-105 lm/W, con una mediana de 90 lm/W, y la de las lámparas LED varía de 130-190 lm/W, con una mediana de 160 lm/W. Esta diferencia en la eficacia luminosa es la razón por la que es importante seguir una proporción correspondiente al reemplazar estas luminarias de fuente de luz tradicionales con LED. Si se conocen los lúmenes totales de la lámpara original, también podemos calcular la potencia requerida de la lámpara LED convirtiendo los lúmenes. A continuación, se presentan las relaciones de conversión recomendadas y los vatajes correspondientes a los vatajes comunes. Tenga en cuenta que estos datos son solo de referencia; en aplicaciones reales, el vataje real depende de la eficacia luminosa de la lámpara LED utilizada. Además, al reemplazar la lámpara, también deben considerarse la distribución de la luz (¿Qué es la distribución de la luz?), el CCT, el CRI y otros factores de la lámpara.

Tabla de equivalencias de LED frente a diferentes fuentes de luz

Tabla de equivalencias de LED: incandescentes vs. LED

Suponiendo que la eficacia luminosa de una bombilla incandescente es de 13 lm/W, mientras que la de una bombilla LED suele rondar los 100 lm/W, y algunas alcanzan los 120 lm/W, una bombilla incandescente de 60 W puede sustituirse por una bombilla LED de 8 W, con una relación de potencia de 1:7,5 (LED vs. incandescente). Una bombilla incandescente de 100 W puede sustituirse por una bombilla LED de 14 W, con una relación de potencia de 1:7. La siguiente tabla de equivalencias de LED entre bombillas incandescentes y LED es solo de referencia y se deben considerar las necesidades reales de iluminación al sustituirlas.

Tipo de producto	Potencia de los LED	Salida de lúmenes	Eficacia luminosa	Base	Potencia de las bombillas incandescentes	Potencia vs. potencia
Bombilla LED	3	300	100lm/W	E14	25	1:8
Bombilla LED	5	470	94lm/W	E27	40	1:8
Bombilla LED	7	630	90lm/W	E27	50	1:7
Bombilla LED	8	800	100lm/W	E40	60	1:7.5
Bombilla LED	14	1500	100lm/W	E40	100	1:7

Tabla de equivalencias de LED: fluorescentes vs. LED

Actualmente, la eficacia luminosa de los tubos LED es generalmente de alrededor de 130 lm/W, con algunos alcanzando 150 lm/W. Las CFL generalmente tienen una eficiencia de alrededor de 80 lm/W. Podemos reemplazar lámparas basadas en esta relación de eficiencia. Por ejemplo, un tubo CFL de 25 W puede ser reemplazado por un tubo LED de 14 W 142 lm/W, logrando una relación de potencia de 1:1.8. De manera similar, un tubo CFL de 40 W puede ser reemplazado por un tubo LED de 24 W de ultra alta eficiencia (150 lm/W), logrando una relación de potencia de 1:1.7. La siguiente tabla de equivalencias de LED fluorescentes vs. LED muestra la eficacia luminosa entre 131 y 150 lm/W. Si su lámpara tiene una eficiencia menor, la relación de reemplazo debe aumentarse en consecuencia. Esta tabla es solo para referencia, en la aplicación real, sus requisitos de iluminación deben cumplirse al considerar la potencia de reemplazo.

Tipo de producto	Potencia de los LED	Salida de lúmenes	Eficacia luminosa	Base	Potencia de las bombillas incandescentes	Potencia vs. potencia
tubo LED	8	1050	131lm/W	T5	13	1:1.6
tubo LED	12	1575	131lm/W	T8	17	1:1.4
tubo LED	14	2100	150lm/W	T8	25	1:1.8
tubo LED	20	2900	145lm/w	T8	32	1:1.6
tubo LED	24	3400	142lm/w	T8	40	1:1.7
tubo LED	36	5200	144lm/w	T5	54.1	1:1.5

Tabla de equivalencias de LED: haluro metálico o HPS vs. LED

Se puede utilizar un método similar para calcular la potencia equivalente de las lámparas de halogenuros metálicos y de sodio de alta presión. A continuación se muestran las tabla de equivalencias de LED vs. haluro metálico, y las tabla de equivalencias de LED vs. HPS. La tasa de sustitución de ambas lámparas es ligeramente superior a la de las CFL, ya que su eficacia luminosa es ligeramente superior a la de las CFL. Además, las lámparas LED en estas aplicaciones se centran en la distribución de la luz, que es superior a la de las lámparas tradicionales, lo que produce mejores efectos de iluminación. Este factor generalmente no se tiene en cuenta al sustituir las CFL por tubos LED. Por ejemplo, una lámpara de halogenuros metálicos y una de sodio de alta presión de 250 W pueden producir un total de 20 000 lm y 28 500 lm de lúmenes, respectivamente; sin embargo, utilizamos lámparas LED de 115-120 W para sustituirlas, ya que la distribución de la luz de las lámparas tradicionales es menos razonable que la de los LED. Si le interesan las siguientes renovaciones de LED y el alumbrado público LED, haga clic en el producto LED para obtener más información.

Tipo de producto	Potencia de los LED	Salida de lúmenes	Eficacia luminosa	Base	Potencia del haluro metálico	Potencia vs. potencia
Modernización de LED	18-27	2300-3500	131lm/W	E26/E40	50	1:2.3
Modernización de LED	27-36	3500-5400	131lm/W	E26/E40	70	1:2.2
Modernización de LED	36-45	5000-6700	150lm/W	E26/E40	100	1:2.5
Modernización de LED	80	12000	145lm/w	E26/E40	150	1:1.9
Modernización de LED	115	18000	142lm/w	E26/E40	250	1:2.2
Modernización de LED	150-200	24000-30000	144lm/w	E26/E40	400	1:2.3

Product type	Potencia de los LED	Salida de lúmenes	Eficacia luminosa	Base	Potencia del haluro metálico	Potencia vs. potencia
luz de calle LED	40	6000	131lm/W	/	70	1:1.75
luz de calle LED	60	9000	150lm/W	/	100	1:1.7
luz de calle LED	80	12000	145lm/w	/	150	1:1.9
luz de calle LED	100	15000	142lm/w	/	200	1:2
luz de calle LED	120	18000	144lm/w	/	250	1:2.1
luz de calle LED	200	30000	144lm/w	/	400	1:2

La calidad de la luz antes que la cantidad

En aplicaciones prácticas, la eficacia luminosa (flujo luminoso) no es el único criterio de selección. Por ejemplo, la distribución de la luz, el índice de reproducción cromática y la vida útil también deben considerarse, en conjunto con el escenario de aplicación específico, para obtener una evaluación completa.

Distribución de la luz

Las fuentes de luz tradicionales, como las lámparas de halogenuros metálicos, las lámparas de sodio de alta presión, las lámparas fluorescentes y las lámparas incandescentes, son omnidireccionales y emiten luz en todas direcciones. Su rendimiento es razonablemente bueno para la iluminación residencial. Sin embargo, en almacenes, campos deportivos y aplicaciones de iluminación vial, estas fuentes de luz suelen requerir reflectores para concentrar la luz y dirigirla hacia el área de iluminación deseada. Sin embargo, durante el proceso de reflexión, la luz sufre múltiples reflexiones internas, lo que provoca una pérdida de brillo. Por ejemplo, en las lámparas de halogenuros metálicos, este proceso puede resultar en una pérdida de hasta el 30% del total de lúmenes. Al utilizar fuentes de luz direccionales, se reduce el número de lúmenes requerido. Las fuentes de luz LED son inherentemente direccionales, con un ángulo de emisión de luz de 180 grados, a diferencia del ángulo de 360 ​​grados de las fuentes de luz tradicionales. Además, las lentes de las luminarias LED pueden redistribuir esta parte del flujo luminoso. Por ejemplo, en la iluminación de campos deportivos, se suelen usar lentes para concentrar el haz de luz en un ángulo de 30 grados o menor para iluminar un rincón específico del campo. En la iluminación vial, la distribución de luz secundaria (Más información sobre la distribución del alumbrado público) de las lentes permite que una sola farola ilumine un tramo amplio y largo de la carretera, a diferencia de las luces de jardín residenciales, que solo iluminan una pequeña área justo debajo de la luminaria.

Vida

La vida útil de las bombillas incandescentes es de tan solo unas 1000 horas. En la década de 1990, todos teníamos que cambiarlas cada uno o dos años. Esto se debe a que generan mucho calor, lo que provoca la fusión del filamento de tungsteno. Las lámparas de sodio de alta presión, las lámparas de halogenuros metálicos y las lámparas de bajo consumo también presentan problemas similares. En el caso de las lámparas de sodio de alta presión, el proceso de descarga de arco, que excita el vapor de sodio para emitir luz, se produce en un entorno de alta temperatura y alta presión. Las temperaturas extremadamente altas pueden dañar el material del tubo de arco. Además, las altas temperaturas provocan el desgaste de los electrodos debido a la pulverización catódica, y la intensa actividad química del vapor de sodio corroe los electrodos y las paredes del tubo, lo que afecta a la eficiencia luminosa y la transmisión de la luz. Además, el balasto puede funcionar mal debido a las altas temperaturas, lo que reduce la vida útil de la luminaria. Las luminarias LED ofrecen un rendimiento excepcional en este aspecto. En primer lugar, la tecnología actual puede convertir entre el 60 % y el 70 % de la energía eléctrica en energía lumínica, lo que reduce la pérdida térmica y proporciona una mejor disipación del calor. Además, las fuentes de alimentación conmutadas de alta calidad garantizan una salida de CC estable para alimentar los LED. Sin embargo, al seleccionar luminarias LED, es fundamental verificar que el fabricante utilice fuentes de alimentación de alta calidad (también llamadas controladores LED) y que el diseño de la luminaria garantice una disipación del calor eficiente para mitigar la degradación de la luz (¿Qué es la degradación de la luz?). De lo contrario, podría experimentar problemas como una degradación de la luz grave, parpadeos o incluso el apagado completo. En tales casos, tendría que incurrir en el gasto de reemplazar el controlador LED o la luminaria completa, un proceso que no solo es engorroso, sino que también requiere una inversión financiera considerable.

CRI y eficacia luminosa

Al sustituir las luminarias tradicionales por iluminación LED, la reproducción cromática es un aspecto fundamental. Esta determina la capacidad de la fuente de luz (luminaria) para reproducir con precisión los colores reales de los objetos. Su valor oscila entre 0 y 100; la luz natural tiene un IRC de 100, al igual que las lámparas incandescentes, cuyo IRC es similar al de la luz natural. Por lo tanto, al sustituir las lámparas incandescentes por luminarias LED, es fundamental garantizar que la reproducción cromática de estas últimas cumpla con los requisitos de iluminación. Al sustituir las farolas de sodio de alta presión por farolas LED, dado que las primeras presentan una reproducción cromática inherentemente inferior, no es necesario considerar el impacto de la reproducción cromática al cambiar a LED, ya que estas últimas suelen obtener mejores resultados (generalmente superiores a un IRC de 70). Además, al sustituir las lámparas de halogenuros metálicos utilizadas en campos deportivos por luces LED para campos deportivos (luces deportivas LED ZGSM), es fundamental prestar especial atención a la diferencia de reproducción cromática entre ambas. Las primeras suelen tener un índice de reproducción cromática más alto, llegando incluso a 90, por lo que, al reemplazarlas, es necesario utilizar luces LED para campos deportivos con un IRC de 90 para satisfacer las necesidades de los espectadores, los atletas y las cámaras en cuanto a una alta reproducción cromática. Si las condiciones lo permiten, es recomendable seleccionar luminarias LED con alta eficiencia luminosa para la sustitución, ya que esto puede reducir significativamente los costos operativos (costes de electricidad) a largo plazo.

Uso del kit de actualización de LED

Al sustituir luminarias tradicionales por iluminación LED, a veces los clientes no desean retirar la carcasa original y solo reemplazar los componentes principales con módulos LED. En estos casos, las actualizaciones LED pueden ser una excelente opción. Además, podemos utilizar una tabla de equivalencias de LED para calcular la potencia del módulo. Además, debemos asegurarnos de que la estructura cumpla con las especificaciones requeridas, incluyendo dimensiones, impermeabilidad e instalación. Afortunadamente, ZGSM ofrece una solución consolidada: el kit de actualización LED ST25. Está disponible en dos modelos (cuadrado y redondo) con una gama de productos con diferentes potencias, temperaturas de color y lentes. Puede satisfacer las necesidades de sustitución de la mayoría de las luminarias tradicionales, incluyendo farolas de globo, de campana o colgantes, y farolas rectangulares. Para facilitar la instalación, también podemos personalizar el kit según las lámparas tradicionales del cliente para solucionar problemas de instalación e impermeabilidad. Las ventajas son evidentes: los clientes disfrutan de la alta eficiencia luminosa y la iluminación uniforme de la tecnología LED, evitando los problemas asociados con la retirada de equipos antiguos, preservando así la apariencia original de los edificios históricos. Dado que se trata de un producto personalizado, también se debe considerar el costo de reemplazo real; si la cantidad es pequeña, el costo puede ser mayor.

Resumen

Las luminarias LED, con sus ventajas de alta eficiencia, ahorro energético y larga vida útil, están reemplazando gradualmente las tecnologías de iluminación tradicionales. Durante el proceso de reemplazo, las luminarias LED y las tradicionales no se reemplazan de forma idéntica, ya que existen diferencias significativas en su eficacia luminosa. Este artículo proporciona una tabla de equivalencias de LED como referencia al cambiar de fuentes de luz tradicionales (bombillas incandescentes, lámparas halógenas, lámparas fluorescentes, lámparas de sodio de alta presión, etc.) a iluminación LED. Por ejemplo, una bombilla incandescente de 50 W tiene un flujo luminoso total de aproximadamente 500 lúmenes, por lo que se puede usar una luminaria LED de 5 W como reemplazo. De igual manera, una lámpara de sodio de alta presión de 400 W se puede reemplazar por una luminaria LED de 150 W. Además, ZGSM enfatiza que la calidad de la luz emitida por la luminaria es igualmente importante. Los indicadores clave relacionados con la calidad de la luz incluyen la distribución de la luz, el índice de reproducción cromática y la vida útil (¿Cuánto duran las luces LED?). Por ejemplo, una distribución de luz más razonable suele permitir el uso de luminarias LED de menor potencia, mientras que una mayor vida útil de las luminarias reduce los costos de mantenimiento a largo plazo. Además, para abordar las dificultades de instalación durante las sustituciones, el kit de actualización LED de ZGSM ofrece una solución eficiente. Sus módulos personalizables (kit de actualización LED ST25) se integran directamente en la carcasa de la luminaria existente, lo que permite a los usuarios disfrutar del ahorro energético y la iluminación de alta calidad que ofrecen las actualizaciones LED, preservando la estética arquitectónica. Para más información, contacte con ZGSM.

Preguntas Frecuentes

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