Lámpara WLEDi con base tipo e-27: desempeño energético y calidad de la energía eléctrica

José Carlos Martinez Melero – Elvo Calixto Burini Junior – Ildo Luis Sauer

Universidade de São Paulo, Instituto de Energia e Ambiente PPGE

0. Índice

1-Antecedentes y objeto de la ponencia
2-Desarrollo y contenido de la ponencia
3-Conclusiones
4-Bibliografía

1. Antecedentes y objeto de la ponencia

En muchas regiones del mundo se ha producido un cambio en la naturaleza de la carga eléctrica de la iluminación y en Brasil también ha ocurrido. La tecnología SSL desplazó a la tecnología incandescente y la descarga eléctrica en gases en los diversos sectores, principalmente en el residencial debido a la prohibición de comercialización, a la posibilidad de instalar una menor potencia nominal por punto de luz y a la creciente reducción del precio final de la lámpara al consumidor. La reducción de la carga eléctrica para iluminación ya se puede ver en las encuestas y estimaciones de consumo eléctrico dividido según los sectores considerados.

El aumento de tarifas y políticas de energía como cobrar por un consumo mínimo mensual (que antes era de 30 kWh y ahora es de 50 kWh), sin brindarle al consumidor con un crédito por el ahorro son elementos importantes en el uso de nuevas tecnologías eficientes. La degradación de la calidad en la energía eléctrica tiene un costo, esto es conocido, sin embargo, las razones que han llevado a tal degradación no son claras.

La búsqueda de la eficiencia a través del gran aumento en el uso de cargas eléctricas no lineales, como la tecnología SSL (LED) y los efectos no deseados en la salud humana, son motivos de la investigación prevista. Se pretende realizar un experimento a partir de una muestra mínima que contiene lámparas LED, tipo E-27, comercializadas en Brasil para recolectar datos de calidad de la energía eléctrica como: distorsión armónica, factor de potencia y desempeño luminoso como las variaciones de flujo luminoso, considerando los valores de voltaje establecidos para el municipio de São Paulo y sus límites inferior y superior.

Es necesario evaluar mejor el desplazamiento de la tecnología incandescente, que no trae cambios significativos en el comportamiento de linealidad de la red eléctrica, como una mayor distorsión de la forma de onda sinusoidal y que en volumen fue el producto con mayor número. La ganancia de eficiencia luminosa por el uso y, sobre todo, los efectos del aumento del uso de cargas eléctricas no lineales, como la tecnología SSL (LED) deben ser mejor conocidos.

1.2. Metas y Justificación

Esta investigación busca ampliar la interacción internacional, iniciada con el investigador español, que trabaja en un grupo que ya ha publicado una serie de nueve artículos sobre el tema y datos que se utilizarán en el estudio previsto y ahora se presentan. Los efectos no deseados sobre la salud humana que pueden ser el motivo de la presente investigación es el parpadeo luminoso, cuyo procedimiento de pruebas debe desarrollarse.

El experimento previsto en Brasil debe considerar una muestra estratificada (por marca, potencia y TCP) que contenga lámparas WLEDi, tipo base E-27, para recolectar datos sobre distorsión armónica, factor de potencia y variaciones de flujo de luz, después del equilibrio térmico y bajo diferentes valores de voltaje eléctrico como parámetro de entrada. La instalación de cada lámpara en una ubicación que permita simular las condiciones presentes en una luminaria cerrada típica, para explorar condiciones un poco más complejas que pueden ocurrir imponiendo cambios debido a la disipación térmica también están en la planificación de este experimento.

GUNTHER, Erich W., (1999) presentó cuatro puntos de interés en las conclusiones de la presentación [1]:

“a) Los inter armónicos siempre han existido, simplemente se están volviendo más importantes y visibles;

b) Los avances de la electrónica de potencia están resultando en niveles crecientes de distorsión Inter armónica;

c) El parpadeo de la luz es el impacto más común; d) La medición es difícil, pero los estándares los hacen posibles y los resultados comparables “.

De KOSTER et al., (2001) presentaron resultados experimentales y ampliaron la discusión sobre el papel de los inter armónicos como causantes del llamado Flicker luminoso, se refieren al método IEC y al equipo llamado “flickermeter” clásico, cuyo resultado tiene una correlación estricta con lámparas incandescentes y muestran la adecuación necesaria para que el concepto sea aplicado para el análisis de parpadeo en lámparas fluorescentes por inter armónicos, se considerarán algunos desarrollos recogidos en cambios de equipos con un enfoque en la ampliación de las medidas previstas [2]. La presencia de dos modas principales en cuanto al volumen de publicaciones recogidas sobre el tema que nos ocupa (más del 40%), ocurrieron en los años 2015 y 2017, claramente emulsionadas por el documento IEEE, 2015 [3].

2. Desarrollo y contenido de la ponencia

2.1. Parte Experimental

La parte experimental considerará 41 muestras de lámparas LED, base tipo E-27, utilizadas en hogares brasileños. Las lámparas regulables no se incluirán en el presente estudio ya que estos modelos tienen aplicaciones específicas.

Las potencias nominales y TCC (Tcp – temperatura de color correlacionada) deben ser las más representativas de las disponibles en el mercado local. Se prevén dos grupos, uno para potencias de hasta 25 W (típico: 5; 7; 9; 11; 13; 16; 19; y 23) W y superior a 25 W (típico: 27; 37; y 46) W. Esta clasificación se deriva de los requisitos del documento INMETRO [4], que establece diferentes requisitos para lámparas LED con potencia hasta 25 W y superior a 25 W. Se establecieron criterios para definir las características de las muestras, como el criterio de potencia nominal y flujo. equivalente más cercano a las lámparas incandescentes de 40, 60 y 100 W, ya que representan los valores más aplicados a los consumidores residenciales y el criterio de definición de TCP – Correlated Color Temperature.
Se definieron cinco fabricantes, dos globales y tres locales. El mayor número de muestras para proveedores locales se debe al objetivo de caracterizar el mercado brasileño, que es atendido por un número mucho mayor de marcas que no se encuentran en otros países, algunas de ellas desconocidas porque están representadas por empresas importadoras y con precios más atractivos.

Los valores nominales típicos de la tensión eléctrica se refieren a dos valores de tensión: 127 V y 220 V, junto con los límites del rango previsto (+ / – 10%). La realización del confinamiento de la lámpara para simular el estado de luminaria cerrada está prevista para intentar cambiar el punto de funcionamiento (temperatura y salida de luz).

2.2. Resultados

Para cada muestra, se muestrearán los valores de: voltaje (V), corriente eléctrica (A), potencia eléctrica activa (W) y reactiva (VA); Distorsión armónica de voltaje (energización) y corriente; Factor de deslocamiento y potencia; Intensidad de flujo luminoso (lm); Mapa térmico: obtención de una imagen de la distribución del calor en la lámpara y la temperatura en el cuerpo de la lámpara.

3. Conclusiones

Los análisis de los resultados del muestreo pretendido se discutirán con referencia a documentos normativos, datos nominales de los fabricantes y resultados ya publicados y accedidos desde otros laboratorios y obtenidos de una encuesta bibliográfica realizada. El resultado de la discusión pretendida tiene el objetivo de posicionar las características muestreadas sobre el desempeño y seguridad del producto de lámpara LED en el mercado brasileño con relación a un producto similar vendido en otros mercados. Se espera encontrar diferencias insignificantes entre los resultados comparados, tanto en el desempeño como para la seguridad y el bienestar del consumidor brasileño. Para el parámetro de parpadeo luminoso de la luminaria LED 22 W en el mercado brasileño, se accedió a un resultado experimental que informa falta de apego al documento normativo (año 2017) y en otro trabajo anterior, año 2015, existen datos sobre el desempeño que incluye THD sobre tres tecnologías de iluminación. fuentes (HPS, MH y LED) utilizadas en Brasil para alumbrado público. La metodología IEC para determinar el parpadeo de la luz de fuentes no incandescentes se considera defectuosa, INMETRO [4], aparentemente, no está alineada con el documento actualizado de los Estados Unidos [13], estos temas también son motivos de consideración en el presente trabajo.

En la asociación de normas técnicas brasileña (ABNT), se está trabajando en la IEC 62612 [14], y será un nuevo documento normativo [15] que se someterá a consulta pública. Esa norma considera dos parámetros importantes en el tema de la calidad de la energía, THD y el factor de desplazamiento (factor de potencia del componente fundamental, 60Hz), todavia el proyecto no considera el factor Flicker.