M01 – Illuminazione · illuminazione Decreti sull’efficienza energetica. Definizioni Illuminazione razionale ed efficiente – Flusso luminoso (Φ) [lumen, lm] Quantità di energia

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M01 – Illuminazione

Impianti di produzione e distribuzione dell'energiaINGEGNERIA DEI SISTEMI E DEI SERVIZIPER IL TERRITORIO E PER L’AMBIENTEA.A. 2007/2008UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PAVIA - SEDE DI MANTOVA

www.leonardo-energy.org

Sommario

Mappa mentale


Sistemi per l’illuminazioneIn Appendice ai Decreti sono elencate le possibili Tipologie di interventi ammissibili

Tra le tipologie di interventi ammissibili sono inclusi i “Sistemi per l’illuminazione”

– tipologia n°3 - tab. A per distributori di elettricità– tipologia n°8 - tab. B per Distributori di gas

(limitatamente al 50% dell’obiettivo da raggiungere)

Decreti sull’efficienza energetica


Interventi sui sistemi di illuminazione– Installazione di sistemi e componenti più efficienti

(lampade, alimentatori, apparecchi di illuminazione, regolatori)

– Installazione di sistemi automatici di accensione e spegnimento, e di regolazione dell’intensità (p.e. rivelatori di presenze, sensori di illuminazione naturale)

– Aumento dell’efficienza degli impianti di pubblica illuminazione

Decreti sull’efficienza energetica


DefinizioniIlluminazione razionale ed efficiente

– Flusso luminoso (Φ) [lumen, lm]Quantità di energia luminosa emessa nell’unità di tempo da una sorgente

– Intensità luminosa (I) [candela, cd = lm / sr]Flusso luminoso emesso all’interno dell’angolo solido unitario (steradiante) in una direzione data

– Illuminamento (E) [lux, lx = lm / m²]Rapporto tra flusso luminoso ricevuto da una superficie e area della superficie stessa


StrumentiIlluminazione razionale ed efficiente

Metodo del flusso globale

MLL FUnSEN⋅⋅Φ⋅

⋅=

– N = numero di apparecchi di illuminazione– E = illuminamento medio richiesto (lx)– S = superficie da illuminare (m2)– nL = numero di lampade dell’apparecchio

– ΦL = flusso unitario della lampada– U = fattore di utilizzazione– FM = fattore di manutenzione



Fattore di utilizzazione (U); dipende:– Dimensioni dell’ambiente (volume) – indice del locale

K– Tipologia della sorgente luminosa

Rendimento ottico dell’apparecchioSolido fotometricoPosizione relativa rispetto alla superficie da illuminare

– Fattori di riflessioni delle pareti

)( BAHBAK

U +⋅⋅

=



Fattore di utilizzazione (U):– Tipico di ogni apparecchio di illuminazione– Tabellato in funzione:

Fattore di riflessione delle pareti, soffitto e pavimentoIndice del locale


Aree di interventoIlluminazione razionale ed efficiente

– lampade– apparecchi di illuminazione– alimentatore– sistemi di regolazione e controllo


15. 19. 20. secolo...

Im/W 1 10 – 15 70 – 100 70 – 190 Obiettivo50 lm/W

<1% 5 – 9% 25 – 30% 30 – 35% 20 – 30%

HQI LED

Im/W%

Lampade


Lampada adalogeni IRC

20 – 50 W (12V)30 lm/W

3000 K1004000 h

Valore teorico raggiunto al 19 %

Limitazione della efficienza luminosa a causa di

• punto di fusione del tungsteno a 3680 K

PotenzeEfficienza luminosa

Temp. di coloreRaDurata

Lampada alogenaLampade


Limitazione della efficienza luminosa a causa di• estrazione della luce (efficienza interna /efficienza esterna)

• materiali disponibili per la generazionedella luce

fino a 1 Wfino a 40 lm/W (col.)fino a 20 lm/W (bianco)6000 K (bianco)80≤ 100 000 h




LEDLampade


Limitazione della efficienza luminosa a causa di• conversione UV in luce (efficienza dei quanti)• perdite negli elettrodi• perdite negli alimentatori (molto ridotte negli

alimentatori elettronici)


14 – 35 W (T5)92 – 104 lm/W

2700, 3000, 4000, 6000 K8020.000 h



Lampada fluorescente lineareLampade


14 – 35 W30 – 65 lm/W

2700 - 4000 K8510.000 h



Lampada fluorescente compattaLampade


Lampada fluorescente lineareLampade

600 mm 900 mm 1.200 mm 1.500 mm

18 W 30 W 36 W 58 W1.350 lm 2.400 lm 3.350 lm 5.000 lm

550 mm 850 mm 1.150 mm 1.450 mm

14 W 21 W 28 W 35 W1.200 lm 1.900 lm 2.600 lm 3.300 lm

24 W 39 W 54 W 49 W / 80 W1.750 lm 3.100 lm 4.450 lm 4.300 lm / 6.200 lm

T5 (Ø 16 mm)

T8 (Ø 26 mm)

flussi luminosi a 25°C

flussi luminosi a 25°C


Apparecchi di illuminazione

Interventi migliorativi su:– Ottiche

ottimizzazione della geometria in funzione delle lampade utilizzate e della distribuzione di luce desideratautilizzo di alluminio ad alta riflettanza

– Corpo apparecchioattenzione alla temperatura interna per ottimizzare l’efficienza delle lampade T5contenimento delle dimensioni complessive

Aree di intervento


Risparmi potenziali– Ottimizzazione geometrica delle ottiche (10-12 %)– Temperatura ottimale di funzionamento (6-10%)– Nuovi materiali dei riflettori (10-16%)

Potenziale di incremento di efficienza (26-38%)

Apparecchi di illuminazioneAree di intervento


Modi:– Modulazione dell’intensità emessa mediante

alimentatori dimmerabili (40-50%)– Sensori a luce costante collegati a sistemi di

modulazione dell’intensità luminosa (46-70%)– Sensori di presenza– Sistemi di gestione delle situazioni ambientali con

automatica modifica dei parametri di illuminamento

Sistemi di controlloAree di intervento


Risparmio energetico: si utilizza sempre la sola potenza necessaria ad ottenere il livello desiderato, inoltre quando è chiuso al pubblico l’illuminazione viene ridotta notevolmente (le lampade rimangono accese 24 ore su 24).

Risparmio sulla manutenzione: si allunga la vita media delle lampade fluorescenti.

Case Study - Obiettivi

Case study: Fonte DUEMMEGI – Economia Energetica 2007


Case Study – Alcuni datiSupermercato1.280 corpi illuminanti per un totale di 92.000W EE oltre 800.000 kWh/anno (senza regolazione)


Case Study – Architettura Di Sistema

Sensori di luce (e di presenza)

Moduli di Ingresso Analogico (Sensori)

Moduli Dimmer

Alimentatore 24Vcc

Modulo di ControlloMCP XT

Corpi illuminanti dimmerabili

Moduli di Ingresso (Pulsanti)


N°1 Modulo di Controllo (MCP XT)N°1 AlimentatoreN°4 Sensori luminosità da interno (LDF LRV)N°1 Modulo ingresso analogico (MOD4AM12/V)N°5 Moduli di uscita 0-10V (MOD4DV) (sono stati individuati 19 gruppi di accensioni)

Case Study – Componenti


Risparmio Energetico: 30%1Energia Risparmiata: 240.000kWh/annoRisparmio Economico: 240.000 kWh x 0,12€/kWh2 = € 28.800 €/annoInvestimento Sistema (TCO): € 6.000

– 1 Il risparmio con Luci Dimmerabili e Sistema di Regolazione può variare dal 30% a oltre il 70% (Fonte: Green Light).

– 2 Costo dell’Energia Elettrica stimato per Forniture MT pari a 0,12€/kWh (Fonte: EURO-STAT ).

Case Study - Valutazione del Payback


Case Study - Valutazione del Payback

PayBack Sistema di regolazione: 3 mesi

PayBack Sistema di regolazione + reattori dimmerabili: 1,5 - 2 anni


Bibliografia

http://www.eu-greenlight.org


www.fire-italia.it



Gli alimentatori per lampade fluorescenti presentano, per un dato tipo di lampada, livelli di potenza assorbita diversi e quindi rendimenti energetici variabili.

Scopo della direttiva 2000/55 è quello di aumentare l’efficienza degli alimentatori per lampade fluorescenti passando progressivamente ad alimentatori a maggior rendimento.

Direttiva 2000/55/CE


Fissa limiti massimi della potenza assorbita in ingresso dal circuito alimentatore – sorgente luminosa

Cosa diceDirettiva 2000/55/CE


L’ efficienza energetica dei circuiti di illuminazione a fluorescenza dipende dalla combinazione alimentatore-lampada

CELMA ha sviluppato un sistema di classificazione di alimentatori

Classificazione CELMA


La massima potenza corretta in ingresso nel circuito alimentatore-lampada è definito come: “Indice di Efficienza Energetica” del sistema lampada-alimentatore (EEI)

Vi sono sette classi di efficienza

IEE Classificazione CELMAClassificazione CELMA


IEE Classificazione CELMAClassificazione CELMA


Decreti sull’efficienza energeticaIl 24.4.01 sono stati emessi i Decreti sul Risparmio di energiastabiliscono l’obbligo per i Distributori di energia elettrica e gas di raggiungere Obiettivi annuali di riduzione di consumi negli usi finali con azioni di Demand Side Managementcostituiscono i Titoli di Efficienza Energetica (TEE)i TEE vengono rilasciati a:

– Distributori e loro società controllate– Società di servizi energetici: ESCOs

a fronte di interventi realizzati per il miglioramento dell’efficienza con risparmi riconosciuti.

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