innovación en alumbrado público
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Excelente presentación relacionada a "Innovación en Alumbrado Público", del 1er. Seminario Nacional de Alumbrado Público.TRANSCRIPT
Innovación en alumbradopublico
Ramón BurgosNoviembre 2007
Tecnologias Ecologícas
Iluminación y el medioambiente
Calentamiento Global
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Que es el Calentamiento Global?
El calentamiento global se refiere al incremento de la temperatura promedio de la atmosfera yoceanos de nuestro planeta.
La opinión cientifica indica que la gran mayoría del calentamiento global observado en losúltimos 50 años obedece a actividades humanas.
El incremento en las emisiones de CO2 (Dioxido de Carbono) y otros gases que producen elefecto invernadero (GHGs) son el principal componente del calentamiento observado. Estosgases llegan a nuestra atmosfera a través de la utilización de combustibles fósiles,deforestación, etc. incrementando el efecto invernadero.
Modelos referenciados por el IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) predicen quela temperatura global puede incrementar entre 1.4 y 5.8 °C entre 1990 y el 2100.
Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming
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Calentamiento Global
La temperaturapromedio de la capaatmosférica máscercana a la tierraoscilo entre los 0.6 ylos 0.2 °C en el siglo20.
La opinión cientificasobre el cambioclimático es que lagran mayoría delcalentamiento globalobservado en losúltimos 50 añosobedece aactividades humanas.
Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming
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Calentamiento Global: Temperatura Promedio Global 1965 - 1975
Versus1937 – 1946 Norms
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Calentamiento Global: Temperatura Promedio Global 1995 - 2004
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Calentamiento Global: Temperatura Promedio Global 1995 - 2004
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Calentamiento Global
Las causas detalladas sobre el cambio climático continuan bajo rigurosos estudios, pero laopinión cientifica identifica a los gases que producen el efecto invernadero como la principalcausa del calentamiento actual.
El CO2 (Dioxido de Carbono) y el CH4 (Metano) al entrar en contacto con nuestra atmósferaterrestre, produce un calentamiento en la superficie de nuestro planeta. La tierra genera unefecto invernadero natural. Sin este efecto, su temperatura sería por lo menos 30°C más baja,lo cual la convertiría en un lugar inhabitable.
Sin embargo, un incremento desmedido de CO2 y CH4 elevaría la temperatura del planetadesestabilizandola.
Este calentamiento derrite el hielo en los polos. Como consecuencia de este proceso, el agua,resultado del derretimiento de los polos gana espacio sobre la tierra. Tanto el agua como latierra son menos reflectivos que el hielo y absorben mayor cantidad de radiación solar. Estocausa un mayor calentamiento de la superficie terrestre, que a su vez hace que se siganderritiendo los polos, lo que causa aún más calentamiento y así sucesivamente el ciclocontinua.
Además, el CO2 y el CH4 depositados en la atmosfera crean una especie de barrera quedevuelve el calor que alcanza a ser reflejado por la superficie de la tierra.
Fuente: http://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming
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Calentamiento Global
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Calentamiento Global
Imactos de la Iluminaciónen el Medio Ambiente. Fu
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La iluminación y su rol en elmedio ambiente
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La Iluminación y la Sostenibilidad
Consumo Mundial de Energía
Fuente: Energy Information Administration
+28% +14%+12%
+11%+11%
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La Iluminación y la Sostenibilidad|
La Iluminación consume el 19% de la energía producida en el mundo y consumealrededor del 40% de una edificación común.
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/ IE
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La Iluminación y la Sostenibilidad
Mapa Tecnológico Global
Fuente: Energy Information Administration
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1920 1940 1960 1980 2000 20200
50
100
150
Efic
ienc
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min
osa
(lum
enes
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att)
Incandescente
Halogena
Halogenas con relfector
Vapor de Hg
Haluros metalicos
Vapor de Na de Alta Presion
LEDs
TL standard
T8 S80
TL 5
LEDs: Una tecnología de ruptura
Evolución de Tecnologias en iluminación
Tecnologías aplicadas alalumbrado público
Razones de ser del alumbradopúblico
• Seguridad en el tránsito• Seguridad para los peatones• Sensación de seguridad• Orientación• Creación de un ambiente visual
Consideraciones sociales
• Mayor actividadnocturna.
• Mayor movilidad, mástránsito.
• Urbanizacióncreciente.
• Interés por laseguridad contraaccidentes y contra eldelito.
• Presupuestosmunicipales escasos.
Consideraciones sociales
• Sociedad másexigente
• Preocupación por elambiente.
• Limitación derecursos energéticos.
• Evitar la poluciónluminosa (en lascasas y hacia arriba)
Factores que hacen a laseguridad
• Para los conductoreslo importante es laluminancia delpavimento enautopistas y rutas y lailuminancia en callesurbanas.
Factores que hacen a laseguridad
• Para los peatones, lailuminancia horizontal y lasemicilíndrica.
• Para ambos, laorientación depende de lailuminancia vertical.
Factores que hacen a laseguridad
Antes del apagón Durante el apagón
San Miguel de Tucumán, vista desde el Cerro San Javier
el día del “apagón” de protesta política
Factores que inciden en el costodel A.P.
• Costo inicial Amortización
• Costo operativoEnergíaMantenimiento
• Costo total = Amortización + Costooperativo
Orden de los factores paramínimo costo
• Menor potencia total• Mayor separación entre columnas• Menor altura de montaje• Vida útil de las lámparas• Pastoral más corto o inexistente• Luminaria más barata (completa)• Menor inclinación del pastoral
Lámparas
• La mayor eficiencia en lm/W lleva almayor ahorro
• Típica: Sodio de alta presión• Versión más eficiente: SON/T Plus PIA• Para casos especiales: CDM-TT o CDM-
ET• Para otros casos especiales: HPI T Plus
Lámparas• SON / SONT Pro• Emiten luz en la zona del
espectro en la que el ojohumano es más sensible
• Tienen alta eficiencia,pobre reproducción delos colores
• Larga vida útil (24000horas en condiciones delaboratorio)
• Potencias desde 50Whasta 1000W
• Aplicable a cualquieralumbrado público
Lámparas• SON (T) Plus PIA
• El tubo de descarga contieneuna amalgama de sodio,mercurio y xenón
• La eficiencia luminosa alcanzahasta 150 lm/W (600W)
• Rango de potencias de 50Whasta 600W
• Rango de flujo luminoso desde4400 hasta 90000 lm
• Tiene varias ventajas sobre lasSON Pro
Lámparas
SON
‘standard’
SON:Plus
PIA
Alta
eficiencia
Potencia Lumen Lumen % más
50
70
100
150
250
400
600
3500
5600
9000
15000
28000
48000
4400
6600
10500
16500
32000
55000
90000
+ 26%
+ 18%
+ 17%
+ 11%
+ 14%
+ 15%
Lámparas
•
•
Antigua antena bimetálica– Construcción compleja – Baja confiabilidad en uso– Causa frecuente de fallas
prematuras
Nueva PIA ‘Integrated Antena’– Construcción Simple– Excelente confiabilidad en uso– Re ignición más rápida– Menos depreciación luminosa NuevaAntigua
Lámparas
14 7
• Nueva construcción: menos puntos desoldadura
• Menos componentesmuy resistente a golpesy vibraciones
Antigua Nueva
puntos de soldadura
SON T Plus PIA
Lámparas
• Getter Sólido (ZrAl)– Diseño menos crítico de la
lámpara
– Baja depreciación luminosa
Antigua Nueva
SON T Plus PIA
Lámparas
SON Plus PIA
SON Pro
Horas de funcionamiento
Sup
ervi
venc
iaS
uper
vive
ncia
Lámparas
Por su robusta y controladaconstrucción las SON (T) PlusPIA tienen:
Mayor vida útil (50% de mortalidad a 32000 horas,contra 24000 de la SON)
Menor cantidad de fallasprematuras(prácticamente 0 fallas antes de 6000horas, menos de 10% a las 16000horas)
Menor depreciación (flujo mantenido del 80% del inicial a16000 horas)
Lámparas• La mayor duración de la
lámpara permite a lasempresas a cargo delmantenimiento reducir elequipamiento necesario pararealizarlo, disminuyendo loscostos.
• A diferencia de las antiguaslámparas de sodio de altapresión Plus, la SON (T) PlusPIA funciona con el mismoequipo auxiliar que las SON ySON T standard.
LámparasAhorro en costos por punto de luz
Sodio Tradicional
Mantenimiento
MASTER SON PIA
LámparaMantenimiento
Lámpara
Sodio Tradicional
Mantenimiento
MASTER SON PIA
LámparaMantenimiento
Lámpara
From Mastercolour City CDM TT/TT..…to Master City White CDO TT/ET !
Now fully available in all wattages !
W h i t e
Meet all your needs indecorative outdoor lightingwith the new . . .
CDO-TTownlightingCDO-ETownlighting
Master City White
How lighting affects our lives
• Quantity of light => safety, orientation (detection)
• Quality of light => security, identity, (identification) ambiance, spectacle
an optimal balance ofquality criteria offersthe best lighting solution
Main quality criteria for lamp choice
• Colour impression Tc• Colour Rendering Index CRI
• Light output Lm
• Lamp efficacy Lm/W
• Lamp lifetime Hours
DEC
OR
ATI
VE
FUN
CTI
ON
AL
Master City WhiteThe optimal balance in lighting quality
CDO-TT/ETCDO-TT/ETCeramic Discharge OutdoorCeramic Discharge Outdoor
Sturdy lamp concept - long, reliable lifeSON High Pressure Sodium
White light & high efficacyMetal halide technology
Colour stabilityCeramic technology
CDMdischarge tube• White light• Good colour
rendering• Good colour
stability
CDO-TT(CDO-ET is similar but with ovoid bulb)
SONouter bulb• Easy to install• Robust design
Master City WhiteA technological breakthrough in outdoor lighting
Master City WhiteApplication areas
• City beautification– squares and parks– city centres– shopping areas– illumination
• Road lighting– residential areas– roundabouts
Yellow, cosy lightSON-T lamp
White, crisp lightCDO-TT/-ET lamp
Colour temperatureLight colour changes appearance
Master City WhiteNomenclature
CDCDOO-TT 70,100,150W, 250W /828-TT 70,100,150W, 250W /828
Tubularsingle-ended
Townlighting
Wattage Colour 828 :•Ra >80•2800K
CeramicDischargeOutdoor
=Master CityWhite
Master City WhiteNomenclature
CDM-ET 70,100,CDM-ET 70,100,1150W50W/828/828
Ovoidsingle-ended
Townlighting
Wattage Colour 828:•Ra >80•2800K
CeramicDischargeOutdoor
=Master CityWhite
Master City WhiteTechnical specifications
85838385<8383Colour rendering (CRI)
280028002800280028002800Colour temperature (K)
<10<10<10<10<10L
<10Failure rate at 12000hrs (%)
888582929088Lamp efficacy (lm/W)
8060
8060
8060
8060
8060
8060
Lumen maintenance: after 12000hrs(%)Electronic gear
after 12000hrs(%)Coventional gear
13000850059001350090006300Light output (Lm)
ET150
ET100
ET70
TT150
TT100
TT70Wattage (W)
New 3yr life
New 3yr life
Drivers for CDO-TT 250w • Range completion CDO : retrofit white light sollution
• Demand for package deals that includes 250w
• Upgrading Son-T , Son Comfort and HPI (mix improvement)
• Upgrading in existing luminaires on existing EM gear
• Competition has 250w available
• …..
Master City White : Rangeextension
From Sept 2005 onwards !
Master City WhiteDimensions CDO-TT versus SON-T
LCL
MOL
Type SON-T 70W CDO-TT 70WSON-T 100/150WCDO-TT 100/150WMOL lamp length (mm) 156 156 211 211LCL (mm) 102 102 132 132Bulb diam. (mm) 32 32 47 47MOL = Mean Overall Length , LCL = Light Centre Length
100W Versionnow available
Master City WhiteDimensions CDO-ET versus SON(-E)
MOL
Type SON- E 70W CDO-ET 70WSON- E 100/150WCDO-ET 100/150WMOL lamp length (mm) 156 156 226 226
Bulb diam. (mm) 71 71 91 91MOL = Mean Overall Length , LCL = Light Centre Length
100W Versionnow available
CDO-TT 70W
Master City WhiteRoad lighting • Residential areas
Typical City street application
SON-T 70W CDO-TT 70W
CDO-TT 70W
Typical Car parkinstallation
Master City WhiteRoad lighting • Transport
SON-T 70 W
CDO-TT 150W Typical Pedestrian installation
Master City WhiteRoad lighting • Transport
“Beautiful White at the switch of a light.
Master City White
The Story of CosmoPolis
• Owner– Improved economics (CoO)
– Improved security / ambience
• Designer– New design opportunities
• Luminaire manufacturer– New luminaire concepts– Added value required
Research - market requirements
• Perceived brightness higher underwhite lighting at low (road) lightinglevels.
• Provides a better perceived safetyand ambience.
• Better orientation and quickeridentification of people andsurroundings.
Research - white light
30'sSOX + TL
00's _ _ CosmoPolis
60's________SON + HPL
A New Generation of Public Lighting LampSystems
= 1 new Lamp Category : electronics only= 2 new Lamp Families= 2 new Electronic Gear Platforms
MASTER CPO-T White MASTER CPO-T Gold
A New Generation of Public Lighting LampSystems
Urban Public Lighting- City centres- Residential areas- Roads & Tunnels
Application
• High system energy efficacy for energy saving and low cost of ownership
• Compactness offers optimalisation in design of optics and luminaires
• Best optical efficiency for greater spacing (up to +15%) and thus lowerinvestment
• Long service lifetime lamps and exceptional high gear lifetime
• Stand alone control option (2007)
• CosmoWhite: colour quality
Main benefits
CosmoPolisOfficial Green Flagship of Philips Lighting
CO2 emissions per year compared with other light sources
1. Compared to SON: Difference- smaller size -50%- higher energy efficacy +10%- better optical efficiency +5%
2. Compared to MASTER Colour:- higher energy efficacy +30%- better lumen maintenance +25%- longer lifetime +50%- better optical efficiency +5%
3. Compared to HPL:- far better on all aspects
Positioning
Lamp: CosmoWhite 60WLuminaire: MiniMilewide, PhilipsLocation: Redbridge, UK
Redbridge, UK
"In Redbridge we are not only looking for newtechnology to improve our street lighting but wewant to ensure that we implement the new CENstandards which have recently been released. Byadopting the new Philips CosmoPolis lamp andTelemanagement system we have achieved ourgoals. We are more than pleased with theresults."
Mick Trussler - London Borough of Redbridge
Before
After
Lamp: CosmoWhite 60WLuminaire: Schréder Location: Turnhout, Belgium
Turnhout, Belgium
Kubò furniture shop, Chieti, Italy
Lamp: CosmoWhite 60WLuminaire: Mini Milewide, Philips Location: Chieti, Italy
Lamp: CosmoWhite 60WLuminaire: Bollard, WE-EFLocation: Alster, Hamburg, Germany
Hamburg, Germany
MiniMilewide Metronomis II
Modena Milewide
Metronomis I
Mini 300 StealthTriangel
Decoflood
Iridium
CosmoPolis at Philips Luminaires
Metronomis II
The Benefitsof
CosmoPolis
… in more detail
lamps and gear:
85-110 lm/W
100-120 lm/W
SON/CDM 70 and 150W
CosmoWhite/Gold 60/65 and 140W
Phase 12005
90w and 45w
100w / 50w
Phase 22006
Eff. conventional gear 8383%=> Eff. electronic gear Cosmo 9292%
High efficient- best system efficiencies- translated into lower power consumption
Benefit 1: High system efficiency
High efficient lamps and gear :- translated into lower power consumption
Benefit Onefrom : the Story of CosmoPolis '04
85-110 lm/W
100-120 lm/W
SON/CDM 70 and 150W
CosmoWhite/Gold 60/65 and 140W
Phase 12005
90w and 45w
100w / 50w
Phase 22007
Efficiency EM-gear 8383% => Efficiency E-gear Cosmo 9292%
- white and yellow light in similar compact size - single component small size electronics: -50% to conventional
- design freedom for optics and luminaires
Same diameter as CDM-T, 25mm longer
Compactness:Benefit 2: Compactness
- Optimal burner Aspect Ratio- Optimal burner positioning via new base- Consistent burner position, even after relamping
Improved optical quality:
The optimal AR for roadlighting optic is 1:5
A.R.CosmoWhite => 1:5CosmoGold => 1:5
SON => 1:8CDM => 1:1.5
Benefit 3: Best optical efficiency
New lamp base / holder :
PGZ 12
The result : optimal light distribution
Benefit 3: Best optical efficiency
Onaverage
Benefit 3: Best optical efficiency
Service Lifetime 3 yrs (White) - 4 yrs (Gold)meaning >90% survivors and >85% lumen maintenance
References :CDM-T : 2 years service lifeCDM-TT : 3 years 90% survivors / 60% maintenanceHPL : 3 years 90% survivors / 60% maintenanceSON PIA : > 4 years service lifetime
PV Xtreme CosmoPolis: 60,000 hrs lifetime (95% survivors)= outdoor long-life heavy-duty specification
* No lifetime performance proven yet : tests running
Benefit 4: Lifetime
Target Specification
2Y 3Y 4Y
95%
90%
90%
80%
65%
CDM-TCDM-T
CDO/HPLCDO/HPLSON PIASON PIA
CDM-TCDM-T
HPLHPL
CDOCDO
SON PIASON PIA
Lifetime
Lumen Maintenance
PV CosmoPolis: 60,000 hrs lifetime (95% survivors)= outdoor long-life heavy-duty specification
Benefit Fourfrom : the Story of CosmoPolis '04
Benefit 4: Lifetime
.
Benefits Electronics compared with conventional Electro-Magnetic:
• High system efficiency to save energy.• Compact size and low weight provide design flexibility and easy
installation.• Mains voltage fluctuations do not affect light output, so costs can be
reduced by specifying lighter-duty cabling and/or fewer switchingcabinets.
• No power factor correction needed so no capacitors to fail.• Only one component to simplify servicing.
Improved performance
¬ Lamp and gear developed simultaneously and tuned as a system¬ Outdoor Extreme Life and Heavy Duty specification¬ Operates both Class I and Class II luminaires¬ No disturbance to environment due to EMC/EMI compliance¬ Protected against :
¬ Peek-voltage¬ End of lamp life¬ Low ambient temperatures > -30°C
Why Philips CosmoPolis Electronics ?
Low cost of ownership¬ High efficacy leads to initial energy-saving¬ Long, reliability lifetime of 60,000 hrs (max. 5% failures)
¬ Lifetime guarantee (up to 8 years)0
50
80
80 k hrs
60
604020
Target PrimaVision Outdoor'08
HID PrimaVision Outdoor '05HID PrimaVisionLampCapacitorsSeries IgnitorsS/P IgnitorConventional Ballast
Why Philips CosmoPolis Electronics ?
PrimaVision Xtreme Life CosmoPolis
Resistant to Vibration• Potting, fixing internal components• Strong housing construction• Connector with spring construction (no screws)
Protected against moisture, insects and other contaminations• Fully potted, no penetration
Electrical robustness• Lightning protection 10kV• Designed and tested to withstand short circuit to ground on the lamp
terminals
Reasons to believe Xtreme Lifetime
PrimaVision Xtreme Life CosmoPolis
Long-Life electronic design• Low component temperatures -> low ballast temperature ->
long lifetime• Sufficient voltage margin• Long life component technologies• Burn-in in factory to eliminate early failures
Resistance to Temperature• Extensive thermal tests and life testing
– Temperature shock out of normal range [-40….+80°C]
Reasons to believe Xtreme Lifetime
Benefit 4: Lifetime
.
In addition the benefits of CosmoPolis HID-PV Xtreme gear
• Gear has outdoor long-life heavy-duty specification, hence its name‘Xtreme’ (60.000 hours).
• Peak voltage protection to safeguard lamp, and surge protected tosafeguard gear.
• Full lightning protection, EMC/EMI compliance.• Fully potted box, protecting components against dust, moisture and
vibrations.
You deal only with one trusted supplier for the entire system.
Overview Lifetimes Electronics
Dimmablecitizens demand less light when possibleenergy saving options
Benefit Fivefrom : the Story of CosmoPolis '04
Dim down to 50% light for CosmoWhite'StreetSmart' for optimised lighting scheme
Dim down to 25% light for CosmoGold
89
Market trends
• Attention for safety in streets and on roads
• Attention for CO2 emission
• Attention for saving on expenses for public lighting
• Attention for light pollution
90
write / read deviceinside ballast
Philips LumiStepAmbiance & Power Control
communication deviceneeded to programwrite/read device(communicates via Bluetoothwith PDA or PC; is aseparate component onlyused during programming, tobe taken away afterprogramming [can then beused to program nextballast])
PDA
Bluetooth
visual impression ; functionality to be confirmed !
91
Simple programming option
Few buttondevice,preset
programs via PC
Program 1
Program 3Program 2 In the office
On site
ReadWrite
Program 1
Program 3Program 2
ReadWrite
Philips will not introduce this at the launch of LumiStep, but it is anexampleof what can be done to make use in the field easier
Internal use only
92
21:00 hr 6:00 hr
100%
60%
3. Mid-point
(calculatedby 3-daymemory)
18:00 hr
1. Switch Onpoint (auto)
8:00 hr
2. Switch Offpoint (auto)
4hr
5hr ENERGY
SAVING
Power leveladjustment modes :100%90%80%70%
night mode : 60%(=max. dimming)
Philips LumiStepAmbiance & Power Control
Benefit 6: Colour qualityCosmoWhite offers you attractivewhite light for an ideal ambience.
The excellent colour renderingimproves the recognition of peopleand objects.
lower power consumption than EM-gear
Total System Powerconventional
system Power electronic
SON 150w
167176
200
Burning Hours
[W] relamping
energysaving
160004000 8000 12000
Pow
er C
onsu
mpt
ion
Energy Saving by electronic driver
Mains voltage versus lamp powerLamp power
Conventional gear
Power regulationHID-DynaVisionHID-PrimaVision
Electronic gear
}Working areaconventional gear
Mains voltage
+2%
+4%
+6%
+8%
-2%
-4%
-6%
-8%
+2% +4% +6% +8% +10%-4%-6%-8%-10% +2%
+9%
+9%
2 km 2 km
95% light95%
230V -3% 230V -3%230V4x35 mm2
Conventional gear: switchingcabinet
100% 100%
Constant light output with electronic gear :
For new installations translated into :1.Thinner, cheaper cables can be applied
or2.Fewer switching cabinets needed
Constant light output with electronic gear :
3 km 3 km
100% light100%
230V -5% 230V -5%230V4x35 mm2
Electronic gear: switchingcabinet
100%100%
• Range4 wattages : lumen package is leading
: 45w - 60/65w - 90w - 140wlumen packages : in line with actual SON PIA Plus
CosmoWhite : 3,500 - 6,900 - 10,000 - 16,500 lm CosmoGold : - 6,600 - 10.000 - 16,500 lm
• Colour temperature CosmoWhite : 2850 - 2600K (horizontal/ vertical burning pos.)CosmoGold : 2000K (in line with SON)
• Colour Rendering IndexCosmoWhite : 65 - 70 / 55 - 65 (horizontal/ vertical burning pos.)CosmoGold : 20
• UV Block : similar to MASTER Colour
Specification - Lamp
Gear• Lamps run on electronic gear only
• Gear is specified for outdoor applications- incl. lightning protection (4kV) & class II
• Available in two sizes45-60W 90/140W
• Stand-alone control gear available in 2007
Specification - Gear