lab07_ahorro y medición de energía eléctrica (1)

Laboratorio de ElectricidadNro. DD-106Página 1/6

I. OBJETIVOS

- Determinar las posibilidades del ahorro de energía utilizando lámparas eficientes y cuantificando su ahorro.

- Medir la potencia y calcular la energía consumida por lámparas ahorradoras e incandescentes.- Medir la intensidad luminosa generada por lámparas ahorradoras e incandescentes.

II. MATERIAL Y EQUIPO

- 1 lámpara ahorradora de 23 W.- 1 lámpara incandescente de 100 W.- 1 soquete para adosar E-27.- 1 fuente de tensión alterna monofásica V = 220 V.- 1 multímetro digital (amperímetro).- 1 multímetro digital (voltímetro).- 1 luxómetro.- 1 cables de conexión.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

1. Uso eficiente y evaluación del ahorro de energía

Usar eficientemente la energía, significa usar toda la energía necesaria para realizar una determinada actividad en óptimas condiciones, pero, sin desperdiciar una parte de esta energía.

Uso eficiente de la energía, no significa ahorrar energía a costa de bajar la calidad del servicio, produciendo riesgos en otras áreas como la seguridad, en caso de trabajos peligrosos, o en la salud – como problemas a la vista – en el caso de la iluminación.

Dentro de las medidas más fácilmente aplicables a la realidad cotidiana, está el reemplazo de luminarias ineficientes por las nuevas luminarias eficientes desarrolladas en los últimos tiempos por las principales empresas fabricantes de luminarias.

Es útil recordar que la iluminación más eficiente, de más bajo costo y menos agresiva con el medio ambiente es el uso de la luz natural proveniente del sol.

2. Lámparas incandescentes

En este tipo de lámparas la emisión luminosa se produce en un filamento de tungsteno que es llevado a la temperatura de incandescencia por el paso de una corriente eléctrica a través de él. Los filamentos suelen ser hilos muy delgados cuyo punto de fusión se encuentra por encima de los 3600K. Para que el filamento no se queme se extrae el aire de la ampolla y se la llena de gas (nitrógeno, argón, criptón).


Lámpara incandescente

3. Mini fluorescentes compactos o focos ahorradores

Para el alumbrado comercial y residencial, se debe sustituir las lámparas incandescentes y en algunos casos las lámparas fluorescentes por las del tipo ahorradores, donde además de tener mayor tiempo de vida útil, consumen menor energía. Constan de un tubo fluorescente que se enrolla para reducir el tamaño incorporado y un casquillo normal (E 27) que permite efectuar el cambio sin la menor dificultad. Los focos ahorradores se fabrican en potencias de 11, 18, 20, 23 y 50W.

Lámpara ahorradora

4. Ventajas Competitivas

En el siguiente cuadro se resumen las ventajas de las lámparas eficientes, frente a las lámparas tradicionales. Se ha tomado como referencia un caso concreto de lámparas existentes en el mercado.

VariablesLámparas

Fluorescentes Compactas 18W

Lámparas Incandescentes

Tradicionales 75W

Horas de vida eficiencia lumínica8000 horas

67 lm/vatio (*)1000 horas

13 lm/vatio (*)Consumo de energía en 8000 horas 144 kW-h 600 kW-hConsumo (en S/.) en 8000 horas 57.6 240Ahorro en 8000 horas (S/.) 182.4 ----

Valor de referencia: S/. 0.40 por kW-h, Tarifa BT5B (Perú)(*) lumen / vatio

Tabla 1. Comparación económica de lámparas ahorradoras y fluorescentes

5. Nivel y distribución de la luminosidad

En un cuarto de trabajo debe existir una determinada luminosidad (nivel de iluminación), que no depende solamente del flujo luminoso irradiado por las diferentes lámparas instaladas, sino que también queda modificada por la cantidad de luz reflejada por el techo, las paredes, los muebles y el suelo. Las superficies claras de una habitación determinada se describe mediante su iluminación nominal; que es el valor medio que deberá reinar en toda la habitación o en determinadas zonas de ella.

Generalmente, se calcula para un plano de referencia (plano de trabajo) situado a 0.80 m sobre el suelo (altura de una mesa). Con un luxómetro (medidor de iluminación) puede comprobarse si realmente se alcanza la iluminación nominal necesaria.


Luxómetro

6. Iluminancia o iluminación (E)

Mide la luz o flujo luminoso que llega a una determinada superficie. La unidad de iluminancia es el lux (equivalente a lm/m2).

Relación entre el flujo luminoso y la iluminación

Luz del Sol en condiciones máximas 100 000 lxLuz de medio día de verano 10 000 – 20 000 lxLuz en un puesto de trabajo muy bien iluminado 1 000 lxLuz en un puesto de trabajo aceptablemente iluminado

300 – 500 lx

Luz sobre carretera bien iluminada 40 lxLuz de luna llena 0.2 lxLuz en noche sin luna 0.003 lx


IV. PROCEDIMIENTO:

Realizar el circuito según el esquema eléctrico.

ADVERTENCIA:

¡EL NIVEL DE VOLTAJE ES PELIGROSO, TENGA CUIDADO¡

En este laboratorio se manejan instrumentos de naturaleza delicada, tenga cuidado al manipularlos y al hacer las conexiones para no dañarlos, si tiene alguna duda sobre el particular, consulte con el profesor.

Conectar tensión de la fuente de alimentación a V = 220V en alterna.

Mediante conexiones adecuadas alimente a la lámpara ahorradora primeramente y después a la lámpara incandescente. Medir el voltaje y corriente registrándolos adecuadamente en la tabla respectiva. Con la ayuda del luxómetro medir la iluminancia de la lámpara.

Iluminancia Voltaje

V

Corriente

A

Potencia

P = V . I W

Energía E

para H = 6000 h

Costo S/.

Lámpara ahorradora

Ilum,= 610 lux V= 221,5 I= 0,105 P=23,257 watt E=1395 Kw-h Costo=55,8 S/.

Lámpara incandescente

Ilum.=617 lux V=221,5 I=0,469 P= watt E=103,8835 Kw-h Costo=249,31S/.

Calcular el valor de energía consumida en aproximadamente un año de utilización considerando E= P x h

Calcular el costo de la energía consumida si el costo unitario es 0.40 soles/Kw-h considerando Costo = E x costo unitario.

V. CUESTIONARIO

1. ¿Cuál es la diferencia de Iluminancia entre lámparas ahorradoras e incandescentes?

La diferencia es de 6 lux siendo la lámpara incandescente la de mayor iluminancia por lo tanto seria la que consuma más produciendo un mayor pago con respecto a la lámpara ahorradora.


2. ¿Con los valores calculados del consumo de energía calcular el ahorro en energía?

Energía

L. incandescente

Energía

L. ahorradora

Energía

Ahorrada

623,28 kw-h 139,5 kw-h 483,78 kw-h

3.- ¿En el consumo de energía anterior calcular cuál es el costo ahorrado al usar lámpara ahorradora? Explique por qué se ahorra.

El costo ahorrado es de (483,78 kw-h x 0.4)= 193.512 soles. Este ahorro de debe a que la lámpara ahorradora consume mucho menos watt que la lámpara incandescente y por lo tanto la energía consumida es menor y produce el ahorro en el costo.

Costo de Energía

L. incandescente

Costo de Energía

L. ahorradora

Costo Energía

Ahorrada

249,312 55,8 193,512

4.- ¿Cuál es el costo inicial de una lámpara ahorradora y el costo de una lámpara incandescente similares a los utilizados?

el costo de la lámpara ahorradora se encuentra aproximadamente desde los 7 soles , pudiendo ser el costo mucho mayor en cambio una lámpara incandescente cuesta en un promedio de 1.50 soles siendo de menor costo ya que consume mucha más energía.

5.- ¿Cuál es el tiempo de vida útil de una lámpara ahorradora y de una lámpara incandescente similares a los utilizados?

el costo de la lámpara ahorradora se encuentra aproximadamente desde los 7 soles , pudiendo ser el costo mucho mayor en cambio una lámpara incandescente cuesta en un promedio de 1.50 soles siendo de menor costo ya que consume mucha más energía.

6.- ¿Ud. recomendaría el cambio de lámparas incandescentes por lámparas ahorradoras? Justifique su respuesta.

si recomendaría el cambio de las lámparas incandescente por lámparas ahorradas ya que consumen mucha menos energía y reducen el costo a la hora de pagar aparte que tienen la misma potencia que una lámpara incandescente.


7.- Mencione cinco recomendaciones con respecto al ahorro en consumo de energía.

a) Desenchufar los artefactos eléctricos que no estemos utilizando.

b) Usar focos de bajo consumo.

c) Evitar usar planchas y cafeteras en exceso.

d) Mantener limpias las lámparas.

e) Utilizar al máximo la luz natural.

VI.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES (dar como mínimo cinco de cada una)

OBSERVACIONES:1. Las puntas de medición del multímetro analógico estaban dobladas.2. El multímetro digital de todos los grupos no mide intensidad de corriente puesto que es

trabajo de los estudiantes realizar la medición de intensidad de corriente con el multímetro analógico.

3. En esta ocasión trabajamos con corriente continua algo que fue nuevo para nosotros ya que en los laboratorios anteriores trabajamos con corriente continua.

4. Hubo un solo luxómetro para todo el salón al momento de realizar la experiencia por lo que tuvimos que dividirnos en distintos turnos para que así todos podamos utilizarlo.

5. El soquete para adosar E-27 no tenía su tapa en la parte de la base lo cual representa un riesgo para el grupo ya que al no contar con tapa los cables por donde circula la corriente se encuentran expuestos y fácilmente le pudo haber pasado corriente eléctrica a algún integrante del grupo que estuviese distraído.

CONCLUSIONES:1. Hemos utilizado distintos instrumentos tales como: luxómetro, pinzas amperimetrica,

multímetros digital y analógico entre otros para poder medir voltaje, intensidad de corriente, potencia, iluminancia para haci poder realizar los cálculos para obtener el ahorro de energía lo cual es un tema que nos interesa a todos en general.

2. Hemos comprobado que una lámpara ahorradora consume mucho menos de energía que una lámpara incandescente.

3. Hemos utilizado el luxómetro para medir la iluminancia que producían las lámpara ahorradora y la lámpara incandescente llegando a la conclusión de que la lámpara incandescente tiene más iluminancia que una lámpara ahorradora.

4. Hemos comprobado que las lámparas ahorradoras tienen un tiempo de vida mucho mayor al de las lámparas incandescentes por lo que también varían en el costo ya que al momento de comprar ambas lámparas la lámpara ahorradora nos cuesta más que la lámpara incandescente pero a ya que estamos comprando una lámpara ahorradora nos estamos ahorrando dinero en el recibo de luz y además nos va a dudar mucho más que una lámpara incandescente.

5. Hemos comprobado que el luxómetro es un instrumento muy sensible y muy susceptible al momento de realizar mediciones de iluminancia o iluminación ya que este cambia de valores con facilidad ya que mide la luz del ambiente o el nivel de iluminación de una determinada habitación por lo que es necesario saber bajo qué criterios debemos realizar la medición como podría ser tomando de referencia la distancia del luxómetro al piso, del luxómetro hacia las paredes, etc.

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