uso eficiente energía en el sector de iluminación publica del ecuador
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Uso eficiente de energía en el sector de iluminacion pública mediante el uso de luminarias eficientes de vapor de sodio y nuevas tendencias tecnológicas como el uso de LED'sTRANSCRIPT
Jorge Patricio Muñoz V., MSc. MBA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
La contabilidad energética muestra que la producción nacional, que constituye el 90% de la oferta energética total, equivalente a 235 millones de barriles de petróleo, está concentrada en un 96% en petróleo crudo y gas natural, quedando las energías renovables (hidroelectricidad y biomasa) relegadas a un 4% de la producción nacional.
Los planes y programas para el uso eficiente de la energía deben centrarse fundamentalmente en los sectores industrial y residencial. El sector estatal debe ser ejemplo en el consumo energético eficiente y responsable.
Debemos continuar con el programa de sustitución de focos incandescentes por focos ahorradores; con la importación de electrodomésticos eficientes energéticamente, penalizando fuertemente a aquellos que sean de consumo ineficiente; con el desarrollo de proyectos de biocombustibles (de segunda y tercera generación) que no aumenten la frontera agrícola.
Fortalecer la soberanía energética: a través del incremento de la generación-cobertura y el cambio de la matriz energética hacia tecnologías limpias y más eficientes.
Oferta de energía primaria (2006)
Residencial36,0%
Comercial19,0%
Industrial 31,4%
Iluminación Pública
5,8%
Otros7,5%
1982 118 1984 140 1986 187 1988 179
1990 247 1992 352 1994 394 1996 420 1998 476 1999 563
2000 610 2001 634 2002 664 2003 675 2004 697 2005 716 2006 741 2007 765 2008 806 2009 820 2010 812
Crecimiento de I.P. en el EcuadorCrecimiento de I.P. en el Ecuador(GWh)(GWh)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1982 1986 1990 1994 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010
TECNOLOGIA Cant./Potencia Cant./PotenciaPotencia Media(W)
% Tecnologia % Participación
Fluorecente Cant. 5.126 97,2 0,5% 0,1%
P (kW) 498 0,3%
E (GWh/año) 2,18
Mercurio Cant. 166.233 162,8 16,7% 2,7%
P (kW) 27.059 16,5%
E (GWh/año) 118,52
Incandescente Cant. 5.000 225,2 0,5% 0,1%
P (kW) 1.126 0,7%
E (GWh/año) 4,93
LED Cant. 454 13,2 0,0% 0,0%
P (kW) 6 0,0%
E (GWh/año) 0,03
Mixta Cant. 2.923 143,0 0,3% 0,0%
P (kW) 418 0,3%
E (GWh/año) 1,83
Sodio Cant. 776.200 154,9 78,1% 12,1%
P (kW) 120.266 73,5%
E (GWh/año) 526,77
Reflectores Cant. 33.243 414,3 3,3% 1,4%
P (kW) 13.774 8,4%
E (GWh/año) 60,33
Semáforos Cant. 4.503 97,0 0,5% 0,0%
P (kW) 437 0,3%
E (GWh/año) 1,91
TOTAL Cant. 993.682 164,6 100,0%
P (kW) 163.584
E (GWh/año) 716,5
CAMBIO DE LUMINARIAS DE SODIO POR MERCURIO
Cambio de equipo eficiente por convencional Disminución de energía y demanda máxima Perspectivas de usar reactores electrónicos por electromecanicos.
PREMISAS DE CÁLCULO
Tasa de descuento: 12% Precio electricidad: 99 US$/MWh Precios de equipos: compran concesionarias Vida equipos: valores reales
CONVENCIONAL
EFICIENTE LUMINÁNCIA ILUMINÁNCIA
MEDIO (cd/m²)
TI (%) G Uo Ul MEDIO (lux)
Mi/Máx Mi/Méd Φ (klm)
HG-125W 1,0 5,3 6,6 0,40 0,25 10 0,08 0,22 6,3 HG-175W 1,1 4,3 7,0 0,47 0,38 12 0,14 0,34 8,6 HG-175W 1,1 4,3 7,0 0,47 0,38 12 0,14 0,34 8,6 HG-250W 1,9 4,2 6,8 0,42 0,39 20 0,12 0,32 13,5 HG-400W 2,4 5,8 6,5 0,43 0,40 24 0,12 0,32 23,0 MS-160W 0,7 3,1 8,7 0,24 0,21 7 0,05 0,13 3,2
NA-70W 1,1 4,8 8,4 0,17 0,15 11 0,03 0,08 5,8 NA-100W 1,5 9,2 7,7 0,38 0,45 16 0,10 0,21 9,5 NA-150W 2,1 3,6 6,9 0,36 0,39 21 0,12 0,30 13,5 NA-150W 2,1 3,6 6,9 0,36 0,39 21 0,12 0,30 13,5 NA-250W 2,8 4,7 6,0 0,33 0,32 29 0,08 0,27 25,0 NA-50W 0,7 3,1 8,7 0,24 0,21 7 0,05 0,13 3,5
EE) - (EC PE
CC) - (CE = TSR
ACTUAL PROYECTADA TSR (años)
HG-125 W NA-70 W 0,4 HG-175 W NA-100 W 0,6 HG-175 W NA-150 W 15,1 HG-250 W NA-150 W 1,5 HG-400 W NA-250 W 0,8 MS-160 W NA-50 W 0,2
ACTUAL PROYECTADA TIR (%)
HG-125 W NA-70 W 241 HG-175 W NA-100 W 158 HG-175 W NA-150 W - 10 HG-250 W NA-150 W 67 HG-400 W NA-250 W 133 MS-160 W NA-50 W 456
n
1=kk
n
1=kk d)+(1
1 EE * PE + CE
d)1(
1 EC * PE + CC
EE - EC
CC - CE * n)FRC(d, = CEC
ACTUAL PROYECTADA CEC (US$/MWh)
HG-125 W NA-70 W -10,5 HG-175 W NA-100 W -3,8 HG-175 W NA-150 W 215,4 HG-250 W NA-150 W 12,5 HG-400 W NA-250 W 0,0 MS-160 W NA-50 W -17.5
Se compara con central marginal: 398 US$/kW
ACTUAL PROYECTADA CPC (US$/kW)
HG-125 W NA-70 W -259 HG-175 W NA-100 W -94 HG-175 W NA-150 W 5.330 HG-250 W NA-150 W 309 HG-400 W NA-250 W 0,0 MS-160 W NA-50 W -434
Costo Durante la Vida esta expresado en valor presente.
Nd) + (1Vr
n)FRC(d,COM
n)FRC(d,E * PE
+ C = CDV
ACTUAL PROYECTADA % eficiencia CDVconv - CDVefic
CÓDIGO CDV conv (US$)
CÓDIGO CDV efic (US$)
(US$)
HG-125 W 535 NA-70 W 388 27 147 HG-175 W 695 NA-100 W 508 27 187 HG-175 W 695 NA-150 W 749 - 8 - 54 HG-250 W 956 NA-150 W 749 22 207 HG-400 W 1.419 NA-250 W 1.050 26 369 MS-160 W 595 NA-50 W 311 48 284
n)FRC(d, * CDV =CDVA SISTEMA ILUMINACIÓN PÚBLICA ECUADOR - 2011 (ACTUAL)
Cantidad Potencia (kW) Energía (MWh) W/lumin CDVA (US$)
Fluorescente 5.140 502 2.200 97,71 486.533,80
Mercurio 142.989 23.086 101.118 161,46 17.576.829,45
Incandescente 4.862 1.109 4.858 228,11 460.219,33
LED 881 10 43 11,17 306.644,59
Mixta 2.854 407 1.781 142,51 270.149,31
Sodio 847.743 129.365 566.617 152,60 112.390.678,05
Reflectores 33.539 13.681 59.921 407,90 3.174.680,39
Semáforo 4.868 474 2.074 97,29 460.787,27
Total general 1.042.876 168.633 738.613 135.126.522,18
SISTEMA ILUMINACIÓN PÚBLICA ECUADOR - 2011 (EFICIENTE)
Cantidad Potencia (kW) Energía (MWh) W/lumin CDVA (US$)
Fluorescente 5.140 502 2.200 97,71 486.533,80
Mercurio 0 0 - -
Incandescente 0 0 - -
LED 881 10 43 11,17 306.644,59
Mixta 2.854 407 1.781 142,51 270.149,31
Sodio 995.594 145.468 637.149 146,11 125.686.231,98
Reflectores 33.539 13.681 59.921 407,90 3.174.680,39
Semáforo 4.868 474 2.074 97,29 460.787,27
Total general 1.042.876 160.541 703.168 130.385.027,34
Orden de Mérito en función de CEC
Potencia Conservada: 8.09 MW Energía Conservada: 35.4 GWh/año Inversión para cambio: US$ 28.9 millones Reducción costos : US$ 4.7 por año
CAMBIO DE LAMPARAS - COSTO DE POTENCIA E ENERGIA ECONOMIZADA - FLUJO LUMINOSO
CAMBIO ACTUALES PROYECTADAS CEC CPC US$/Mlm-h conv
(US$/MWh) (US$/KW) US$/Mlm-h efic
T-6 MS-160W NA-50W -17.5 (434) 112%
T-1 HG-125W NA-70W -10.5 (259) 27%
T-2 HG-175W NA-100W -3.8 (94) 51%
T-5 HG-400W NA-250W 0.0 (0) 47%
T-4 HG-250W NA-150W 12.5 309 28%
T-3 HG-175W NA-150W 215.4 5,330 46%
TRANSFERENCIA DE POTENCIA Y ENERGÍA DEL LADO TRANSFERENCIA DE POTENCIA Y ENERGÍA DEL LADO DE LA CARGA AL PUNTO DE GENERACIÓNDE LA CARGA AL PUNTO DE GENERACIÓN
Asumiendo pérdidas en los distribuidores
Para Potencia: 15,9% Para Energía: 10,5% Potencia Conservada: 8.09 MW para 9.62 MW Energía Conservada: 35.4 GWh a 39.6 GWh/año
CAMBIO DE LUMINARIAS DE TIPO LED POR SODIO Cambio de equipo eficiente por convencional Disminución de energía y demanda máxima
PREMISAS DE CÁLCULO Tasa de descuento: 12% Precio electricidad: 99 US$/MWh Precios de equipos: compran concesionarias Vida equipos: valores reales
Importante ahorro de energía - puede ahorrar hasta un 80% de energía de las lámparas convencionales de sodio y haluro.
Larga vida útil, hasta 50.000 horas - Trabajando 8 horas al día, puede ser utilizada por más de 17 años. Sello verde de la Protección del Medio Ambiente - Estas lámparas LED no contienen plomo, mercurio, haluro
y ningún contaminante que dañe el Medio Ambiente. Voltaje de entrada universal - 85-264vac Reduce pérdida de la línea, ninguna contaminación a la red de energía - Factor > 0.9, el THD < 20%. La temperatura del conjunto de LEDs puede ser controlada bajo temperatura ideal. Combinación perfecta con energía solar Alta eficacia luminosa - La eficacia luminosa de los LED en las condiciones existentes es de 75 lumenes/W.
NIVELES DE ILUMINACIÓN MEDIDO EN LUMINARIA INSTALADA EN AEIRNNR - UNL (LUX)
LED - 55W 4 6 7 9 12 9 7 6 4 Promedio 7,44
6 9 11 13 15 13 11 9 6 Máximo 15
5 6 7 9 10 9 7 6 5 Minimo 4
4 5 5 6 7 6 5 5 4 Min/Max 0,27
Min/Med 0,54
NIVELES DE ILUMINACIÓN MEDIDO EN LUMINARIA INSTALADA EN AEIRNNR - UNL (LUX)
NA - 150W 5 10 12 12 11 12 12 10 5 Promedio 12,53
8 13 20 18 17 18 20 13 8 Máximo 20
11 14 17 17 18 17 17 14 11 Minino 5
9 10 10 11 11 11 10 10 9 Min/Max 0,25
Min/Med 0,40
NIVELES DE ILUMINACIÓN MEDIDO EN LUMINARIA (LUX)
NA - 50W 5 4 3 2 1 Promedio 2,75
5 5 3 2 1 Maximo 5
4 4 3 2 1 Mínimo 1
3 3 2 1 1 Min/Max 0,20
Min/Med 0,36
EE) - (EC PE
CC) - (CE = TSR
ACTUAL PROYECTADA TSR (años)
NA-250 W LED-120 W 26,2
ACTUAL PROYECTADA TIR (%)
NA-250 W LED-120 W -11
n
1=kk
n
1=kk d)+(1
1 EE * PE + CE
d)1(
1 EC * PE + CC
EE - EC
CC - CE * n)FRC(d, = CEC
ACTUAL PROYECTADA CEC (US$/MWh)
NA-250 W LED-120 W 368,0
Se compara con central marginal: 398 US$/kW
ACTUAL PROYECTADA CPC (US$/kW)
NA-250 W LED-120 W 9,108
Costo Durante la Vida esta expresado en valor presente.
Nd) + (1Vr
n)FRC(d,COM
n)FRC(d,E * PE
+ C = CDV
ACTUAL PROYECTADA % eficiencia CDVconv - CDVefic
CÓDIGO CDV conv (US$)
CÓDIGO CDV efic (US$)
(US$)
NA-250 W 1,069 LED-120 W 1,967 184 -898
n)FRC(d, * CDV =CDVA
SISTEMA ILUMINACIÓN PÚBLICA ECUADOR - 2011 (ACTUAL)
Cantidad Potencia (kW) Energía (MWh) W/lumin CDVA (US$)
Fluorescente 5,140 502 2,200 97.71 486,533.80
Mercurio 142,989 23,086 101,118 161.46 17,576,829.45
Incandescente 4,862 1,109 4,858 228.11 460,219.33
LED 881 10 43 11.17 306,644.59
Mixta 2,854 407 1,781 142.51 270,149.31
Sodio 847,743 129,365 66,617 152.60 112,390,678.05
Reflectores 33,539 13,681 59,921 407.90 3,174,680.39
Semáforo 4,868 474 2,074 97.29 460,787.27
Total general 1,042,876 168,633 738,613 135,126,522.18
SISTEMA ILUMINACIÓN PÚBLICA ECUADOR - 2011 (EFICIENTE)
Cantidad Potencia (kW) Energía (MWh) W/lumin CDVA (US$)
Fluorescente 5,140 502 2,200 97.71 486,533.80
Mercurio 0 0 - -
Incandescente 0 0 - -
LED 881 10 43 11.17 306,644.59
Mixta 2,854 407 1,781 142.51 270,149.31
Sodio 995,594 145,468 637,149 146.11 125,686,231.98
Reflectores 33,539 13,681 59,921 407.90 3,174,680.39
Semáforo 4,868 474 2,074 97.29 460,787.27
Total general 1,042,876 160,541 703,168 130,385,027.34
SISTEMA ILUMINACIÓN PÚBLICA ECUADOR - 2011 (EFICIENTE LED)
Cantidad Potencia (kW) Energía (MWh) W/lumin CDVA (US$)
Fluorescente 5,140 502 2,200 97.71 486,533.80
Mercurio 0 0 - -
Incandescente 0 0 - -
LED 996,475 72,744 318,617 73.00 347,143,956.55
Mixta 2,854 407 1,781 142.51 270,149.31
Sodio 0 0 - - -
Reflectores 33,539 13,681 59,921 407.90 3,174,680.39
Semáforo 4,868 474 2,074 97.29 460,787.27
Total general 1,042,876 87,807 384,594 351,536,107.31
Potencia Conservada: 72.7 MW Energía Conservada: 318.5 GWh/año Inversión para cambio: US$ 1,534.1 millones Incremento costos : US$ 221 millones por año
CAMBIO DE LAMPARAS - COSTO DE POTENCIA E ENERGIA ECONOMIZADA - FLUJO LUMINOSO
CAMBIO ACTUALES PROYECTADAS CEC CPC US$/Mlm-h conv
(US$/MWh) (US$/KW) US$/Mlm-h efic
T-EF NA-250W LED-120W 368.0 9,108 -78%
TRANSFERENCIA DE POTENCIA Y ENERGÍA DEL LADO TRANSFERENCIA DE POTENCIA Y ENERGÍA DEL LADO DE LA CARGA AL PUNTO DE GENERACIÓNDE LA CARGA AL PUNTO DE GENERACIÓN
Asumiendo pérdidas en los distribuidores
Para Potencia: 15,9% Para Energía: 10,5% Potencia Conservada: 72.7 MW para 86.5 MW Energía Conservada: 318.5 GWh a 355.96 GWh/año
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U s o E f i c i e n te de E n e r g í a en la ilu m i n a c ió n P ú b l i c a de l
E c u a d o r
C O N C L U S I O N E S Y R E C O M E N D A C I O N E S
Jo r g e Pa t r i c i o M u ñ o z V .U n i v e r s i d a d Na c i o n a l de Lo j a
Experiencias latinoamericanas: Colombia, Chile y Brasil. Alternativas viables de sustitución: T-1 (Na-70 por HG-125) T-2 (Na-100 por HG-175) T-4 (Na-150 por HG-250) T-5 (Na-250 por HG-400) T-6 (Na-50 por MX-160)
Sustitución completa de la luminaria Luminaria vapor de sodio alta presión
AÑO 1999
Potencia conservada: 27 MW (109 para 82 MW, equivalente al 29%). Energía conservada: 117 GWh/año (476 para 359, equivalente al 29%).
AÑO 2012 (USO DE TECNOLOGÍA DE SODIO)
Potencia conservada: 8 MW (168 para 160 MW, equivalente al 5%). Energía conservada: 35 GWh/año (738 para 703, equivalente al 5%).
AÑO 2012 (USO DE TECNOLOGÍA DE LED)
Potencia conservada: 81 MW (168 para 87 MW, equivalente al 48%). Energía conservada: 354 GWh/año (738 para 384, equivalente al 48%).
Ahorro de potencia y energía usando Tecnología LED representa aproximadamente el 50%.
Las Figuras de Mérito para el cambio de Tecnología a LED determinan como inconveniente al momento, se espera que a futuro con la reducción de los precios de las luminarias LED, la sustitución sea viable.
Las inversiones para el cambio de Tecnología LED en el país es aproximadamente de US$ 1,534 millones lo cual no es procedente.
Con aplicación de Programa:1. Clientes pagan menos2. Concesionarias menos inversiones3. Aplazamiento inversiones4. Requiere decisión de pocas personas5. Altas tasas de penetración (98%)6. Disminución de emisiones al ambiente
