Conociendo los Sistemas Consumidores de Energía Eléctrica

Objetivo de auto-aprendizaje

Identificar y cuantificar los sistemas y/o equipos consumidores de energía utilizados en su establecimiento, por ejemplo: Iluminación, computadores, calefacción, etc. También podrá realizar estimaciones del consumo de energía de cada uno de los sistemas.

• 
  Conceptos básicos
  
  
• Lámpara: es un equipo emisor de luz, ejemplos de lámparas son las ampolletas y los tubos fluorescentes (ver figura 5.1).
• Luminaria: son las estructuras que sostienen las lámparas (ver figura 1).
• Lumen [lm]: es la cantidad de luz que es capaz de emitir una lámpara bajo condiciones determinadas.
• Rendimiento luminoso (eficiencia): este representa la cantidad de luz que es capaz de entregar cada Watt de consumo.
  
  

Figura 1. Ejemplo de lámparas y luminarias

Un error frecuente es creer que a mayor cantidad de Watts (potencia) existe una mayor cantidad de luz. No siempre es así, por ejemplo las lámparas fluorescentes compactas, que con una potencia cuatro veces menor que las incandescentes son capaces de entregar similar cantidad de luz.

Algunos tipos de lámparas y luminarias

La siguiente tabla muestra imágenes y características de algunos tipos de lámparas, que generalmente son utilizadas en los establecimientos.

Tabla 1. Tipos de lámparas.

Tabla 2. Tipos de luminarias.

Identificando las luminarias y lámparas del establecimiento

Para organizar toda la información recolectada de las lámparas y luminarias elabore una tabla como la que aparece en el siguiente ejemplo.

Tabla 3. Ejemplo de cómo caracterizar cada luminaria.

Determinando las luminarias en cada recinto

Para determinar las luminarias existentes en cada recinto, es necesario un plano general del establecimiento (ver Figura 2) y haber caracterizado las luminarias.

Tome el plano y recorra todos los recintos del establecimiento, contando la cantidad de luminarias por tipo (A, B, C, D, E y F). Para almacenar la información recopilada utilice el plano, que además lo ayudará a saber exactamente en qué zona están las luminarias contadas. La siguiente figura muestra un ejemplo de cómo realizar lo descrito anteriormente.

Figura 2. Ejemplo de cómo recopilar la información de las luminarias en un establecimiento educacional.

Ordenando la información recolectada

Se hace necesario sistematizar la información de las luminarias contenida en nuestro plano general (ver Figura 2), para esto se recomienda realizar una tabla como la que aparece a continuación.

Tabla 4. Ejemplo de cómo ordenar la información recolectada en un establecimiento

* La potencia por luminaria fue obtenida en el punto 6.1.3
** La Potencia Total considera todas las luminarias identificadas en cada recinto.

Estableciendo un índice de iluminación

Un índice utilizado en iluminación es el Watt por metro cuadrado, que consiste en dividir la potencia instalada de los sistemas de iluminación, por la superficie que iluminan. Para la mayoría de los recintos de un establecimiento educacional un buen índice de eficiencia para salas de clases es de 12 W/m2.

Tabla 5. Ejemplo tabla modelo para elaborar un índice de iluminación en un establecimiento

Como se puede ver en la tabla 5, para obtener el índice de iluminación en el recinto Dirección, fue necesario sumar la potencia total de las luminarias del tipo D y A, lo mismo se debió hacer para la zona de biblioteca, pero con las luminarias del tipo A y E. Si no se hubiese realizado lo anterior hubiésemos obtenido índices erróneos.

Como una herramienta de ayuda es recomendable graficar el índice obtenido (ver Figura 3).

Figura 3. Ejemplo de índice de iluminación.

Estimando el consumo de energía

Hasta ahora sólo se ha determinado la potencia total de los sistemas de iluminación. El siguiente paso es estimar el consumo de energía eléctrica de estos sistemas. Para ello es recomendable organizar la información como en la tabla 6, que además permitirá ordenar los cálculos realizados.

Tabla 6. Ejemplo de cómo calcular el consumo de energía anual en un establecimiento

Opciones de Eficiencia Energética en los Sistemas de iluminación.

En esta etapa se mostrarán alternativas de eficiencia energética para los diversos sistemas de iluminación, que fueron identificados en el establecimiento educacional.

La siguiente tabla muestra las luminarias actuales y las alternativas de eficiencia energética propuestas, para cada una de estas.

Tabla 7. Alternativas de Eficiencia energética

En la tabla anterior se puede observar que cuatro de los seis tipos de luminarias identificadas, tienen opciones de eficiencia energética.

En Chile existe el etiquetado de eficiencia energética: Es una medida obligatoria que facilita la compresión del consumo y eficiencia de los artefactos. En iluminación, las lámparas son clasificadas desde la letra A (más eficientes) hasta la G (menos eficientes). Para mayor información sobre el etiquetado vea: www.acee.cl

Estimación de los ahorros de energía

Para estimar los ahorros de energía es necesario calcular el consumo que tendrían los sistemas de iluminación, si se implementaran las opciones de eficiencia energética propuestas en el punto 6.1.8 (ver Tabla 6.7). Para ello es recomendable elaborar una tabla como la que aparece a continuación, que además permitirá ordenar los cálculos realizados.

Disminución del consumo de energía por cambios de la luminaria en el establecimiento educativo.
Para el cálculo del consumo de energía anual de las luminarias propuestas, se ha considerado que la cantidad de luminarias no cambia y tampoco lo hacen las horas de uso. La siguiente figura muestra de modo gráfico los ahorros obtenidos.).

Figura 4. Ahorro total del consumo de energía por iluminación.

Ejemplo de cómo realizar un análisis económico simple

Para la realización del ejemplo, consideremos sólo el cambio realizado en el Gimnasio de nuestro establecimiento educacional, en este se consideraba cambiar 10 lámparas halógenas de 500 W por 10 lámparas de haluro metal de 150W. Las horas de uso de las lámparas son 1.500 anuales.

Tabla 8. Ejemplo de análisis económico simple

Conociendo los Equipos Computacionales

Conceptos básicos de los equipos computacionales

• Monitor (pantalla): Es la parte del computador en donde se proyectan las imágenes, que nos permiten interactuar con este. Existen dos tipos: los con tubos de rayos catódicos (CRT, por sus siglas en inglés), los de pantalla de cristal líquido (LCD, por sus siglas en inglés).
• Unidad de proceso central (CPU): parte principal del computador, donde se almacena y procesa la información.

Conociendo los tipos de computadores

La siguiente tabla muestra una descripción de los computadores más comunes. Tabla 9. Tipos de Computadores.

Tabla 9. Ejemplo de análisis económico simple

* El consumo total de los computadores varía según su antigüedad, la capacidad del procesador, el tipo y tamaño de la pantalla. Sin embargo, los consumos descritos en esta tabla son suficientes para realizar estimación del consumo de energía.

Estimando el consumo de energía

Antes de determinar el consumo de energía anual de los equipos computacionales es necesario determinar:

1. La cantidad y tipo (notebook y PC con monitor LCD o CRT) de computadores por cada zona.
2. El tiempo de funcionamiento de los equipos.

La siguiente tabla muestra una manera de ordenar la información obtenida de los equipos computacionales y como estimar el consumo de energía anual.

Tabla 10. Ejemplo de estimación del consumo de energía de un establecimiento

Opciones de Eficiencia Energética en los equipos computacionales

• Inactividad: corresponde al período de tiempo en el cual el computador o monitor no recibe ninguna señal de entrada de activación. En el computador estas señales están dadas por dispositivo periféricos de entrada, por ejemplo, teclado, movimientos del mouse, etc.
• Modo Sleep (dormir): en la práctica el computador sigue encendido consumiendo menos energía y con el monitor en negro. Se desactiva este modo cuando recibe una señal del mouse o del teclado.
• Modo Standby (apagado): en la práctica el computador no está apagado, en este modo consume muy poca energía .

Otros equipos

Identificando otros equipos consumidores

Para ordenar la información recopilada de los otros equipos consumidores, se recomienda elaborar una tabla como la del siguiente ejemplo.

Tabla 11. Ejemplo de cómo ordenar la información de otros equipos.

* Este dato aparece en etiquetas adheridas en el equipo, sino aparece puede utilizar los datos de potencia entregados en esta tabla.

Estimando el consumo de energía

Hasta ahora se ha determinado el consumo de energía eléctrica de los sistemas de iluminación y de los equipos computacionales. Falta determinar el consumo de energía de los otros equipos. La siguiente tabla muestra un ejemplo de cómo realizar esto último.

Tabla 12. Ejemplo de cómo determinar el consumo de energía de los otros equipos

En la tabla anterior se puede observar que la potencia de un hervidor de agua es de 2.100 W y la de un refrigerador es de 171 W. Sin embargo, el consumo de energía del refrigerador es casi 3.700 kWh/año y el del hervidor eléctrico sólo llega a los 76 kWh/año, esto se debe al tiempo de uso de cada equipo.

Distribución del consumo de energía eléctrica

Hasta esta etapa se ha determinado el consumo de energía anual de los sistemas de iluminación, los equipos computacionales y otros equipos (refrigeradores, hornos de microondas, hervidores eléctricos, etc.). El siguiente paso es determinar que parte del total consumen estos sistemas y equipos, a esto se le denomina matriz de consumo de energía. Para realizar esto es recomendable realizar un gráfico como el del siguiente ejemplo.

Figura 5. Ejemplo de matriz del consumo de energía.