come ottenere una migliore illuminazione spendendo meno: il programma europeo green light mercoledì...

Come ottenere una migliore illuminazioneSpendendo meno: il Programma Europeo Green light

Mercoledì 21 Maggio 2003

Jurgen DianoJurgen DianoGruppo Sorgenti Luminose ASSIL

LED

Efficienza luminosa

max.

Lampade adalogeni

Lampade fluorescenti con ECG

TemiTemi trattatitrattati

21 Maggio 2003

Efficienza luminosa teorica con Efficienza luminosa teorica con conversione di energia senza conversione di energia senza

perditeperdite

Efficienza luminosa

lm/W

Resa dei colori

Ra

Tonalità di luce Temperaratura di colore di rif.

K

683 - giallo-verde

555nm

5900

354 63 bianco Daylight

spettro a 3 linee

5900


spettro a 3 bande

5900


spettro continuo

5900

194 100 bianco neutro 4300

161 100 bianco tono caldo 3000

21 Maggio 2003

maggiore efficienza luminosa

maggiore economia di esercizio

lunga durata

direzionabilità della luce ottimale

geometria compatta

luce brillante

maggiore temperatura di colore

Vantaggi delle lampade ad Vantaggi delle lampade ad alogenialogeni

21 Maggio 2003

Bilancio energetico di una lampada Bilancio energetico di una lampada ad alogeniad alogeni

10% luce visibile

20% dissipazioni termice attraverso il gas di riempimento

10% resistenza ohmica dei reofori

60% emissione infrarossa

convezionediffusione

21 Maggio 2003

3200

6 V35 W

K

2800

3100

3000

2900

lm/W

24

14

23

22

21

20

19

18

17

16

15

300

µm mm

12001300

50

1000

800

600

400

200100

250

200

150

100

45

12 V100 W

24 V100 W

120 V100W

230 V100 W

[lm/W][K][ µm][mm]

tensione

efficienza luminosa

temp. di colore

diametro filamento

lunghezza filamento

Importanti parametri a differenti tensioni di funzionamento

Lampade ad alogeniLampade ad alogeni

21 Maggio 2003

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

Tensione direte, GZ10

DircroicaSTANDARD

Dircroica altagamma

Dicroica IRC

Confronto dell‘intensità luminosa tra diverse lampade ad alogenida 50 W con riflettore

intensità luminosa durata media fascio fattore

Tensione di rete, GZ10 750 cd 2.000h 40° 1,0

Dicroica STANDARD 1500 cd 2.000h 38° 2,0

Dicroica alta gamma 2200 cd 4.000h 38° 3,5

Dicroica IRC 2850 cd 4.000h 38° 4,6

La lampada dicroica con tecnologia IRC è la lampada ad alogeni più efficiente

Efficienze luminose a confrontoEfficienze luminose a confronto

21 Maggio 2003

Il potenziale di risparmio annuo e di ca. 2.100€

Costi rimanenti 49%

Riduzione costi diclimatizzazione 16%

Riduzione costi grazie a tecn. IRC 35%

Emissioni di CO2 ridotte di ca. 6.600 kg all‘anno=> Un importante contributo per l‘ambiente

Pay Back in ca. 2 mesi

Negozio con 100 lampade: Negozio con 100 lampade: un esempio di calcolo economicoun esempio di calcolo economico

21 Maggio 2003

Lampada adalogeni IRC

20 – 50 W (12V)bis 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

Technology Performance Card: Technology Performance Card: alogenaalogena

21 Maggio 2003

15. 19. 20. secolo...

Im/W1 10 – 15 70 – 100 70 – 190

Obiettivo 50 lm/W

<1% 5 – 9% 25 – 30% 30 – 35% 20 – 30%

HQI LED

Il futuro dell’illuminazione?Il futuro dell’illuminazione?

Im/W%

21 Maggio 2003

Evoluzione della luminosità Evoluzione della luminosità dei LED a luce visibiledei LED a luce visibile

InGaAlP

0,001

0,01

0,1

1

10

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005

L

um

ino

sità

dei

dis

po

siti

vi

@ 2

0 m

A [

lm]

InGaN

InGaN

GaN

InGaN

InGaAlP

SiCGaAsP

GaAsP:N

GaP:N

DH-GaAlAs

SH-GaAlAsTS

AS InGaN

Sostituzione della lampada ad incandescenza

21 Maggio 2003

nessuna emissioneIR/UV

piccole dimensioni

lungadurata

elevata efficienza cromatica

resistenza a urti e vibrazioni

luce focalizzataopportunità:

numerose nuove applicazioni per la realizzazione di soluzioni innovative nell‘illuminazione generale e nella

segnalazione del traffico

Caratteristiche principali dei LEDCaratteristiche principali dei LED

21 Maggio 2003

risparmio di energia grazie all‘efficienza cromatica dei LED:

confronto dell‘efficienza luminosa tra una soluzione con lampade ad incandescenza e una con moduli LED sulla base di un segnale semaforico versione con lampada ad incandescenza:

12 lm/W

12 lm/W

12 lm/W

ca. 20%

ca. 20 %

ca. 20 %

rosso

giallo

verde

ca. 90% 1 lm/W

efficienza lampada a incandescenza

perdite nellatransmissioneper filtro colorato

coloreefficienza del segnale con lpd. a incand.

ca. 80% 2 lm/W

ca. 90% 1 lm/W

perdite nel riflettoreef

ficien

za

cromatica

Caratteristiche principali dei LED - Caratteristiche principali dei LED - vantaggi nelle applicazioni di vantaggi nelle applicazioni di

segnalazionesegnalazione

21 Maggio 2003

risparmio di energia grazie all‘efficienza cromatica dei LED:

confronto dell‘efficienza luminosa tra una soluzione con lampade ad incandescenza e una con moduli LED sulla base di un segnale semaforico versione con moduli LED:

effic

ienza

cromatica

25 lm/W

25 lm/W

12 lm/W

ca. 50 %

ca. 35 %

ca. 50 %

rosso

giallo

verde

12,5 lm/W

efficienza tipicadei LED

efficienza risultante dopo le perdite per trasmissione attrav.le ottiche e per effetto temperatura

colore efficienza del segnale con moduli LED

9 lm/W

6 lm/W

Caratteristiche principali dei LED - Caratteristiche principali dei LED - vantaggi nelle applicazioni di vantaggi nelle applicazioni di

segnalazionesegnalazione

21 Maggio 2003

Le applicazioni – insegne luminoseLe applicazioni – insegne luminose

Per la retroilluminazione di insegne luminose si possono utilizzare i Moduli LED.

Vantaggi:- grazie all’angolo di emissione di 120° si possono realizzare illuminazioni omogenee anche con scatolati di profondità ridotta (a partire da 2,5 cm)

- la flessibilità dei moduli LED consente di seguire profili e contorni complessi

- la lunga durata dei LED consente maggiori intervalli di manutenzione

In queste applicazioni i maggiori costi di primo impianto si aggirano attorno al 5-10% rispetto alle tradizionali soluzioni con neon (soprattutto se si utilizzano LED gialli, rossi o arancioni)

Nella foto: insegna luminosa dei grandi magazzini Wöhrl di Lipsia21 Maggio 2003

Confronto luminanza (cd/m2) a parità di potenza: modulo LED vs. neon (neon 100 %)

rosso arancio giallo verde blu

2001

2002

2003/4

200

400

600

800

100%

Efficienza / Economia di esercizioEfficienza / Economia di esercizio

21 Maggio 2003

Costi di energia elettrica

Esempio sulla base di un‘insegna rossa; moduli LED della generazione attualmente disponibile

Il consumo di energia è calcolato a parità di luminosità

100%

16%

0%

20%

40%

60%

80%

neon modulo LED “rosso”

Efficienza / Economia di esercizioEfficienza / Economia di esercizio

21 Maggio 2003

Le applicazioni – insegne Le applicazioni – insegne luminoseluminose

21 Maggio 2003

Per l’illuminazione dei 600 scalini della sala concerti di Lispsiasala concerti di Lispsiavenivano utilizzate lampade ad incandescenza da 15 W.

Problemi:- frequente manutenzione- calore elevato negli scalini di legno- elevato consumo di energia elettrica

La soluzione: Moduli LED- lunga durata dei LED per minori necessità di manutenzione - inoltre è aumentata la sicurezza dell’impianto (ridotto il pericolo di incendi)- il consumo di energia dell’impianti passa da 8,7 kW a 0,5 kW

In questa applicazione si sfrutta la possibilità di “scomporre” la potenza luminosa ed elettrica, ossia è possibile installare solo il flusso luminoso strettamente necessario per la relativa applicazione.

Le applicazioni – segnalazioneLe applicazioni – segnalazione

21 Maggio 2003

LED

Limitazione della efficienza luminosa a causa di• estrazione della luce (efficienza interna / efficienza esterna)• materiali disponibili per la generazione della luce

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




Technology Performance Card: Technology Performance Card: LEDLED

21 Maggio 2003

La domanda:

I moduli LED possono essere utilizzati per l‘illuminazione di un ambiente?

Il risultato:

„Si tratta di una vision per il futuro, che potrà diventare realtà nei prossimi 5 anni “,

così Christian Bartenbach

La realizzazione:

(in occasione di una esposizione del laboratorio della luce di Bartenbach nell‘estate 2000)

Realizzazione di moduli speciali (costituiti da ca.14.000 LED OSRAM bianchi e colorati)

Inserimento dei moduli in un soffitto

Distribuzione della luce senza effetti di abbagliamento grazie all‘impiego di mini.riflettori

appositamente sviluppati

LED per illuminazione di ambienti: la luce biancaè generata dal perfetto bilanciamento di 14.000 LEDbianchi e colorati.

Il futuro dell’illuminazione !Il futuro dell’illuminazione !

21 Maggio 2003

19361936 T12 38 mm diametro



Evoluzione tecnologica delle Evoluzione tecnologica delle lampade fluorescentilampade fluorescenti

21 Maggio 2003

FLUO TRIFOSFORO

90% dopo 12.000 h

FLUO ALOFOSFATI

70% dopo 12.000 h

Ore di funzionamento [h]

Flu

ss

o l

um

ino

so

[%

]

Nel corso della vita della lampada la polveratura fluorescente subisce un naturale processo di invecchiamento:il flusso luminoso iniziale si riduce.

Ridotto decadimento del flusso Ridotto decadimento del flusso luminoso e maggiore vita luminoso e maggiore vita

economicaeconomica

Le polveri fluorescenti trifosforo riducono questo fenomeno assicurando, dopo 12.000 ore di funzionamento e oltre, con alimentazione convenzionale, il 90% del flusso luminoso iniziale

21 Maggio 2003

600 mm 900 mm 1.200 mm 1.500 mm

18 W 30 W 36 W 58 W

1.350 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 W

1.200 lm 1.900 lm 2.600 lm 3.300 lm

24 W 39 W 54 W 49 W / 80 W

1.750 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

Sistema T5: confronto con le Sistema T5: confronto con le lampade T8lampade T8

21 Maggio 2003

I 4 passaggi chiave per un’illuminazione razionale degli interni

Energia1. Passaggio

70% 2. Passaggio

50% 3. Passaggio

40% 4.Passaggio

20%

Risparmio di energia

80%

Risparmio di energia

80%

Regolazione in funzione della luce naturale

Regolazione in funzione della luce naturale

Alimentatore elettronicoAlimentatore elettronico

Moderni apparecchi d‘illuminazione ad alto rendimento

Moderni apparecchi d‘illuminazione ad alto rendimento

Lampade T8

26 mm

Lampade T8

26 mm

Lampada T5 16 mm + alimentatore elettronico con tecnologia Cut-Off

Lampada T5 16 mm + alimentatore elettronico con tecnologia Cut-Off

100%

Illuminazione razionale ed efficienteIlluminazione razionale ed efficiente

21 Maggio 2003

Risparmio potenziale di energia elettrica, carbone e CO2

nell’Europa Occidentale

40 mio tonnellatedi CO2

13,2 tonnellate di carbone

Alimentatore elettronico

26.000 GWh

40.000 GWh

26 mio tonnellate di CO2

8,8 tonnellate di carbone

Produzione di energia attraverso la combustione di carbone

1 kWh = 0,33 kg = 1 kg di CO2

Alimentatore elettronico regolabile

+Sensore di luminosità

Alimentazione elettronica: Alimentazione elettronica: ci guadagna anche l’ambienteci guadagna anche l’ambiente

21 Maggio 2003

Qtà* non dannosa per l‘ambiente:

2.3 t pro capite

1.0 t 1.2 t2.0 t 2.4 t

6.3 t

8.5 t9.1 t

10.9 t

19.8 t

AfricaAfrica AsiaAsia Americalatina

Americalatina

CinaCina SvizzeraSvizzera EX-USSREX-

USSRGiapponeGiappone GermaniaGermania USAUSA

*Fonte: Inchiesta del Parlamento tedesco „Protezione dell‘ambiente mondiale“

Emissioni di diossido di carbonio pro Emissioni di diossido di carbonio pro capitecapite

21 Maggio 2003

DISINSERZIONE AUTOMATICA AL

TERMINE DELLA VITA DELLA LAMPADA

POSSIBILITA’ DIREGOLAZIONE

ACCENSIONE PRIVA

DI SFARFALLII

FUNZIONAMENTO SILENZIOSO

BENESSERE

LUCE STABILEPRIVA DI

SFARFALLIO

BASSA DISPERSIONEELETTROMAGNETICA

RIDOTTO COSTO DI CABLAGGIO

RISPARMIODI ENERGIA

(25-30%)

COMFORTVISIVO

RISPETTO DELL’AM-BIENTE

ECONOMICITA’D’ESERCIZIO

ALIMENTATOREALIMENTATOREELETTRONICOELETTRONICO

MINORE QUANTITA’DI RIFIUTI

DA SMALTIRE (circa il 30%)

MINOR CONSUMO DI ENERGIA

(25-30%)

MAGGIORE DURATA

DELLA LAMPADA(circa + 50%)

MAGGIORE DURATADELLA LAMPADA

(circa + 50%)

Alimentatori elettronici (ECG):Alimentatori elettronici (ECG):caratteristiche e vantaggicaratteristiche e vantaggi

21 Maggio 2003

Lampade fluorescenti

Limitazione della efficienza luminosa a causa di• convernsione 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



Technology Performance Card: Technology Performance Card: lampade fluorescentilampade fluorescenti

21 Maggio 2003



Pietro PeregoPietro PeregoGruppo Componenti per Illuminazione ASSIL

Sistemi di illuminazione con Sistemi di illuminazione con lampade fluorescenti lampade fluorescenti

• Requisiti di efficienza energetica degli alimentatori per lampade fluorescenti Direttiva 2000/55/CE

• Classificazione Celma del circuito alimentatore-lampada

21 Maggio 2003

• Si stima che l’illuminazione artificiale contribuisca per circa il 15% al consumo complessivo di energia elettrica nel mondo industrializzato.

• Una parte considerevole di sistemi illuminanti impiega lampade fluorescenti; è perciò significativo il consumo di elettricità derivante da tali sistemi.

Lampade fluorescenti e Lampade fluorescenti e consumo energetico consumo energetico

21 Maggio 2003

Illuminazione con lampade Illuminazione con lampade fluorescentifluorescenti

• I principali vantaggi derivanti dall’impiego di sistemi che utilizzano lampade fluorescenti sono:

• elevata efficienza luminosa • buona qualità della luce emessa• lunga durata

21 Maggio 2003

Scopo della Scopo della Direttiva 2000/55/CEDirettiva 2000/55/CE

• I vari modelli di alimentatori per lampade fluorescenti attualmente disponibili presentano, per un dato tipo di lampada, livelli di potenza assorbita diversi e quindi rendimenti energetici variabili.

• Scopo della direttiva 2000/55 e’ quello di diminuire il consumo di energia degli alimentatori per lampade fluorescenti passando progressivamente ad alimentatori a maggior rendimento. 21 Maggio 2003

Requisiti della Requisiti della Direttiva 2000/55/CE Direttiva 2000/55/CE

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

21 Maggio 2003

Fasi della Direttiva Fasi della Direttiva 2000/55/CE 2000/55/CE

Prima fase Dal21/05/2002

Seconda fasedal 21/11/2005

Eventuale terza fase

Valutazione risultatiEntro 31/12/2005

21 Maggio 2003

Classificazione CelmaClassificazione Celma

• L’alimentatore, non è che uno dei componenti “responsabili” del consumo energetico.

• Il grado di efficienza energetica dei circuiti di illuminazione a fluorescenza dipende dalla combinazione alimentatore-lampada.

• CELMA ha ritenuto necessario sviluppare un sistema di classificazione di alimentatori fondato su tale combinazione. 21 Maggio 2003

Indice di Efficienza Indice di Efficienza Energetica Classificazione Energetica Classificazione

CelmaCelma

• 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. Tali classi non sono direttamente collegate ad una specifica tecnologia

21 Maggio 2003

Classi di Efficienza EnergeticaClassi di Efficienza Energetica Classificazione Celma Classificazione Celma

21 Maggio 2003

BeneficiBenefici Classificazione Celma Classificazione Celma

L’indice EEI riportato sull’alimentatorepermette:

• di scegliere l’alimentatore giusto per ogni applicazione a partire da valutazioni oggettive

• stabilire facilmente la conformità alla direttiva 2000/55/CE

21 Maggio 2003

Valutazione risultati Valutazione risultati Direttiva 2000/55/CEDirettiva 2000/55/CE

La Direttiva UE 2000/55/EC ha lo scopo di attuare una trasformazione del mercato entro il 31.12.2005 contraddistinto dai seguenti valori: alimentatore di classe A: 55%, classe B e C (in commercio fino al 21.11.2005):45%.

• Le stime relative agli equipaggiamenti dei punti luce, riferite all’anno 2000 sono le seguenti:•76% alimentatori convenzionali•24% alimentatori elettronici

21 Maggio 2003

Alimentatori di classe A ad Alimentatori di classe A ad elevate prestazionielevate prestazioni

• Il mercato offre un’ampia gamma di alimentatori elettronici, è importante scegliere tra i tipi caratterizzati da elevata efficienza energetica (A2, A3) ed affidabilità.

• Soluzioni con sistemi di gestione del flusso emesso rappresentano un interessante proposta ai fini del risparmio e del confort visivo

21 Maggio 2003



Walter CamardaWalter CamardaGruppo Apparecchi di Illuminazione ASSIL

Illuminazione razionale ed Illuminazione razionale ed efficiente : elementi efficiente : elementi

LampadeLampade

ComponentiComponenti

Apparecchi di illuminazione

Apparecchi di illuminazione

Sistemi di controllo della luce

Sistemi di controllo della luce

21 Maggio 2003

Aree di interventoAree di intervento

ottiche- ottimizzazione della geometria in funzione delle lampade utilizzate e della distribuzione di luce desiderata

- utilizzo di allumini ad alta riflettenza

corpo apparecchio

- attenzione alla temperatura interna per ottimizzare l’efficienza delle lampade T5

- contenimento delle dimensioni complessive

21 Maggio 2003

Esempio : Esempio :

- alluminio ad alta riflettenza PVD (Phisical Vapor Deposition)

- vernici con elevato potere di diffusione per contenere le luminanze

rendimento 69,5 % rendimento 81,0 %

21 Maggio 2003

Risparmi potenzialiRisparmi potenziali

Ottimizzazione geometrica delle ottiche10 % - 12 %

26 % - 38 % di potenziale incremento di efficienza

Nuovi materiali dei riflettori

Temperatura ottimale di funzionamento 6 % - 10 %

10 % - 16 %

21 Maggio 2003

Comunità Europea - mandato Comunità Europea - mandato M226M226

• Richiesta :– Identificazione di un parametro significativo

della capacità di contribuire all’efficienza energetica dell’apparecchio di illuminazione

• Risposta :– CEN propone :

L E F = LOR x Φ lamp potenza Watt

LEF = Light Efficiency Factor LOR = Light Output Ratio

21 Maggio 2003

Risparmi potenziali con Risparmi potenziali con il controllo della luceil controllo della luce

Modulazione dell’intensità emessa mediante alimentatori dimmerabili 40 % - 50 %

Sensori di presenza

Sensori a luce costante collegati a sistemi di modulazione dell’intensità luminosa 46 % - 70 %

Sistemi di gestione delle situazioni ambientalicon automatica modifica dei parametri di illuminamento

21 Maggio 2003

Comunità Europea - direttiva CE Comunità Europea - direttiva CE 2002/91/EC 2002/91/EC

“ Energy performance of “ Energy performance of buildings “buildings “

• Recepimento negli Stati membri entro il dicembre 2005

• Parametri di valutazione complessivi dell’impianto

• Da cui per gli apparecchi di illuminazione necessità di:– Analisi preventiva delle necessità / richieste– Selezione della tipologia di apparecchi adatti– Selezione fra questi di quelli con migliore LEF– Utilizzo dei sistemi di controllo più adatti

all’impiego21 Maggio 2003

Comunità Europea - proposta di Comunità Europea - proposta di direttiva direttiva

“ ECO Design of end use “ ECO Design of end use equipment “equipment “

• Attenzione a tutto il ciclo di vita dell’apparecchio cioè:

– Scelta dei materiali eco compatibili ( anche a fine vita )

– Tecnologie di produzione che prevedano un contenuto impiego di risorse energetiche

– Progettazione attenta a: • Componenti con prestazioni ottimali• Lampade con massima efficienza • LEF intrinseco dell’apparecchio

– Applicazione di tutti i sistemi di controllo e gestione della luce 21 Maggio 2003

ConclusioniConclusioni

• Importanza dello studio preliminare approfondito del sistema di illuminazione ottimale per le esigenze dell’applicazione

• Conseguente necessità di Persone competenti, preparate e aggiornate nella fase progettuale degli impianti

• Impiego di prodotti di Aziende che pongono la necessaria attenzione ai problemi del contenimento dei consumi energetici e operano le scelte di progettazione e di tecnologie di produzione su questi fondamenti.

21 Maggio 2003

come ottenere una migliore illuminazione spendendo meno: il programma europeo green light mercoledì...

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