Estudio y caracterización de la calidad de suministro eléctrico en los sistemas de alumbrado

Resumen

Un reciente estudio de la Comisión Europea revela que es posible ahorrar entre un 30% y un 50% en la electricidad empleada en iluminación mediante la inversión en sistemas de iluminación eficientes. En la mayoría de los casos, esas inversiones no solo son rentables y sostenibles, sino que también mejoran la calidad de la iluminación. Según la aplicación, los sistemas de alumbrado para interior y exterior presentan una amplia variedad de tecnologías de lámparas. Ambos tipos de alumbrado engloban la cada vez mayor presencia de lámparas de LED. Éstas no se usan actualmente en el alumbrado público, a pesar de presentar continuamente importantes mejoras en la eficiencia y en la calidad del color, lo que permite su aplicación en todos los sistemas de alumbrado. Por otro lado, la iluminación también afecta a la calidad de suministro del sistema de distribución eléctrico. La calidad de suministro está relacionada con las desviaciones en la tensión y corriente de la forma de onda sinusoidal de amplitud y frecuencia constantes. El deterioro en la calidad de suministro se debe a eventos y perturbaciones en el estado estacionario entre los que se incluye la distorsión armónica entre otras. El tema principal de la tesis es la caracterización armónica de diversas tecnologías de iluminación. Se ha estudiado el cambio a LED en alumbrado de interior y exterior. Para poder evaluar esto ha sido necesaria la realización de diversos experimentos. Se han considerado tanto los armónicos (hasta 150 kHz) como los interarmónicos; así como la agregación de cargas, para lo que se han caracterizado magnitudes, ángulos de fase, y la expresión compleja de las corrientes. Esto servirá de ayuda a la hora de caracterizar el impacto de añadir nuevos dispositivos, y en la caracterización armónica tras dicha agregación. Las conclusiones en el alumbrado de interior revelan que el impacto armónico depende en gran medida de los otros equipos conectados, y que dispositivos como la televisión, el ordenador o el microondas tienen un impacto mucho mayor que las lámparas. El impacto de los LED es menor, para la mayoría de los órdenes armónicos, que en las CFL para la misma cantidad de lúmenes, ya que las primeras absorben menos corriente. Se muestra además un cambio en la emisión hacia las altas frecuencias derivado de la introducción de LED. También parecen aumentar los interarmónicos y los armónicos pares con la introducción de las mismas. Sin embargo, en general, no se espera un gran impacto de lo anterior. Además, en cuanto a los LED en el alumbrado de exterior, su emisión armónica es menor que la de las lámparas HPS para todo el espectro en frecuencia. Por lo que la sustitución de sodio por LED no resultará en un incremento de los niveles armónicos. Algunas otras ventajas como las posibilidades de atenuación incrementarán la eficiencia del sistema de alumbrado. A pesar de no haberse observado agregación con los balastos electrónicos, se necesitan más medidas para predecir de forma precisa la emisión de conexión de lámparas de igual y distinta tecnología.