Contrato de rendimiento energético de la solución de alumbrado público

Los sistemas tradicionales de alumbrado público consumen grandes cantidades de energía, lo que resulta en altos costos de electricidad y un mantenimiento frecuente. Si no se adoptan alternativas energéticamente eficientes, las ciudades seguirán enfrentándose a presiones financieras y preocupaciones ambientales. El Contrato de Rendimiento Energético (CRE) para el alumbrado público ofrece una forma práctica de mejorar la eficiencia y reducir costos.

Un Contrato de Rendimiento Energético (CRE) es un modelo de financiación mediante el cual una Empresa de Servicios Energéticos (ESE) actualiza un sistema de alumbrado público con una solución de eficiencia energética y garantiza el ahorro. La ESE se hace cargo de los costes iniciales, que el cliente recupera mediante el ahorro energético. Este enfoque reduce el riesgo financiero, el consumo energético y mejora la calidad de la iluminación, lo que convierte a los CRE en la opción ideal para municipios, empresas e industrias que buscan soluciones de iluminación rentables y sostenibles.

Introducción

El alumbrado público puede representar entre el 30 % y el 50 % del consumo eléctrico total de una ciudad. En los últimos años, la tecnología de alumbrado público LED ha ofrecido un gran ahorro de costes y plazos de amortización relativamente cortos. La introducción de nuevas tecnologías conducirá inevitablemente a la eliminación de las lámparas tradicionales. Nuestra estimación preliminar es que para 2030, casi el 90 % del alumbrado público actual se habrá eliminado gradualmente, lo que significa que no estará disponible en el mercado. Por lo tanto, los municipios deben actuar con urgencia. En la mayoría de los casos, la sustitución de luminarias LED requiere una gran inversión, lo que supone un problema importante para muchas ciudades. En este caso, los contratos de rendimiento energético (EPC) son una solución viable: las inversiones en eficiencia energética son prefinanciadas e implementadas por empresas de servicios energéticos (ESE). El ahorro anual en costes de energía y mantenimiento cubre los costes de inversión y capital.

El proyecto europeo Streetlight EPC, financiado por el Programa de Energía Inteligente para Europa, se lanzó en abril de 2014 para impulsar la adopción de EPC en el mercado mediante proyectos de renovación del alumbrado público. En este proyecto, se elaboraron directrices para la implementación de proyectos EPC de alumbrado público dirigidas a municipios y ESE. Estas directrices están disponibles en sus respectivos idiomas y en el contexto específico de la zona del proyecto (incluidos Alemania, Francia, Italia, Austria, República Checa, Polonia, Irlanda, Suecia, Eslovenia, Macedonia del Norte y España). La tecnología LED se ha desarrollado a un ritmo acelerado en los últimos años. En muchos casos, el alumbrado público LED se ha convertido en una opción de renovación del alumbrado público muy atractiva desde el punto de vista económico. Las ventajas de los LED incluyen alta eficiencia energética, larga vida útil (aproximadamente 50 000-100 000 horas), bajos costes de mantenimiento y gran flexibilidad en los sistemas de control dinámico de la iluminación. Además, ofrecen una mejor selección del color de la luz y una dirección precisa de la luz (adecuada para la vida nocturna de los animales). Estas ventajas hacen que el alumbrado público LED sea viable en proyectos EPC. Sin embargo, estos beneficios solo se pueden obtener si el sistema general está bien planificado. Este documento resume la información de estas guías en inglés.

¿Por qué elegir EPC? Beneficios del proyecto EPC

El principal obstáculo al que se enfrentan la mayoría de las ciudades europeas es la considerable inversión inicial necesaria para sustituir el alumbrado público por tecnología LED. En muchos casos, los Contratos de Rendimiento Energético (CRE) pueden ser una solución para superar esta barrera. Un CRE es un acuerdo contractual entre un cliente, como un ayuntamiento, y una Empresa de Servicios Energéticos (ESE) que proporciona medidas de eficiencia energética. La ESE financia e implementa inversiones en eficiencia energética, como la modernización del sistema de alumbrado público de toda una ciudad o proyectos seleccionados con tecnología LED. La ESE garantiza el ahorro energético, y el ayuntamiento utiliza este ahorro generado cada año para reembolsar la inversión inicial y los costes de capital de la ESE. Una vez finalizado el contrato, el cliente (el ayuntamiento) se beneficia del ahorro energético y económico. De ello se desprende que los CRE proporcionan la financiación necesaria para los proyectos de sustitución de LED y, en caso necesario, también ofrecen experiencia técnica y personal. Se trata de una estrategia de bajo riesgo para financiar y ejecutar mejoras de eficiencia energética y proyectos de energías renovables.

A pesar del enorme potencial de los EPC, muchas regiones aún no han experimentado un desarrollo significativo en el mercado de EPC. Por lo tanto, es necesario explicar los proyectos EPC. Actualmente, la adopción de la modernización del alumbrado público mediante EPC ofrece una buena plataforma de aprendizaje, y la presión para eliminar progresivamente el alumbrado público obsoleto representa una oportunidad única para el desarrollo del mercado de EPC. El proyecto "EPC de Alumbrado Público", financiado por el Programa Europeo de Energía Inteligente, se lanzó en 2014. Por lo tanto, utilizaremos la aplicación del alumbrado público LED en la gestión energética contractual como punto de partida para ofrecer una introducción detallada al conocimiento relevante de los EPC.

Pasos para la preparación e implementación de un proyecto EPC de alumbrado público

Un Contrato de Rendimiento Energético (CRE) es un método para gestionar y optimizar el consumo de energía mediante acuerdos contractuales. Puede ayudar a las organizaciones a lograr eficiencia energética, reducir los costos energéticos y minimizar el impacto ambiental. A continuación, se detallan los pasos generales de la gestión energética contractual para aplicaciones de alumbrado público:

Recopilación y evaluación de información

En primer lugar, evalúe las zonas de la ciudad donde es necesario reemplazar las luminarias viales. Esto incluye evaluar el estado actual de las luminarias existentes, como la cantidad, el estado operativo, la potencia, la capacidad de regulación y el estado de los postes. Comprenda el consumo de energía (electricidad) de las luminarias reemplazadas, las posibles soluciones de ahorro energético y el estado de las vías.

Establecer objetivos de ahorro energético

Con información sobre las luminarias, las carreteras y las farolas de la zona, podemos calcular la potencia, la cantidad, la distribución de la iluminación y otros datos de las luminarias. Esta información permite determinar el nivel de ahorro energético y, en combinación con sistemas de control como la regulación temporizada y los controles inteligentes, podemos establecer objetivos claros de gestión energética.

Encontrar socios ESCO

Seleccione socios adecuados, como Empresas de Servicios Energéticos (ESE) o consultoras energéticas, para que le ayuden a implementar el plan de gestión energética. Con base en la información de los pasos anteriores, definirán la solución de iluminación (ver caso de la luminaria Cobra Head), incluyendo el número de luminarias, la potencia, la regulación, los controles inteligentes y los costos de mantenimiento. Se firmarán contratos entre las autoridades municipales y las ESE asociadas, que definirán claramente las responsabilidades y obligaciones de ambas partes, incluyendo los objetivos de gestión energética, la monitorización y la elaboración de informes energéticos, las recompensas y la distribución de riesgos.

Implementación de medidas de ahorro energético

Los socios proporcionarán servicios profesionales de gestión energética, como monitorización, mejoras de eficiencia energética, mantenimiento y optimización de equipos, para alcanzar los objetivos de ahorro energético. El seguimiento periódico del consumo energético, la recopilación de datos y la generación de informes ayudarán a evaluar la eficacia de las medidas de ahorro y a realizar ajustes oportunos al plan.

Criterios clave (especificaciones técnicas) para un proyecto de renovación del alumbrado público

En el proyecto de Contrato de Rendimiento Energético, debemos prestar atención a los siguientes parámetros de las farolas LED: potencia eléctrica (vatios), eficacia luminosa (emisión luminosa = potencia x eficacia luminosa), color de la luz, vida útil prevista, sistema de control (incluida la capacidad de encendido/apagado y regulación), distribución de la iluminación, disipación térmica, periodo de garantía, ficha técnica y certificados de prueba (como EMC, LVD y estructura). Teniendo en cuenta estos parámetros, la selección de farolas LED que se ajusten a los requisitos del proyecto y a los objetivos de rendimiento energético puede contribuir a mejorar los efectos de iluminación, el ahorro energético y la reducción de los gastos operativos. Analicemos cada uno de ellos.

Potencia y salida de lúmenes

La principal ventaja de utilizar soluciones LED en proyectos EPC es su alta eficiencia energética. Los LED suelen alcanzar el nivel deseado de flujo luminoso con potencias más bajas. Esto garantiza que las farolas LED proporcionen suficiente luminosidad para la iluminación vial, maximizando al mismo tiempo el ahorro energético. Al utilizar la menor potencia (flujo lumínico) posible, se puede conservar más energía, reduciendo el tiempo necesario para recuperar la inversión inicial del EPC. Finalmente, es importante aclarar si el flujo lumínico se refiere al chip LED o a la luminaria LED completa. A continuación, se muestra un ejemplo del nivel de lux promedio para una luz LED de 20 W a diferentes alturas de instalación:

CCT y CRI

La temperatura de color se refiere al color de la luz emitida por las lámparas LED. En la iluminación vial, el rango de temperatura de color más común es de 3000 K a 5000 K. Elegir la temperatura de color adecuada según las necesidades de la carretera y del entorno puede proporcionar efectos de iluminación confortables. Actualmente, las temperaturas de color más bajas (2200 K) son cada vez más populares, pero es importante tener en cuenta que suelen resultar en una eficiencia lumínica ligeramente menor para los LED.

El IRC (Índice de Reproducción Cromática) es una métrica que mide la capacidad de las luces LED para reproducir los colores de los objetos. Un valor de IRC más alto indica que las luces LED pueden reproducir los colores de los objetos con mayor precisión. En el alumbrado público, la selección de farolas LED con valores de IRC más altos puede mejorar los efectos visuales y la seguridad. Sin embargo, también es importante considerar que los valores de IRC más altos suelen implicar una eficiencia lumínica ligeramente menor para los LED. Por lo tanto, un IRC de 70 a 80 es un rango adecuado para aplicaciones de alumbrado público.

Eficiencia luminosa

En los proyectos EPC, se considera la eficiencia lumínica de las luminarias, que se refiere a la cantidad de luz visible producida por unidad de energía consumida. La eficiencia lumínica está asociada a los estándares de eficiencia energética del alumbrado público LED y es un indicador importante de su eficiencia energética. Elegir alumbrado público LED con alta eficiencia lumínica puede reducir el consumo de energía y generar ahorros. Si bien una alta eficiencia lumínica puede resultar en mayores costos iniciales para las luminarias, en los proyectos EPC, una mayor eficiencia lumínica implica un mayor ahorro energético, permitiendo que la energía ahorrada cubra la inversión inicial lo más rápido posible.

Vida útil y mantenimiento

Comprender la vida útil de las lámparas es crucial, y las lámparas LED generalmente duran más que las lámparas tradicionales. El alumbrado público LED de larga duración no solo reduce los costos de mantenimiento y reemplazo, sino que también proporciona efectos de iluminación confiables. Los fabricantes suelen prometer una vida útil de hasta 100,000 horas, que generalmente se refiere a la vida útil de los componentes LED. Se asume que las fuentes de alimentación LED tienen una probabilidad muy baja de falla repentina.

¿Qué sucedería si pudiéramos demostrar que los componentes LED alcanzan una vida útil de 100 000 horas? El indicador principal es la tasa de atenuación del flujo luminoso. El flujo luminoso disminuye gradualmente durante la vida útil del producto. Para garantizar que el sistema de iluminación cumpla con los estándares requeridos, es necesario seleccionar farolas LED con mayor potencia (mayor flujo luminoso) durante la instalación. Por lo tanto, una tasa de atenuación del flujo luminoso menor es más adecuada para las farolas LED. Por ejemplo, si "L70B50" > 100 000 horas significa que "L70" > 100 000 horas, la lámpara seguirá emitiendo al menos el 70 % de la luz al final de la vida útil especificada de 100 000 horas. De forma similar, “L90B50”>100.000 h significa que “L90”>100.000 h, lo que indica que la lámpara seguirá emitiendo al menos el 90 % de la luz al final de la vida útil especificada de 100.000 horas. Esta última opción es más adecuada para nuestro proyecto EPC. En este caso, solo necesitamos establecer el flujo luminoso inicial de la lámpara en el flujo luminoso objetivo dividido entre 0,9. Sin embargo, para la primera opción, el coeficiente de 0,9 debe cambiarse a 0,7 al seleccionar el flujo luminoso de la lámpara. Esto significa que se requiere más potencia para mantener la iluminancia/luminosidad requerida de la carretera durante todo el ciclo del proyecto y cumplir con los estándares de iluminación correspondientes. Como alternativa, se puede utilizar un sistema de compensación de flujo luminoso controlado electrónicamente. Este sistema mantiene el flujo luminoso aproximadamente constante durante la vida útil del dispositivo. Para obtener más información, consulte la función CLO.

Distribución de la iluminación

La distribución de la iluminación se refiere a la forma en que la luz se propaga o dispersa en un área o espacio. Abarca el patrón y la uniformidad de la luz emitida por una luminaria y la eficacia con la que ilumina el área objetivo. Una distribución de la luz adecuada garantiza que el dispositivo de iluminación proporcione una cobertura luminosa uniforme en el área designada, mejorando la visibilidad y la seguridad de peatones y conductores. Las diferentes condiciones de la carretera pueden requerir diferentes distribuciones de la luz, lo que significa que las farolas con la misma salida de lúmenes pero diferente distribución de la iluminación pueden tener distintos efectos de iluminación en la misma vía. Este aspecto también es clave para evaluar la eficiencia energética (eficiencia de ahorro energético) de las lámparas. Además, una distribución de la luz adecuada contribuye al confort visual al reducir el deslumbramiento y mejorar la estética.

Gestión térmica

Una parte de la electricidad que consume un LED se convierte en calor. Una disipación térmica eficaz es crucial para prolongar la vida útil del LED y, por lo tanto, un atributo de calidad importante. Por ello, es necesario utilizar LED de alta potencia equipados con aletas de refrigeración u otros componentes de disipación de calor adecuados.

Atenuación y control remoto

Si las condiciones lo permiten, las farolas LED pueden equiparse con funciones de atenuación y control, lo que permite ajustar los niveles de iluminación según las necesidades específicas. Los métodos de atenuación más comunes incluyen el control por fotocélulas, sensores de movimiento, atenuación temporizada y sistemas de control inteligente. Estas tecnologías apagan las luces innecesarias o reducen el nivel de iluminación durante las horas nocturnas de poco tráfico, lo que se traduce en un mayor ahorro energético.

Control por fotocélula: Considere si el alumbrado público LED admite tecnologías de control por fotocélula, como sensores de luz o controladores de tiempo. Estas tecnologías permiten ajustar la intensidad o la temporización de la iluminación según sea necesario, lo que se traduce en un mayor ahorro energético.

Sensores de movimiento: Al incorporar sensores de movimiento en las farolas LED, estas pueden detectar movimiento y ajustar la intensidad luminosa según corresponda. Cuando no se detecta actividad, las luces se atenúan o se apagan, reduciendo así el consumo de energía.

Atenuación horaria: Los sistemas de control de iluminación pueden implementar la atenuación según horarios específicos. Por ejemplo, durante los periodos de poco tráfico nocturno, se pueden atenuar las luces y aumentar el brillo hacia la mañana para garantizar la seguridad del conductor. De esta forma, no es necesario que las luces funcionen al 100 % durante toda la noche, lo que reduce el consumo de energía sin comprometer la seguridad.

Control y Monitoreo Remoto: Las farolas LED con control y monitoreo remoto pueden administrarse y monitorearse de forma centralizada dentro de una red de alumbrado. Entre las aplicaciones comunes se incluyen tecnologías como Zigbee y LoRa, que permiten ajustar el brillo en tiempo real y brindan monitoreo en tiempo real del consumo de energía, detección de fallas y análisis de rendimiento. Si bien estas tecnologías son valiosas para proyectos EPC, es importante tener en cuenta que conllevan costos relativamente más altos.

Garantía y repuestos

El período de garantía y la disponibilidad de repuestos deben estar claramente definidos. El período de garantía para proyectos de alumbrado público LED debe indicarse explícitamente, ya que representa el compromiso del proveedor y la ESE con el control de calidad y la garantía del rendimiento de sus productos. Establece las responsabilidades y los derechos de ambas partes y ayuda a las autoridades municipales a gestionar los riesgos eficazmente. Además, es crucial garantizar la disponibilidad de repuestos durante toda la vida útil prevista de las luminarias. Esto garantiza un mantenimiento eficiente de las luminarias y minimiza los costes adicionales. En proyectos EPC, se prefieren las estructuras modulares, ya que los LED y los módulos electrónicos se pueden separar fácilmente, eliminando así la necesidad de reemplazar toda la luminaria en caso de fallo.

Hoja de datos y certificados

Anteriormente, mencionamos el significado y los requisitos de potencia, flujo luminoso, eficacia luminosa, temperatura de color, vida útil esperada, sistemas de control (incluyendo fotocélula, regulación de intensidad luminosa, control inalámbrico inteligente) y garantía. Creemos que las autoridades municipales deberían solicitar a la ESE una hoja de especificaciones que incluya estos parámetros, así como certificados o informes que acrediten que las luminarias cumplen con los requisitos correspondientes. Esto garantiza que la solución de iluminación cumpla con los estándares de calidad y rendimiento requeridos.

Resumen

El alumbrado público desempeña un papel crucial para garantizar el tráfico y la seguridad pública, pero consume una cantidad significativa de electricidad y requiere una financiación considerable. En ciudades con sistemas obsoletos e ineficientes, el alumbrado público puede representar entre el 30 % y el 50 % del consumo total de electricidad. Para abordar los retos financieros asociados al alumbrado público, la adopción de luminarias LED mediante una solución de Contrato de Rendimiento Energético (CRE) ha demostrado ser eficaz. Este artículo se centra en las razones para elegir el CRE, las consideraciones clave para su implementación y los factores importantes a considerar al aplicar el CRE al alumbrado vial LED. Esta información constituye una valiosa guía para proveedores, empresas de servicios energéticos (ESE) y autoridades municipales. Se anima a los proveedores a proporcionar a las ESE y a las autoridades municipales productos de iluminación LED eficientes y fiables que cumplan con sus requisitos. Las ESE, a su vez, deben garantizar que las luminarias LED seleccionadas funcionen según lo previsto, evaluando su rendimiento durante todo el proyecto y realizando las actividades de mantenimiento necesarias. Al colaborar con las ESE, las autoridades municipales pueden mejorar la eficiencia energética del alumbrado urbano, ofreciendo así servicios de iluminación de alta calidad a los ciudadanos que cumplen con los estándares de eficiencia energética y los requisitos normativos.