RETILAP: Herramienta clave para mejorar los indicadores de eficiencia energética by Memorias Conferencias ACIEM

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RETILAP: Clave para Indicadores de Eficiencia Energética

Senior Business Developer and Technical Leader

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Contenido

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CAPITULO TEMA 1 El RETILAP y la eficiencia energética. 2

Marco regulatorio asociado a EE en Colombia. 2.1 Ejemplos de normativas

Criterios de selección de producto y tecnologías para minimizar uso y ahorro que proponen. Elementos básicos a tener en un proyecto de iluminacion energéticamente eficiente.

11/26/2018

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1. Relación entre RETILAP y Eficiencia Energética. (y El entorno regulatorio y de Mercado)

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¿Cómo era el sabor del agua del grifo hace 20 años? ¿Cómo sabe hoy? ©Juan Pablo Jaramillo, C.E.M.

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Entorno RANKING

DE COLOMBIA

Sobre 180 países

[0= el peor, 100= el mejor]

Año

Puesto gral

Puntaje gral

2006

80.4

2008

88.3

2010

76.8

2012

62.33

2018

65.22

Tuvimos un buen posicionamiento hace 10 años, pero lo hemos ido perdiendo paulatinamente. ¿Qué es lo que sucede?

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Entorno Informe “Nuevos escenarios de cambio climático para Colombia: 2011 – 2100”. • Colombia. Tercer país más vulnerable al cambio climático (marzo 9 de 2016) • “Un cambio de más de 2°C es muy grave para nosotros” – Presidente de Dignidad Arrocera.

Fuente: http://www.siac.gov.co/infonalclimatico http://www.larepublica.co/colombia-el-tercer-pa%C3%ADs-m%C3%A1s-vulnerable-al-cambio-clim%C3%A1tico_243441.

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Entorno DARKSKY • La polución de luz artificial desperdicia energía y dinero. • Light pollution is a side effect of industrial civilization • Exposure to Artificial Light at Night Can Harm Your Health. • millions of children across the globe will never experience the Milky Way where they live

“Many species (including humans) need darkness to survive and thrive.” — American Medical Association Council on Science and Public Health (2012) Fuentes: darksky.org http://darksitefinder.com/maps/world.html#3/31.07/-34.51

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https://blue-marble.de/nightlights/2012 Night lights by NOAA's National Geophysical Data Center, USAF Weather Agency

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Entorno Reducción de los costos globales. Inversión inicial

Consumos energéticos

Vida de servicio

Mantenimiento

Respecto al Medio Ambiente. Reducción de la polución lumínica Reducción emisión de CO2 – COP21 (Acuerdo de París, 2017) Disminución de residuos Extender vida de servicio de los componentes

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¿Qué tan bien alineados estamos con el entorno global?

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Entorno 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

RETILAP: Revisión quinquenal pendiente. Programa post-consumo de bombillas. Resolución 1511 de 2010. Estatuto de protección al consumidor: Entra en vigencia en Abril 2014. TLC EEUU-Colombia y Europa. Ley RAEE (Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos). LEED, nueva versión Lámparas reemplazo LED Integrales: Cero arancel. Consolidación iluminación LED: La tendencia ya es norma. Inclusión de la iluminación LED en la lista de tecnologías PROURE 2017-2022 La ley 585 de 2017 de la posibilidad de no pago de IVA.

Es importante mantener una posición activa frente a todo este escenario de oportunidad ©Juan Pablo Jaramillo, C.E.M.

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Entorno URE | Ley Marco 697 de 2001

El Uso Racional de la Energia (URE) se nutre de las iniciativas globales que propenden por la sostenibilidad. Protocolo de Kyoto, de Montreal, Acuerdo de Rio, y acuerdo de Minamata, y París COP 21 (mas reciente), incide en la conservación de los recursos naturales y del medio/ambiente. Nuevas resoluciones gubernamentales enfocadas en la promocion de generacion de energia por el usuario final.

•Decreto 3683 de 2003 (reglamentario) •Decreto 2688 de 2008 (modificatiorio) •Ley 3450 de 2008 (prohibicion fuentes baja eficacia) •Ley 1715 de 2014 (Incentivos FNCE y eficiencia energética) •Resolución 2143 de 2015 (Mecanismo operativo Ley 1715) RETIE •Antecedente de los reglamentos actuales como RETILAP •Regla general sobre ciertos productos de iluminación Resolución 1511 de 2012 •Programa Post-consumo de iluminacion •Antecedente de los RAEE

Los intereses legítimos de cada nación enfocados a la seguridad de las personas.

Calidad y Vigilancia del mercado •Estatuto de Protección al Consumidor •Decreto Unico 1074 de 2015

La proteccion del consumidor para asegurar que haya responsabilidad del productor.

Decreto 1077 de 2015: Lineamientos de construccion sostenible •Resolucion 0549 de 2015: Porcentajes de ahorro de agua y ENERGIA, mediante medidas activas o pasivas

El RETILAP está enfocado en la eficiencia energética. 11/26/2018

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Marco legal PAI PROURE 2017-2022:

Resolución 549 de 2015 Porcentajes mínimos y medidas de ahorro en agua y energía en nuevas edificaciones y guía de construcción sostenible Ley 1715 de 2014 PAI – PROURE 2017-2022

• Motores eficientes • •

Si 3.6 TJ == 1 GWh

Sistemas de medición Aprovechamiento calor - CCHP

(Meta para la industria)

2 198

RESOLUCION UPME 585 de 2017

610

• Motores eficientes • •

GWhprom/mes

¿Será posible lograr esto en 5 años?

Sistemas de medición Aprovechamiento calor - CCHP

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TJprom/mes

Referencia(s): PAI PROURE 2017-2022

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Entorno Resolución 181331, Agosto 06 de 2009 Considerandos 2, 3, 4 y 5. (…)

Que el Artículo 4o. de la Ley 143 de 1994, establece que el Estado en relación con el servicio de electricidad tiene entre otros objetivos, el de abastecer la demanda de electricidad de la comunidad bajo criterios económicos y de viabilidad financiera, asegurando su cubrimiento en un marco de uso racional y eficiente de los diferentes recursos energéticos del país, así como mantener y operar sus instalaciones preservando la integridad de las personas, de los bienes y del medio ambiente. Que la iluminación y el alumbrado público provienen de fuentes que utilizan la energía eléctrica. Que el abastecimiento energético pleno y oportuno es un tema de Seguridad Nacional. Que el uso racional y eficiente de energía además de contribuir al abastecimiento energético pleno, ayuda a la protección del medio ambiente. (…)

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Entorno Ley 1715 de 2014 (…) ARTÍCULO 27. OBJETO Y FINALIDAD DEL PLAN DE ACCIÓN INDICATIVO PARA EL DESARROLLO DEL PROURE. El plan de acción indicativo para el desarrollo del PROURE es el instrumento que el Gobierno utilizará para promocionar la eficiencia energética, y en cumplimiento de las finalidades y principios establecidos en la presente ley, el Ministerio de Minas y Energía, conjuntamente con el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible y el Ministerio de Hacienda y Crédito Público deberán desarrollar una serie de instrumentos técnicos, jurídicos, económico-financieros, de planificación y de información (…)

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Estándares de Eficiencia Energética en Edificaciones  Entrada en vigencia: Julio 10 de 2016  No hace referencia para Colombia de la participación del consumo para iluminación y HVAC en edificios por zona típica estudiada.  Iluminación es medida activa de ahorro de energía… Poca profundidad en las recomendaciones y están desactualizadas, ver sección 3.3.2.  Conflicto entre esta resolución y la certificación RETILAP

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Estándares de Eficiencia Energética en Edificaciones

Tabla 3. Criterios de selección de medidas.

Tabla 4. Matríz de Implementación Clima Frío

Fuente: CAMACOL Anexo 1 – Guía de construcción sostenible

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Estándares de Eficiencia Energética en Edificaciones • Su cumplimiento da paso a la certificación LEED V4 del USGBC. • El estándar 90.1 aborda componentes y sistemas de construcción que afectan el uso de energía. • Las secciones técnicas del estándar, secciones de la 5 a 10, abordan: envolvente del edificio, sistemas y equipos HVAC, calentamiento de agua, energía, iluminación y motores. • Cada sección contiene los requisitos generales y disposiciones obligatorias; algunas secciones también incluyen requisitos prescriptivos y de rendimiento. • Las novedades con respecto a la versión 2010, en sistemas de iluminación son: Iluminación diurna y controles de luz diurna, límites de densidad de potencia por espacio (tabla 9.4.2-2), y requerimientos revisados para su control.

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Estructura Normativa del RETILAP

Desempeño

Directivas Europeas

Seguridad

Características Técnicas

CB Test

IEC

ANSI / UL / IEEE

RETIE

Otras: NTC (Colombia)

EnergyStar & DesignLights Consortium (DLC)

Métodos de Ensayo

LM, CIE, IEC, ANSI, UL, IEEE

Inmetro

Otras

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Documento de propiedad intelectual de Juan Pablo Jaramillo Patron con derechos reservados de autor. ©Juan Pablo Jaramillo, C.E.M. Para permisos de uso contactar a: jpjaramp@outlook.com. Uso aprobado al Diplomado de Ingenieria de Iluminación, Universidad Nacional de Colombia

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2. Conceptos básicos: Energía, Potencia y Eficacia

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Introducción =ܸ ×‫ܫ‬

‫ = ܧ‬නܲ ⋅ d‫ܶ∆ × ܲ = ݐ‬ BTU GJ TR (Ton Refr) Calorías …

‫ܹ݇ = ܧ‬ℎ $ = ܹ݇ℎ × Costo Energía ($ / kWh)

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1. Sistemas Eléctricos y de Iluminación 2. Control de velocidad en sistemas de bombeo y/o ventiladores 3. Puntos de control en Sistemas de Aire Acondicionado

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•

Las fuentes de luz artificial consumen energía eléctrica y la transforman en luz y calor.

•

La relación entre la cantidad de luz emitida (Lúmenes) por cada Watio de electricidad consumida se llama eficacia. Se mide en lúmenes por Watio (Lm/W).

•

Entre más alto el valor de eficacia, mejor.

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Eficacia en fuentes de luz (Lm/W)

http://apps1.eere.energy.gov/buildings/publications/pdfs/ssl/led_energy_efficiency.pdf

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Vida/Duración: Ejemplo regulatorio

Limite RETILAP El mercado y las licitaciones manejan este concepto, ejemplo: CODENSA ET-801, exige 24000h en vida promedio

50%

24000h L70

… Sin embargo, lo ideal es que se haga en función del mantenimiento del flujo luminoso

Ejemplo: HPS estándar de 70W Mortandad

Vida promedio

28 500 h @ B50

Mantenimiento lumínico

Vida útil

24 000 h @ L70

Fuente: Catálogo GE Lighting, Europa. Likinormas CODENSA: ET-820: Bombillas de vapor de sodio a alta presión Likinormas CODENSA: ET-801: Luminarias para bombillas de sodio de alumbrado público RETILAP, Res 180540, sección 310.8

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3. Ideas básicas a tener en cuenta para un Proyecto de Iluminación energéticamente eficiente (Desarrollo de línea base)

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Definir línea base

• Balasto Electrónico

• Lámpara LFL fuente lumínica)

(equipo eléctrico)

Sistema LFL + Balasto •

Eficacia: LPW del sistema (ó Factor Eficacia Balasto)

•

Costos de mantenimiento: Menor $$$ - group relamping

•

Impacto medio-ambiental

•

Controles de iluminación

Carcasa - superficie reflectiva y estructura mecánica Carcasa / Reflector •

Fotometría

•

LLF (factor de pérdida de luz)

•

Seguridad (UL u otros)

Menores W/m2 instalados @ condiciones del área (CU) == Mejor VPN

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Sistemas LFL

• En general, el mercado utiliza Factor de Balasto Normal para tubos T8. • En tubos T5, el factor de balasto es 1.00. No existe alguna otra opción disponible. • Nota: En HID, el factor de balasto es 1.00.

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Sistemas LFL

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4. Cálculos de Iluminación Interior

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Eficiencia energética en las Instalaciones de Iluminación Según RETILAP 440.1: La eficiencia energética de una instalación de iluminación de una zona, se evaluará mediante el indicador denominado Valor de Eficiencia Energética de la instalación VEEI expresado en (W/m2) por cada 100 luxes, mediante la siguiente expresión: ௉×ଵ଴଴

ܸ‫ = ܫܧܧ‬ௌ×ா

೛ೝ೚೘

Por definición, está mal planteado el requisito: Habla de “energía”, cuando la ecuación y unidades están basadas en potencia.

“Energía” tiene que ver con la potencia y horas de uso: W = P x T

Donde: P: Potencia total instalada en las bombillas más los equipos auxiliares, incluyendo sus pérdidas [W] S: Superfície iluminada [m2] Eprom: Iluminancia promedio horizontal mantenida [lux]

El VEEI, se puede interpretar como la eficacia del sistema de iluminación por unidad de área

El VEEI, es un criterio adaptado de la norma UNE 12464-1 de 2003

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ܸ‫ = ܫܧܧ‬ௌ×ா

೛ೝ೚೘

Donde: P: Potencia total instalada en las bombillas más los equipos auxiliares, incluyendo sus pérdidas [W] S: Superfície iluminada [m2] Eprom: Iluminancia promedio horizontal Comparar contra ASHRAE 90.1:2013 mantenida [lux] ©Juan Pablo Jaramillo, C.E.M.

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Mantenimiento del alumbrado público 430.5: MANTENIMIENTO EN INSTALACIONES DE ILUMINACIÓN INTERIOR. Para garantizar en el transcurso del tiempo el mantenimiento de los parámetros luminotécnicos adecuados y la eficiencia energética de la instalación, se deberá elaborar en el proyecto un plan de mantenimiento de las instalaciones de iluminación que contemplará, entre otras las siguiente acciones: a. Reposición de lámparas con la frecuencia de reemplazo. b. La limpieza de luminarias y de la zona iluminada, incluyendo en ambas la periodicidad necesaria..

530.4: ESQUEMA DE MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE ALUMBRADO PÚBLICO. Todas las instalaciones de alumbrado público deben contar con un plan de mantenimiento que garantice el mantenimiento de los niveles de eficiencia energética y los parámetros de iluminación.

Periodo limpieza conjunto óptico y Periodo cambio bombillas en función de: (1) factor de ensuciamiento y (2) de la depreciación lumínica)

Referencia(s): PAI PROURE 2017-2022

Diseño de Iluminación

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Resolución 180540 – 210.2.3

(…) El diseño detallado es obligatorio para, alumbrado público, iluminación industrial, iluminación comercial con espacios de mayores a 500 m2 y en general en los lugares donde se tengan más de 10 puestos de trabajo, iluminación de salones donde se imparta enseñanza, o lugares con alta concentración de personas en una mismo salón (50 o mas), durante periodos mayores a dos horas (…) Resolución 181568 – Artículo 3

(…) El inciso final del numeral 210.2.3 quedará así: «El diseñador del sistema de iluminación deberá considerar varias alternativas de diseño, recomendando aquella o aquellas que durante la vida útil del proyecto tengan el menor valor presente neto, incluyendo entre otros los costos de energía y de mantenimiento» 38

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Elementos para Iluminación Energéticamente Eficiente • Comparación entre eficacias de las distintas fuentes y luminarias (elaborar una línea base correcta). • Calidad de la iluminación: Niveles de luz, IRC, temperatura de color. • Impacto de las fuentes de luz en los sistemas HVAC • Reducción en número de luminarias • Group Relamping • Cálculo de Retorno Simple de Inversión • Aplicar conceptos de automatización ©Juan Pablo Jaramillo, C.E.M.

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Cálculos de Iluminación Interior .

Iluminancia horiz requerida [Lx] x Area de trabajo [m2]

Número de Luminarias requeridas

N: Número de lámparas por luminaria

El método es aplicable a espacios con una configuración cuadrangular

Cálculos de Iluminación Interior Variable

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LLF Factor xa LFL

LLF Factor xa LED

Ambient temperature

0.9

1.0

Voltage Surface depreciation Non standard components (Normal Ballast Factor 0.87) Lamp burnouts Lamp lumen depreciation

1 0.95 0.87

1 1 1

0.9 0.95

1 1

Luminaire Dirt Depreciation

0.9

0.57

0.81

Otras variables (factor de seguridad)

LLF

Cálculos de Iluminación Interior

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Todo fabricante de luminarias debe estar en capacidad de suministrar con sus catálogos la tabla de CU para sus productos o los archivos .ies que permitan a los diseñadores hacer los cálculos:

Cálculos de Iluminación Interior

Fuente: CAMACOL Anexo 1 – Guía de construcción sostenible

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Diseño Energéticamente Eficiente Requerimientos de iluminación

Actual infraestructura

• Modificar la infraestructura actual: Física y Eléctrica • Atar requerimientos a un diseño

• Alta probabilidad de que no haya habido un diseño siguiendo un estándar o método • Fuentes de luz inapropiadas (CRI, vida útil)

Matrices fotométricas disponibles y válidas (Res 40122/2016) LM79-08 | DLC

Iluminancia (Lx): Horizontal y Vertical

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Diseño Energéticamente Eficiente

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Polución Lumínica In an average year in the U.S. alone, outdoor lighting uses about 120 terawatt-hours of energy, mostly to illuminate streets and parking lots. That’s enough energy to meet New York City’s total electricity needs for two years! IDA estimates that least 30 percent of all outdoor lighting in the U.S. alone is wasted, mostly by lights that aren’t shielded. That adds up to $3.3 billion and the release of 21 million tons of carbon dioxide per year! To offset all that carbon dioxide, we’d have to plant 875 million trees annually. LEDs and compact fluorescents (CFLs) can help reduce energy use and protect the environment, but only warmwhite bulbs should be used. Fuente: http://darksky.org/light-pollution/energy-waste/

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Polución Lumínica Artículo. 510.5.1: Diseños por encima de 20º de elevación no son recomendables porque pueden terminar iluminando las fachadas del frente y generando polución luminosa)

SECCION 575: CONTAMINACION LUMINOSA Propagación de luz artificial hacia el cielo nocturno Iluminar espacios que no se requieren iluminar

575.8. LÍMITES MÁXIMOS PERMITIDOS DE EMISIÓN LUMÍNICA HACIA LOS CIELOS NOCTURNOS La cantidad máxima permitida de emisión lumínica hacia los cielos nocturnos, medida en el efluente de la fuente emisora, será la siguiente:

La limitación del resplandor luminoso nocturno significa reducción de la emisión de luz hacia arriba, que no resulta útil en el alumbrado de vías, lo que implica mayor eficiencia energética en la instalación

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Polución Lumínica

•Only be on when needed •Only light the area that needs it •Be no brighter than necessary •Minimize blue light emissions •Be fully shielded (pointing downward)

http://darksky.org/our-work/lighting/lighting-for-citizens/lighting-basics/

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