"La Isla, dada sus condiciones geográficas, es una de las ubicaciones más importantes a nivel mundial como observatorio astronómico. Para proteger la ventaja natural e incentivar la actividad astronómica desde hace décadas es objeto de una normativa específica, la Ley del Cielo (Ley 31/1988), que establece restricciones sobre el alumbrado, entre otras disposiciones. Asimismo, para asegurar el cumplimiento de la normativa existe además la Oficina Técnica para la Protección de la Calidad del Cielo (OTPC), dependiente del Instituto de Astrofísica de Canaria"
En cumplimiento de la normativa y condicionados por la tecnología existente la actual calidad de la luz en la Isla es limitada. Conscientes de esta situación el Cabildo, en el contexto del presente Proyecto de Asistencia Técnica ha contactado con el IAC y algunos fabricantes de luminarias para decidir que tecnología técnica y económicamente viable es adecuada para la Isla. La solución perseguida debe cumplir el doble objetivo de reducir el consumo energético y mejorar la calidad del alumbrado público exterior.
Existe adicionalmente un tercer objetivo perseguido tanto por el IAC como por el Cabildo que consiste en dotar a la infraestructura de alumbrado exterior con capacidades de telegestión, como el control del encendido/apagado remoto de las luminarias y cuadros de mando o la regulación del nivel de iluminación, todo ello contribuyendo al desarrollo del concepto de Territorio Inteligente
En este contexto, se ha llevado a cabo la auditoría energética de las instalaciones de alumbrado exterior en toda la Isla, en total 21.259 puntos de luz y 267 cuadros de mando.
La auditoría energética se basa en el análisis de situación que nos permite conocer el modo de explotación, funcionamiento y prestaciones de unas instalaciones de alumbrado, el estado de sus componentes, sus consumos energéticos y sus correspondientes costes de explotación. Incide, entre otros aspectos, sobre el cumplimiento de la normativa vigente, el control del encendido y apagado de los puntos de luz, los sistemas de regulación del flujo luminoso, el rendimiento de las luminarias, la eficacia de las lámparas instaladas, así como los niveles de iluminación existentes en las áreas iluminadas. A partir de los resultados obtenidos y de las principales ineficiencias detectadas, se recomiendan las acciones idóneas para optimizar el coste económico asociado al consumo energético en función de su potencial de ahorro, la facilidad de implementación y el coste de ejecución.
SITUACIÓN ACTUAL
Debido a las características especiales de la Isla como observatorio y a las restricciones legales y tecnológicas derivadas de esta circunstancia el consumo energético total de la instalación de alumbrado exterior es bajo, 6,1 GWh/año, 72 kWh/año por habitante. Si comparamos el consumo por habitante con el de España y países vecinos nos encontramos con que claramente la Isla es de los territorios menor consumo.
Consumo eléctrico de alumbrado público por habitante (kWh/año), 2011. (Grupo de Estudio de la Contaminación Lumínica, 2011) Elaboración propia
OBJETIVOS
Se ubica dentro de la línea estratégica Isla Inteligente, y tiene como objetivo principal el análisis de la situación actual de las Corporaciones Locales de la Isla de La Palma para, posteriormente, identificar las opciones más viables desde el punto de vista técnico y económico, para lograr el compromiso 20-20-20, asumido por el Pacto de Alcaldes.
- Renovación de la red de alumbrado público mediante la sustitución de las luminarias y los equipos auxiliares por la ultima tecnología en el mercado, luminarias LED (en el escenario contemplado se cambiarían el 83% de las luminarias).
- Mejora de la calidad lumínica en la Isla (incremento del índice de reproducción cromática IRC a 40).
- Renovación de los equipos de iluminación
- Reducción de las emisiones de CO2
- Capacidades de control y telegestión sobre el alumbrado que servirán como base para la transformación de la Isla en un Territorio Inteligente.
- Generación de ahorro energético
MEDIDAS DE AHORRO
Como ya quedó explicado en el apartado Objetivo, las medidas de ahorro a implantar en La Palma han seguido las recomendaciones del IAC respecto a la tecnología y los elementos de control. Para cumplir con las condiciones se ha elegido, entre todas las tecnologías analizadas, las luminarias LED, la incorporación, en algunos casos, de detectores de presencia y dispositivos de telegestión, y la utilización de la red GPRS como forma de comunicación. La lista de medidas a implantar en la Isla, que se explican a continuación, es la siguiente:
- Sustitución de luminarias y lámparas por tecnología LED
- Instalación de sistemas de telegestión y detección de presencia
- Instalación de sistemas de regulación
- Adecuación de los niveles de iluminación
- Actuaciones en centros de mando
1. Plan de sustitución de luminarias por tecnología LED
Partes de una luminaria. (UPC)
Una luminaria se compone principalmente de tres elementos: la armadura, la lámpara y el equipo auxiliar, cada uno de los cuales influye sobre la eficiencia energética de la luminaria. En la mayor parte de los casos se recomienda el cambio completa de la luminaria, sin embargo, dependiendo de los potenciales ahorros derivados de las medidas habrá casos donde se más conveniente sustituir sólo las lámparas o mantener la tecnología existente y cambiar sólo los equipos auxiliares.
La tecnología LED presenta unas prestaciones en cuanto a rendimiento luz/electricidad y aprovechamiento de la luz en el espacio a iluminar, que la hacen especialmente interesante en aquellos casos en los que la luminaria actual es ineficiente y presenta un aprovechamiento óptico bajo. Además, si la lámpara utilizada presenta una eficacia luminosa baja (como por ejemplo las de vapor de mercurio) la sustitución es todavía más beneficiosa. Otra ventaja de su utilización es que, por término medio, este tipo de luminarias tiene una mayor vida útil que las tecnologías de descarga, lo que supone una disminución en los costes de explotación debido al menor número de operaciones de reposición necesarias en el periodo de referencia.
Por otra parte, la utilización de tecnología LED para alumbrado público supone un aumento en la calidad de la iluminación y la eficacia visual, gracias a la mejor reproducción cromática y la utilización de luz blanca en un mayor rango de temperaturas de color
El plan de sustitución de luminarias y lámparas en el siguiente desglose:
Escenario de sustitución de luminarias, equipos auxiliares y lámparas propuesto. Elaboración propia. Datos auditorias
El detalle por entidades es el siguiente:
Escenario de sustitución de luminarias, lámparas y equipos auxiliares por municipio. Elaboración propia a partir de los datos de las auditorias
2- Instalación de sistemas de telegestión y control de presencia.
El sistema de telegestión consiste en la instalación de un dispositivo con un software asociado y requiere de un almacenamiento en un servidor y conectividad mediante contratos de telefonía móvil (tarjetas SIM y tarifas). Existen dos posibilidades para la implantación de un sistema de este tipo: la telegestión por punto de luz o la telegestión por cuadro de mando.
Los sistemas de telegestión punto a punto suelen proveer al operador de la red de alumbrado con las siguientes funcionalidades :
- Gestión remota mediante adaptación flexible de los niveles de luz o planificación eficiente mediante calendarios
- Visualización de los puntos de luz en mapas
- Control manual y automatizado de cualquier luminaria conectada en la red
- Control del estado real de la iluminación con notificaciones automáticas de fallos
- Medición de energía real con un histórico completo que proporcione instrumentos de medida y verificación
- Posibilidad de exportar datos a excel para reducir los costes de mantenimiento, el consumo de energía y mejorar los niveles de servicio.
- Convivencia en la misma interfaz de usuario tanto puntos de luz conectados como no conectados
- Actualización del software de la luminaria conectada que podrá hacerse de forma inalámbrica sin la necesidad de intervención física
En el caso de la gestión por cuadro de mando es en el mismo cuadro donde se instalan los dispositivos desde los cuales se envía la información.
En el caso del sistema de telegestión mediante cuadro de mando la operación también se beneficiaría de múltiples funcionalidades
En el caso de la Isla de la Palma, a las luminarias que dispongan de telegestión por cuadro de mando se les añadirá un sistema de detección de presencia para reducir todavía más el consumo energético. El sistema de detección de presencia permite actuar sobre los niveles de iluminación en función del nivel de tránsito de la zona. La solución propuesta consiste en la instalación de un dispositivo por cada cinco luminarias en las zonas de bajo tránsito peatonal.
Se prevé la instalación de telegestión, ya sea por punto de luz o por cuadro de mando para todas las nuevas luminarias LED (ámbar y convencional) que sean instaladas en la Isla. Esto supone un 77% del total de luminarias entre el Cabildo y los municipios. El 60% del total contarán con telegestión a nivel de cuadro de mando y detección de presencia y el 17% del total contarán con telegestión punto a punto. A nivel de municipio el detalle es el siguiente
Luminarias y cuadros de mando telegestionados por municipio. Elaboración propia a partir de los datos de las auditorias
3-Instalación de sistemas de regulación
Una de las mayores posibilidades de ahorro en las instalaciones de alumbrado público es la instalación de sistemas de regulación de potencia. Además, estos sistemas son obligatorios en todas las instalaciones con potencia instalada superior a 5 kW según la normativa vigente.
Se propone la instalación de equipos electrónicos de regulación en todos aquellos puntos de luz en los que se propone la sustitución de las luminarias por otras de tecnología LED. En este caso todos los conjuntos luminaria-bloque óptico propuestos disponen de equipos electrónicos regulables accionados mediante detectores de presencia o telegestión, como se ha indicado anteriormente, en función de las necesidades lumínicas de cada área se ha establecido un equipo de control u otro para optimizar la regulación de estos puntos.
En el resto de puntos de luz donde no se propone la sustitución de la luminaria, no se propone la regulación ya que se mantienen las lámparas de vapor de sodio de baja presión. Aunque si se propone la sustitución de los equipos auxiliares actuales por balastos electrónicos para la reducción del consumo por el menor consumo de estos equipos
4- Adecuación de los niveles de iluminación
Los niveles de iluminación en las vías públicas deben ser los adecuados a las necesidades de utilización de las mismas tanto para el tráfico rodado y peatonal como para el resto de actividades complementarias. En el caso de que sean insuficientes, pueden suponer un riesgo para la seguridad vial o ciudadana. En el caso contrario, cuando son excesivos, representan un consumo energético innecesario que debe eliminarse.
Para la Palma, en los casos en los que se propone un cambio de luminaria o lámpara a LED se adecuarán los niveles de iluminación a las necesidades de la vía y a las condiciones del IAC.
5- Actuaciones en centros de mando
Las propuestas de actuación en centros de mando no generan ningún tipo de ahorro energético o económico, pero lo exige la normativa actual al realizar modificaciones importantes en la instalación de alumbrado y son necesarias para la perfecta explotación de la instalación de alumbrado público.
A partir de la cantidad de deficiencias encontradas y su gravedad, se pueden agrupar las actuaciones en los centros de mando en cuatro categorías:
- Renovación: Sustitución completa del centro de mando por otro nuevo de acuerdo a la normativa vigente.
- Adaptación: Es necesario la subsanación de deficiencias importantes. No se requiere el cambio completo del centro de mando, por lo que se pueden aprovechar elementos existentes.
- Actuación leve: Es necesario la subsanación de pocas deficiencias.
- Ninguna actuación: El centro de mando analizado no presenta deficiencias en los aspectos considerados.
CONCLUSIONES SOBRE EL AHORRO
Con la ejecución y puesta en marcha de las propuestas de mejora estudiadas, el número de luminarias/lámparas LED en la Isla superaría los 17.500, la potencia instalada disminuiría en un 25% respecto a la situación actual, el tiempo de funcionamiento se reduciría en un 3% y el ahorro energético alcanzaría los 3,5GWh/año, un 57% menos que el consumo actual.
Desde el punto de vista medioambiental, se conseguiría una reducción de emisiones de dióxido de carbono de 2.364.570 kgCO2/año.
Resultados globales de la actuación en alumbrado público. Elaboración propia a partir de los datos de las auditorias
Respecto al desempeño energético, el consumo de energía eléctrica por centro de mando y año se reduciría hasta los 9.801 kWh/año. La relación entre consumo energético y potencia instalada, indicador de la ineficacia de los sistemas de regulación instalados, disminuiría un 43%. Por último, la potencia media por punto de luz bajaría hasta 50W
Ratios característicos de la instalación de alumbrado público. Elaboración propia a partir de los datos de las auditorias
