ES2940899A2 - Method for power management and optimisation in outdoor lighting by means of a system for implementing same - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN Y OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA EN ALUMBRADO EXTERIOR MEDIANTE EL EMPLEO DE UN SISTEMA PARA SU IMPLEMENTACIÓNENERGY MANAGEMENT AND OPTIMIZATION PROCEDURE IN EXTERNAL LIGHTING THROUGH THE USE OF A SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION
Objeto y sector de la técnica al que se refiere la invenciónObject and sector of the technique to which the invention refers
La presente invención se refiere a un procedimiento de gestión y optimización energética en alumbrado exterior mediante el empleo de un sistema para su implementación.The present invention refers to a procedure for energy management and optimization in outdoor lighting through the use of a system for its implementation.
El objeto de la invención consiste en un procedimiento, y sistema de implementación del mismo, para gestionar y mantener instalaciones de alumbrado exterior, así como para optimizar estas instalaciones mediante el cálculo de un nuevo indicador de eficiencia energética en la explotación y en el mantenimiento de dichas instalaciones, siendo por lo tanto una herramienta de trabajo para la explotación y mantenimiento de instalaciones de alumbrado exterior. Este nuevo indicador se ha denominado “huella energética digital” consistente en una etiqueta digital almacenada en la memoria de usuario de una etiqueta de identificación dispuesta en cada n-luminaria del alumbrado exterior, así como de una copia sincronizada de la misma en un servidor.The object of the invention consists of a procedure, and its implementation system, to manage and maintain outdoor lighting installations, as well as to optimize these installations by calculating a new indicator of energy efficiency in the operation and maintenance of said installations, being therefore a work tool for the operation and maintenance of outdoor lighting installations. This new indicator has been called "digital energy footprint" consisting of a digital label stored in the user's memory of an identification label placed on each n-luminaire of outdoor lighting, as well as a synchronized copy of the same on a server.
La presente invención es individual con un único objetivo que preconiza un procedimiento de gestión y optimización energética en alumbrado exterior, así como el empleo de un sistema para su implementación.The present invention is individual with a single objective that recommends a procedure for energy management and optimization in outdoor lighting, as well as the use of a system for its implementation.
La invención se sitúa en el sector técnico de la ingeniería electromecánica y, más concretamente, en el relativo a la eficiencia energética.The invention is situated in the technical sector of electromechanical engineering and, more specifically, in that related to energy efficiency.
GeneralidadesGeneralities
A nivel nacional (España), el vigente Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (RD 842/2002), Artículo 9, indica que se considerarán instalaciones de alumbrado exterior las que tienen por finalidad la iluminación de las vías de circulación o comunicación y las de los espacios comprendidos entre edificaciones que, por sus características o seguridad general, deben permanecer iluminados, en forma permanente o circunstancial, sean o no de dominio público. Las condiciones que deben reunir las instalaciones de alumbrado exterior serán las correspondientes a su peculiar situación de intemperie y, por el riesgo que supone, el que parte de sus elementos sean fácilmente accesibles.At the national level (Spain), the current Low Voltage Electrotechnical Regulation (RD 842/2002), Article 9, indicates that outdoor lighting installations will be considered those whose purpose is to illuminate circulation or communication routes and those of the spaces between buildings that, due to their characteristics or general safety, must remain illuminated, permanently or circumstantially, whether or not they are in the public domain. The conditions that outdoor lighting installations must meet will be those corresponding to their peculiar outdoor situation and, due to the risk involved, the fact that part of their elements are easily accessible.
Según el Diccionario de la Lengua Española (23a edición, 2014), se define “identificar” como reconocer si una persona o cosa es la misma que se supone o se busca. La identificación está vinculada a la identidad, que es el conjunto de los rasgos propios de un sujeto o de una cosa. Se conocen innumerables tipos de elementos para realizar la identificación de un objeto, centrándonos en las etiquetas de identificación por radiofrecuencia. En el estado de la técnica son conocidos diferentes tipos de identificación por radiofrecuencia, destacando las etiquetas RFID y NFC. El propósito fundamental de estos sistemas es transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio; esto se logra mediante la utilización de etiquetas de radiofrecuencia. Una de las ventajas del uso de radiofrecuencia (en lugar, por ejemplo, de infrarrojos) es que no se requiere visión directa entre emisor y receptor. Las diferencias que presentan RFID y NFC frente a otros sistemas, como p.ej. bluetooth, WiFi Direct, etc., son una velocidad de transferencia inferior y que no es necesario el emparejamiento de dispositivos. A continuación, se describen los tipos de etiquetas de radiofrecuencia pertenecientes al estado de la técnica más significativos en relación con el objeto de la invención:According to the Dictionary of the Spanish Language (23rd edition, 2014), "identify" is defined as recognizing if a person or thing is the same as what is supposed or sought. Identification is linked to identity, which is the set of characteristics of a subject or a thing. Innumerable types of elements are known to identify an object, focusing on radio frequency identification tags. Different types of radio frequency identification are known in the state of the art, highlighting RFID and NFC tags. The fundamental purpose of these systems is to transmit an object's identity (similar to a unique serial number) using radio waves; this is accomplished through the use of radio frequency tags. One of the advantages of using radio frequency (instead of, for example, infrared) is that direct vision between emitter and receiver is not required. The differences that RFID and NFC present compared to other systems, such as bluetooth, WiFi Direct, etc., are a lower transfer speed and that device pairing is not necessary. The most significant types of radiofrequency tags belonging to the state of the art in relation to the object of the invention are described below:
Etiquetas RFID (RFID tag) RFID tags ( RFID tag)
Un dispositivo de Identificación por Radiofrecuencia (Radio Frequency Identification, RFID) es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usa dispositivos con diferentes formatos, p.ej.: pegatinas, tarjetas o transpondedores. Las tecnologías RFID se agrupan dentro de las denominadas identificación automática (Automatic Identification, Auto ID). Las etiquetas RFID (RFID tag) son unos dispositivos pequeños, similares a una pegatina, que pueden ser adheridas o incorporadas a un producto, un animal o una persona. Requieren de antenas para permitirles recibir y responder a peticiones por radiofrecuencia desde un emisor-receptor RFID. Las etiquetas pasivas (Electronic Article Surveilance, EAS) no necesitan alimentación eléctrica interna (alcance máximo hasta los 16 m), mientras que las activas sí lo requieren (alcance máximo hasta los 100 m). Las etiquetas RFID pasivas (EAS) son la solución ideal para prevenir el robo de productos, debido a sus pequeñas dimensiones, su discreción y su facilidad de uso, estas etiquetas autoadhesivas disponen de sensores de alarma que activan los arcos antihurto de los establecimientos, si no han sido desactivadas previamente. Se conocen dos grandes grupos de etiquetas RFID activas: High Frequency (HF) como Ultra High Frequency (UHF). Las etiquetas RFID UHF son perfectas cuando la lectura debe realizarse a cierta distancia y si es necesario leer muchas etiquetas simultáneamente. Frecuencia: 869-915 Mhz. Las etiquetas RFID HF son adecuadas para lecturas a distancia más corta o en entornos susceptibles de generar mayor número de interferencias. Frecuencia: 13.56 MHz. Las etiquetas RFID activas se están convirtiendo en un estándar imprescindible para la logística de todo tipo de empresas, ya que facilitan la identificación y localización de productos, así como el reabastecimiento, teniendo una visión completa y a tiempo real de toda la cadena de distribución.A Radio Frequency Identification (RFID) device is a remote data storage and retrieval system using devices with different formats, eg: stickers, cards or transponders. RFID technologies are grouped within the so-called automatic identification ( Automatic Identification, Auto ID). RFID tags (RFID tag) are small devices, similar to a sticker, that can be attached to or incorporated into a product, animal or person. They require antennae to allow them to receive and respond to radio frequency requests from an RFID transmitter-receiver. Passive tags ( Electronic Article Surveilance, EAS) do not require internal power supply (maximum range up to 16m), while active tags do (maximum range up to 100m). Passive RFID tags (EAS) are the ideal solution to prevent product theft, due to their small dimensions, discretion and ease of use, these self-adhesive tags have alarm sensors that activate the anti-theft arches of establishments, if they have not been previously deactivated. Two large groups of active RFID tags are known: High Frequency (HF) and Ultra High Frequency (UHF). UHF RFID tags are perfect when reading must be done at a distance and many tags need to be read simultaneously. Frequency: 869-915 Mhz. HF RFID tags are suitable for readings from a shorter distance or in environments likely to generate a greater number of interferences. Frequency: 13.56 MHz. Active RFID tags are becoming an essential standard for the logistics of all types of companies, since they facilitate the identification and location of products, as well as replenishment, having a complete and real-time vision of the entire distribution chain.
Etiquetas NFC (NFC tag) NFC tags ( NFC tag)
Las etiquetas de Comunicación de Campo Cercano (Near Field Communication, NFC) son una evolución de la tecnología RFID. Consisten en una tecnología de comunicación inalámbrica, de corto alcance y alta frecuencia que permite el intercambio de datos entre dispositivos. Los estándares de NFC cubren protocolos de comunicación y formatos de intercambio de datos, y están basados en ISO 14443 (Radio Frequency Identification, RFID) y FeliCa. Los estándares incluyen ISO/IEC 180922 y los definidos por el Foro NFC (NFC Forum), fundado en 2004, por Nokia, Philips y Sony, y que hoy suma más de 170 miembros. También se puede usar, al igual que el Bluetooth, como protocolo para transferir archivos de un teléfono a otro, siendo incluso más veloz que este. Como en ISO 14443, NFC se comunica mediante inducción en un campo magnético, en donde dos antenas de espiral son colocadas dentro de sus respectivos campos cercanos. Trabaja en la banda de los 13,56 MHz, esto hace que no se aplique ninguna restricción y no requiera ninguna licencia para su uso. Soporta dos modos de funcionamiento: activo, ambos dispositivos generan su propio campo electromagnético, que utilizarán para transmitir sus datos; pasivo, solo un dispositivo genera el campo electromagnético y el otro se aprovecha de la modulación de la carga para poder transferir los datos, siendo el iniciador de la comunicación el encargado de generar el campo electromagnético. NFC permite la conectividad segura sin contacto entre dos dispositivos, con un intercambio de datos, pero empleando un dispositivo móvil de lectura/escritura sin antenas se requiere prácticamente que los dispositivos estén en contacto siendo el alcance máximo de sólo varios centímetros, es decir es un sistema de comunicación inalámbrico de corto alcance. Cada etiqueta NFC es única y dispone de su propio identificador, lo que permite proporcionar desde información genérica, como instrucciones de uso y cupones, hasta aplicaciones más específicas, como venta cruzada, programas de fidelización, seguridad o autenticación del producto. Debido a que un gran número de smartphones en el mercado disponen de lector NFC, se puede crear una interacción dinámica con los consumidores, simplemente integrando una etiqueta NFC en las etiquetas del producto o en materiales promocionales, proporcionando información específica en tiempo real a los usuarios. Near Field Communication (NFC) tags are an evolution of RFID technology. They consist of a short-range, high-frequency wireless communication technology that allows the exchange of data between devices. The NFC standards cover communication protocols and data exchange formats, and are based on ISO 14443 ( Radio Frequency Identification, RFID) and FeliCa. Standards include ISO/IEC 180922 and those defined by the NFC Forum, founded in 2004 by Nokia, Philips and Sony, and today has more than 170 members. It can also be used, like Bluetooth, as a protocol to transfer files from one phone to another, being even faster than this. As in ISO 14443, NFC communicates by induction in a magnetic field, where two coil antennas are placed within their respective near fields. It works in the 13.56 MHz band, this means that no restrictions are applied and it does not require any license for its use. Supports two modes of operation: active, both devices generate their own electromagnetic field, which they will use to transmit their data; passive, only one device generates the electromagnetic field and the other takes advantage of the modulation of the load to be able to transfer the data, being the initiator of the communication the one in charge of generating the electromagnetic field. NFC allows secure contactless connectivity between two devices, with data exchange, but using a read/write mobile device without antennas practically requires that the devices be in contact, the maximum range being only several centimeters, that is, it is a short range wireless communication system. Each NFC tag is unique and has its own identifier, which makes it possible to provide from generic information, such as instructions for use and coupons, to more specific applications, such as cross-selling, loyalty programs, security or product authentication. Since a large number of smartphones on the market have NFC readers, a dynamic interaction with consumers can be created simply by integrating an NFC tag into product labels or promotional materials, providing targeted information in real time to users. .
Las características de una etiqueta NFC son:The characteristics of an NFC tag are:
- Capacidad Memoria: Cantidad total de memoria disponible en el chip. Esta memoria puede ser bloqueada para impedir que el chip se regrabe con otra información.- Memory Capacity: Total amount of memory available on the chip. This memory can be locked to prevent the chip from being rewritten with other information.
- Memoria Usuario: Suele ser el elemento más importante para el usuario. Es la memoria disponible para almacenar datos en el chip.- User Memory: It is usually the most important element for the user. It is the memory available to store data on the chip.
- Longitud URL: La longitud máxima de la URL a almacenar excluyendo la parte “http://” .- URL Length: The maximum length of the URL to store excluding the “http://” part.
- Compatibilidad Móvil: Se puede usar con todos los teléfonos móviles actuales habilitados con tecnología NFC.- Mobile Compatibility: Can be used with all current NFC-enabled mobile phones.
- NFC Forum Type 5: Indica si el chip NFC es compatible con las especificaciones NFC Forum Type 5.- NFC Forum Type 5: Indicates whether the NFC chip is compatible with the NFC Forum Type 5 specifications.
- Número de Serie: El chip contiene un número de serie único que permite identificarlo. Recuerda que se requiere una aplicación específica para acceder a dicha información. - Serial Number: The chip contains a unique serial number that allows it to be identified. Remember that a specific application is required to access this information.
- Criptografía: Una funcionalidad de seguridad en el chip que lo protege de ser clonado. Es una funcionalidad muy avanzada que requiere de conocimientos especializados y que no suele ser necesaria en aplicaciones NFC standard.- Cryptography: A security feature on the chip that protects it from being cloned. It is a very advanced functionality that requires specialized knowledge and is not usually necessary in standard NFC applications.
- Fortaleza de escaneo: Es una indicación de la distancia relativa de escaneo del chip.- Scan strength: It is an indication of the relative scan distance of the chip.
Entre las etiquetas NFC del mercado actual encontramos las siguientes prestaciones:Among the NFC tags on the current market we find the following features:
^ Capacidad Memoria: 64 a 924 bytes.^ Memory Capacity: 64 to 924 bytes.
^ Memoria Usuario: 48 a 888 bytes.^ User Memory: 48 to 888 bytes.
^ Longitud URL: 41 a 854 caracteres.^ URL length: 41 to 854 characters.
^ Número de serie: Sí, todas de 7 bytes.^ Serial number: Yes, all 7 bytes.
Según el Diccionario de la Lengua Española (23a edición, 2014), se define “localizar” a determinar el lugar en que se halla alguien o algo. Aunque en el diccionario no se encuentra el término “geolocalización”, encontramos su definición en Wikipedia (https://es.wikipedia.org/wiki/Geolocalizaci%C3%B3n) como la capacidad para obtener la ubicación geográfica real de un objeto, como un radar, un teléfono móvil o un ordenador conectado a Internet. A continuación, se describen los tipos de etiquetas de geolocalización pertenecientes al estado de la técnica más significativos en relación con el objeto de la invención:According to the Dictionary of the Spanish Language (23rd edition, 2014), "locate" is defined to determine the place where someone or something is. Although the term "geolocation" is not found in the dictionary, we find its definition in Wikipedia (https://es.wikipedia.org/wiki/Geolocalizaci%C3%B3n) as the ability to obtain the real geographic location of an object, such as a radar, a mobile phone or a computer connected to the Internet. The most significant types of geolocation tags belonging to the state of the art in relation to the object of the invention are described below:
Sistema de Posicionamiento Global (Global Positioning System, GPS) Global Positioning System ( GPS)
Desde hace un tiempo los dispositivos telefónicos móviles incorporan receptores de GPS. GPS es una red compuesta actualmente por unos 30 satélites que orbitan alrededor de la tierra. Cada satélite emite una señal sobre su ubicación cada cierto tiempo, y en la mayor parte de los lugares abiertos tendremos visibilidad desde nuestro dispositivo al menos a 4 de estos satélites. Las coordenadas geográficas de la ubicación del dispositivo móvil se obtienen por triangulación, con un margen de error máximo de 50 metros. For some time now, mobile telephone devices have incorporated GPS receivers. GPS is a network currently made up of about 30 satellites that orbit the earth. Each satellite emits a signal about its location from time to time, and in most open places we will have visibility from our device to at least 4 of these satellites. The geographic coordinates of the location of the mobile device are obtained by triangulation, with a maximum margin of error of 50 meters.
Sistema Global para las comunicaciones Móviles (Global System for Mobile Communications, GSM) Global System for Mobile Communications ( Global System for Mobile Communications, GSM)
GSM es el sistema global para las comunicaciones móviles que utiliza la red de telefonía en general. Alrededor de nuestra geografía existen antenas responsables de que nuestros dispositivos telefónicos móviles tengan cobertura. Empleando tres parámetros: distancia a las antenas, tiempo que tarda la señal en ir a las antenas y la intensidad de la señal, se puede calcular la ubicación del dispositivo móvil, con un margen de error de hasta 200 m.GSM is the global system for mobile communications using the general telephone network. Around our geography there are antennas responsible for our mobile phone devices have coverage. Using three parameters: distance to the antennas, the time it takes for the signal to go to the antennas, and the signal strength, the location of the mobile device can be calculated, with a margin of error of up to 200 m.
Sistema WIFI (WPS) (Wireless Fidelity, WiFi; WiFi Protect Setup, WPS) WIFI System ( WPS) ( Wireless Fidelity, WiFi; WiFi Protect Setup, WPS)
Las redes WIFI (WPS) activas emiten una señal identificativa con su dirección física (Media Access Control, MAC). Conociendo a que red WIFI está conectado el dispositivo móvil se puede saber su localización, siendo el error máximo el de la cobertura de la red que tienen una cobertura típica de 25 metros en el interior de un edificio y 5 km en el exterior.Active WIFI networks (WPS) emit an identifying signal with their physical address ( Media Access Control, MAC). Knowing which WIFI network the mobile device is connected to, its location can be known, with the maximum error being that of the network coverage, which has a typical coverage of 25 meters inside a building and 5 km outside.
La constante tendencia al alza del precio de la energía, así como las consecuencias medioambientales negativas asociadas a su consumo, hace que el uso racional de los recursos sea una exigencia social, que se refleja en la cada día más estricta normativa. En las instalaciones de alumbrado exterior el problema repercute igualmente, pero, además, estas instalaciones requieren de un cuidado especial ya que son un componente esencial para la seguridad ciudadana y calidad de vida de los ciudadanos.The constant upward trend in the price of energy, as well as the negative environmental consequences associated with its consumption, makes the rational use of resources a social requirement, which is reflected in the increasingly strict regulations. In outdoor lighting installations, the problem also has repercussions, but, in addition, these installations require special care since they are an essential component for public safety and the quality of life of citizens.
A nivel nacional (España), se calcula la eficiencia energética del alumbrado exterior en base a los criterios recogidos en el “Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Exterior y sus instrucciones técnicas complementarias EA-01 a EA-07” aprobadas en el RD 1890/2008, del 14 de noviembre, y el “Protocolo de auditoría energética de las instalaciones de alumbrado público exterior”, publicado en el IDAE en octubre de 2008. En dicho reglamento, no se contempló la aplicación de la tecnología LED, sin embargo, sí ha sido recogida en su Guía Técnica de Aplicación (Mayo-2013 R1.1). A continuación, se describe el método de cálculo expuesto en el citado reglamento por ser el más significativo perteneciente al estado de la técnica en relación con el objeto de la invención:At the national level (Spain), the energy efficiency of outdoor lighting is calculated based on the criteria included in the "Regulation of Energy Efficiency in Outdoor Lighting Installations and its complementary technical instructions EA-01 to EA-07" approved in the RD 1890/2008, of November 14, and the "Protocol of energy audit of outdoor public lighting installations", published in the IDAE in October 2008. In said regulation, the application of LED technology was not contemplated, however , it has been included in its Technical Application Guide (May-2013 R1.1). The calculation method set out in the aforementioned regulation is described below. for being the most significant belonging to the state of the art in relation to the object of the invention:
Cálculo de la eficiencia energética de una instalación de alumbrado exteriorCalculation of the energy efficiency of an outdoor lighting installation
La eficiencia energética (s) de una instalación de alumbrado exterior se define como la relación entre el producto de la superficie (S) iluminada por la iluminancia media (Em ) en servicio de la instalación entre la potencia activa (P) total instalada:The energy efficiency (s) of an outdoor lighting installation is defined as the ratio between the product of the surface (S) illuminated by the average illuminance (E m ) in service of the installation divided by the total active power (P) installed:
en donde:where:
s, es la eficiencia energética de la instalación de alumbrado exterior (m2 lux/W);s is the energy efficiency of the outdoor lighting installation (m2 lux/W);
P, es la potencia activa total instalada (lámparas y equipos auxiliares) (W);P is the total installed active power (lamps and auxiliary equipment) (W);
S, es la superficie iluminada (m2);S, is the illuminated area (m2);
Em, es la iluminancia media en servicio de la instalación, considerando el mantenimiento previsto (lux).Em, is the average illuminance in service of the installation, considering the planned maintenance (lux).
Obsérvese que la potencia activa instalada (P) se obtiene de los datos del fabricante de la lámpara y equipos auxiliares dispuestos en la luminaria. A modo de ejemplo, en el siguiente enlace: (https://www.atpiluminacion.com/), encontramos la siguiente luminaria cualquiera del estado de la técnica: - fabricante: ATP ILUMINACIÓN ®; - modelo de luminaria: ENUR P ®; - óptica: LED55 A5 ®, en la que la potencia (P) es de 55W.Note that the installed active power (P) is obtained from the data from the manufacturer of the lamp and auxiliary equipment arranged in the luminaire. As an example, in the following link: (https://www.atpiluminacion.com/), we find the following state-of-the-art luminaire: - manufacturer: ATP ILUMINACIÓN ®; - luminaire model: ENUR P ®; - optics: LED55 A5 ®, in which the power (P) is 55W.
Cálculo de la calificación energética de una instalación de alumbrado exterior Las instalaciones de alumbrado exterior, excepto las de alumbrados de señales y anuncios luminosos y festivo y navideño, se calificarán en función de su índice de eficiencia energética. Calculation of the energy rating of an outdoor lighting installation Outdoor lighting installations, except for lighting for signs and luminous advertisements and for holidays and Christmas, will be rated based on their energy efficiency index.
El índice de eficiencia energética (Is) se define como el cociente entre la eficiencia energética de la instalación (s) y el valor de eficiencia energética de referencia (sr ) en función del nivel de iluminancia media en servicio proyectada:The energy efficiency index (Is) is defined as the quotient between the energy efficiency of the installation (s) and the reference energy efficiency value ( sr ) based on the projected average illuminance level in service:
Se definen como instalaciones de alumbrado vial funcional: viales de autopistas, autovías, carreteras y vías urbanas.Functional street lighting installations are defined as: motorway roads, dual carriageways, highways and urban roads.
Se definen como instalaciones de alumbrado vial ambiental: el que se ejecuta generalmente sobre soportes de baja altura (3-5 m) en áreas urbanas para la iluminación de vías peatonales, comerciales, aceras, parques y jardines, centros históricos, vías de velocidad limitada, etc.Ambient street lighting installations are defined as: those that are generally executed on low-height supports (3-5 m) in urban areas for lighting pedestrian and commercial roads, sidewalks, parks and gardens, historic centers, limited-speed roads. , etc.
El valor de (sr ) lo obtenemos de la tabla siguiente:The value of ( sr ) is obtained from the following table:
Con objeto de facilitar la interpretación de la calificación energética de la instalación de alumbrado y en consonancia con lo establecido en otras reglamentaciones, se define una etiqueta que caracteriza el consumo de energía de la instalación mediante una escala de siete letras que va desde la letra A (instalación más eficiente y con menos consumo de energía) a la letra G (instalación menos eficiente y con más consumo de energía). El índice utilizado para la escala de letras será el índice de consumo energético (ICE) que es igual al inverso del índice de eficiencia energética:In order to facilitate the interpretation of the energy rating of the lighting installation and in line with the provisions of other regulations, a label is defined that characterizes the energy consumption of the installation using a seven-letter scale that goes from the letter A (more efficient installation and with less energy consumption) to the letter G (less efficient installation and with more energy consumption). The index used for the letter scale will be the energy consumption index (ICE) which is equal to the inverse of the energy efficiency index:
11
ICE =ICE =
IsEs
La tabla siguiente determina los valores definidos por las respectivas letras de consumo energético, en función de los índices de eficiencia energética.The following table determines the values defined by the respective letters of energy consumption, based on the energy efficiency indexes.
Entre la información que se debe entregar a los usuarios figurará la eficiencia energética (e), su calificación mediante el índice de eficiencia energética (Is), medido, y la etiqueta que mide el consumo energético de la instalación, de acuerdo con el modelo que se indica a continuación: The information that must be provided to users will include energy efficiency (e), its rating by means of the energy efficiency index (Is), measured, and the label that measures the energy consumption of the installation, according to the model that is indicated below:
Un problema técnico que se encuentra en el método expuesto, empleado en el estado de la técnica, es que el cálculo de la eficiencia y calificación energética es como una foto fija que se realiza al inicio de la puesta en marcha de la instalación de alumbrado exterior. Es decir, el método conocido no permite evaluar de forma automatizada la eficiencia de las luminarias durante la vida útil de las mismas, ya que contempla la potencia de la luminaria (P) obtenida de las características de esta, y aunque un experto en la materia podría solucionarlo midiendo la potencia (P’) no se le ocurriría hacerlo, a partir del conocimiento del estado actual de la técnica, como reivindica la invención.A technical problem found in the exposed method, used in the state of the art, is that the calculation of the efficiency and energy rating is like a fixed photo that is taken at the beginning of the commissioning of the outdoor lighting installation. . In other words, the known method does not allow the automated evaluation of the efficiency of the luminaires during their useful life, since it contemplates the power of the luminaire (P) obtained from its characteristics, and although an expert in the field could solve it by measuring the power (P') it would not occur to him to do so, based on knowledge of the current state of the art, as claimed by the invention.
Vida útil de las lámparas de un alumbrado exteriorLifetime of outdoor lighting lamps
Encontramos en el documento de “Requerimientos técnicos exigibles” del Comité Español de Iluminación que la vida útil estimada de una luminaria es el periodo de tiempo en la que ésta funciona sin llegar a perder más de un porcentaje determinado de su flujo lumínico inicial. Está basada en la vida útil de todos los componentes que forman la misma. También se indica que los elementos que determinan la vida de la luminaria son la envolvente, los soportes, el LED, el módulo LED, el driver y el resto de los componentes que pueden llegar a conformarla. Aunque los LED sigan el estándar LM80 aparecen nuevos factores que afectan a su vida útil como son la temperatura interior, la corriente de funcionamiento y las condiciones ambientales.We find in the document "Exigible technical requirements" of the Spanish Lighting Committee that the estimated useful life of a luminaire is the period of time in which it works without losing more than a certain percentage of its initial luminous flux. It is based on the useful life of all the components that make it up. It is also indicated that the elements that determine the life of the luminaire are the enclosure, the supports, the LED, the LED module, the driver and the rest of the components that can make it up. Although the LEDs follow the LM80 standard New factors appear that affect its useful life, such as internal temperature, operating current and environmental conditions.
Son conocidos en el estado de la técnica diversos parámetros que afectan a la vida útil de un dispositivo eléctrico, pero no se conocen metodologías capaces de prever su evolución temporal, especialmente en el caso de lámparas de alumbrado externo debido a que su vida media es muy elevada (p.ej. más de 10 años para algunas lámparas LED y la mitad para algunas lámparas de descarga). Además, los parámetros críticos suelen presentar un comportamiento puntual errático.Various parameters that affect the useful life of an electrical device are known in the state of the art, but there are no known methodologies capable of predicting their temporal evolution, especially in the case of external lighting lamps because their average life is very long. high (eg more than 10 years for some LED lamps and half for some discharge lamps). In addition, the critical parameters tend to present an erratic punctual behavior.
Es por tanto una necesidad hace tiempo buscada el encontrar una metodología de mantenimiento de instalaciones de alumbrado exterior que contemple algún parámetro crítico involucrado en la vida útil remanente de lámparas de un alumbrado exterior, tal como preconiza la patente de invención.It is therefore a long-sought need to find a maintenance methodology for outdoor lighting installations that contemplates some critical parameter involved in the remaining useful life of outdoor lighting lamps, as advocated by the invention patent.
Estado de la técnica anterior más próximoClosest prior state of the art
En el estado de la técnica son conocidos sistemas de gestión energética en alumbrado exterior que emplean un programa de mantenimiento que requiere de un libro de registro en papel, en el cual el equipo de mantenimiento marca y registra todas las inspecciones rutinarias. El problema es que se exige demasiado papeleo y a veces los datos no son precisos, por lo que debido a la información imprecisa tareas de mantenimiento no se realizan o se duplica su realización, provocando una pérdida de calidad del servicio e incumplimiento de las inspecciones reglamentarias.In the state of the art, outdoor lighting energy management systems are known that use a maintenance program that requires a paper log book, in which the maintenance team marks and records all routine inspections. The problem is that too much paperwork is required and sometimes the data is not accurate, so due to inaccurate information, maintenance tasks are not carried out or are duplicated, causing a loss of service quality and non-compliance with regulatory inspections.
En el estado de la técnica más cercana también se conocen programas de mantenimiento que emplean libros de registro digitales capaces de programar las tareas de mantenimiento de modo automático, que además emplean medios de identificación con tecnología inalámbrica, tipo etiquetas NFC, en los cuadros y luminarias de un alumbrado exterior.In the closest state of the art, maintenance programs are also known that use digital logbooks capable of scheduling maintenance tasks automatically, which also use means of identification with wireless technology, such as NFC tags, in the panels and luminaires. of an outdoor lighting.
Tenemos entre otros los siguientes documentos: We have among others the following documents:
- WO 2011/054029 Al, que describe un METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING MAINTENANCE VERIFICATION;- WO 2011/054029 Al, which describes a METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING MAINTENANCE VERIFICATION;
- WO 2008/067236 A3, que describe un APPARATUS AND METHOD FOR INSPECTING ASSETS IN A PROCESSING OR OTHER ENVIRONMENT; - EP 1657610 A2, que describe un ASSET MAINTENANCE OR INSPECTION SYSTEM AND METHOD;- WO 2008/067236 A3, which describes an APPARATUS AND METHOD FOR INSPECTING ASSETS IN A PROCESSING OR OTHER ENVIRONMENT; - EP 1657610 A2, which describes an ASSET MAINTENANCE OR INSPECTION SYSTEM AND METHOD;
- ES 2597170 B1, que describe un SISTEMA DE VERIFICACIÓN DE INSPECCIONES EN EMPLAZAMIENTOS CON ELEMENTOS SUJETOS A- ES 2597170 B1, which describes an INSPECTIONS VERIFICATION SYSTEM IN SITES WITH ELEMENTS SUBJECT TO
INSPECCION PRESENCIAL Y METODO PARA DICHO SISTEMA.PERSONAL INSPECTION AND METHOD FOR SUCH SYSTEM.
En todos los documentos analizados, el número de serie de la etiqueta de identificación del elemento del alumbrado lo utilizan como puntero contra una base de datos para obtener, p.ej., de dicho elemento: las coordenadas geográficas (Universal Transverse Mercator, UTM), las tareas programadas de mantenimiento, etc.In all the documents analyzed, the serial number of the identification label of the lighting element is used as a pointer against a database to obtain, for example, from said element: the geographic coordinates ( Universal Transverse Mercator , UTM). , scheduled maintenance tasks, etc.
Problema técnico planteadotechnical problem raised
Los sistemas del estado de la técnica anterior presentan una problemática que se centra fundamentalmente en los siguientes aspectos:The systems of the prior state of the art present a problem that is fundamentally focused on the following aspects:
X requieren de programas de mantenimiento que requieren de un libro de registro en papel que provoca una pérdida de calidad del servicio e incumplimiento de las inspecciones reglamentarias;X require maintenance programs that require a paper log book that causes a loss of quality of service and non-compliance with regulatory inspections;
X los más modernos emplean programas informáticos capaces de realizar tareas de gestión y optimización energética empleando medios de identificación en los cuadros y luminarias de un alumbrado exterior, pero que no almacenan los resultados, de las tareas de gestión y optimización energética y de eficiencia energética, en la propia etiqueta de identificación;X the most modern use computer programs capable of carrying out energy management and optimization tasks using means of identification in the panels and luminaires of outdoor lighting, but which do not store the results of the energy management and optimization and energy efficiency tasks, on the identification tag itself;
X presentan métodos tediosos de iteración con los medios de identificación; X en caso de que un experto en la materia quisiera intentar medir de forma automática la potencia consumida por la luminaria requiere del tendido de cables de medida o de costosos medios de envío de datos de forma inalámbrica, para monitorizar los consumos de las luminarias en tiempo real;X present tedious methods of iterating with the means of identification; X in the event that an expert in the field wants to try to automatically measure the power consumed by the luminaire, it requires the laying of measurement cables or expensive means of sending data wirelessly, to monitor the consumption of the luminaires in time real;
X no permiten la detección automática de lámpara fundida requiriendo energizar el alumbrado con el fin de inspeccionar visualmente si la lámpara se enciende;X do not allow for automatic burnt-out lamp detection requiring powering up the lighting in order to visually inspect if the lamp ignites;
X no permiten detectar automáticamente reemplazos de lámparas estropeadas por otras nuevas pero inadecuadas (tipo, potencia, etc.);X do not automatically detect the replacement of defective lamps with new but inadequate ones (type, power, etc.);
X no permiten evaluar de forma automatizada la eficiencia y calificación energética de las luminarias durante su vida útil.X do not allow automatic evaluation of the efficiency and energy rating of the luminaires during their useful life.
Ventaja técnica que aporta la invenciónTechnical advantage provided by the invention
El sistema (1) y procedimiento (P1) que la invención preconiza resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos comentados.The system (1) and procedure (P1) that the invention recommends fully satisfactorily solve the problem set forth above, in each and every one of the different aspects discussed.
S no requiere de libro de registro en papel;S does not require a paper logbook;
S almacena los resultados, de las tareas de gestión y optimización energética y de eficiencia energética, en la propia etiqueta de identificación; S stores the results of the energy management and optimization and energy efficiency tasks in the identification label itself;
S presenta un método sencillo de iteración automática implementado en los medios de identificación; S presents a simple automatic iteration method implemented in the identification means;
S monitoriza el consumo de las luminarias en tiempo real con la finalidad de calcular la vida útil restante de la lámpara sin requerir tendido de cables de medida o el empleo de costosos medios de envío de datos de forma inalámbrica; S monitors the consumption of the luminaires in real time in order to calculate the remaining useful life of the lamp without requiring the laying of measurement cables or the use of expensive means of sending data wirelessly;
S permite la detección automática de lámpara fundida, quedando el registro del estado de cada lámpara en la su etiqueta de identificación;S allows the automatic detection of burnt-out lamp, keeping the record of the status of each lamp on its identification label;
S permite detectar automáticamente reemplazos de lámparas estropeadas por otras nuevas pero inadecuadas (tipo, potencia, etc.), quedando el registro del estado de cada lámpara en la su etiqueta de identificación;S makes it possible to automatically detect replacements of broken lamps for new but inadequate ones (type, power, etc.), keeping the record of the state of each lamp on its identification label;
S permite evaluar de forma automatizada la eficiencia y calificación energética de las luminarias durante su vida útil, quedando el registro del estado de cada lámpara en la su etiqueta de identificación;S allows to automatically evaluate the efficiency and energy rating of the luminaires during their useful life, keeping the record of the state of each lamp on its identification label;
Además, la presente invención preconiza un nuevo indicador que se ha denominado “huella energética digital” cuyo resultado se materializa en una etiqueta digital almacenada en la memoria de usuario de la etiqueta de identificación de cada n-luminaria de alumbrado exterior, así como en una copia sincronizada de la misma en un servidor.In addition, the present invention recommends a new indicator that has been called "digital energy footprint" whose result is materialized in a digital label stored in the user memory of the identification label of each n-external lighting luminaire, as well as in a synchronized copy of it on a server.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limitativo.To complement the description and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a set of illustrative and non-limiting figures is attached as an integral part of said description.
Glosario de referenciasreference glossary
(0) Instalación de alumbrado exterior, cualquiera del estado de la técnica anterior;(0) Installation of exterior lighting, any of the prior state of the art;
(01) Luminaria de alumbrado exterior;(01) Exterior lighting luminaire;
(02) Columna;(02) Column;
(03) Cable de alimentación luminaria;(03) Light power cable;
(04) Cable de alimentación circuito de luminarias;(04) Lighting circuit power cable;
(05) Cuadro general de alumbrado; (05) General lighting chart;
(1) Sistema de gestión y optimización energética en alumbrado exterior, objeto de la invención;( 1 ) Energy management and optimization system for outdoor lighting, object of the invention;
(10) Etiqueta de identificación;( 10 ) Identification label;
(20) Sensor inductivo emisor de datos;( 20 ) Inductive sensor emitting data;
(201) Toroidal intensidad;(201) Toroidal intensity;
(2011) Secundario intensidad;(2011) Secondary intensity;
(2012) Secundario alimentación;(2012) Secondary feeding;
(202) Toroidal datos;(202) Toroidal data;
(2021) Secundario datos;(2021) Secondary data;
(203) Circuito electrónico;(203) Electronic circuit;
(30) Sensor inductivo captador de datos;( 30 ) Inductive sensor data capture;
(301) Toroidal intensidad;(301) Toroidal intensity;
(3011) Secundario intensidad;(3011) Secondary intensity;
(3012) Secundario alimentación;(3012) Secondary feeding;
(302) Toroidal datos;(302) Toroidal data;
(3021) Secundario datos;(3021) Secondary data;
(303) Circuito electrónico;(303) Electronic circuit;
(304) Canal analógico;(304) Analog channel;
(305) Canal datos;(305) Data channel;
(I) Intensidad primario;(I) Primary intensity;
(Id) Portadora datos primario;(Id) Primary data carrier;
(I’) Intensidad secundaria;(I') Secondary intensity;
(Id’) Portadora datos secundario;(Id') Secondary data carrier;
(40) Controlador lógico programable inalámbrico;( 40 ) Wireless Programmable Logic Controller;
(401) Sensor inalámbrico de lectura y escritura activa;(401) Wireless active read and write sensor;
(50) Dispositivo móvil; ( 50 ) Mobile device;
(60) Ordenador;( 60 ) Computer;
(70) Tarjeta de identificación usuario;( 70 ) User identification card;
(P1) Procedimiento de gestión y optimización energética en alumbrado exterior, objeto de la invención;( P1 ) Procedure for energy management and optimization in outdoor lighting, object of the invention;
(P11) Aplicación móvil;(P11) Mobile application;
(P12) Programa ordenador;(P12) Computer program;
(P13) Servidor web.(P13) Web server.
Figura 01 (Fig.01). - muestra una vista de conjunto de una instalación de alumbrado exterior (0), cualquiera del estado de la técnica anterior, con la disposición de los diferentes elementos del sistema de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (1), objeto de la invención; Figure 01 ( Fig.01 ). - It shows an overall view of an outdoor lighting installation (0), any of the prior state of the art, with the layout of the different elements of the outdoor lighting energy management and optimization system (1), object of the invention;
Figura 02 (Fig.02). - muestra una vista en alzado de unos sensores inductivos (20,30); en Fig.02A un sensor inductivo emisor de datos (20) y en Fig.02B un sensor inductivo captador de datos (30); Figure 02 ( Fig.02 ). - shows an elevation view of some inductive sensors (20, 30); in Fig.02A an inductive sensor emitting data (20) and in Fig.02B an inductive sensor collecting data (30);
Figura 03 (Fig.03). - muestra una vista esquemática de un sensor inductivo emisor de datos (20); Figure 03 ( Fig.03 ). - shows a schematic view of a data-emitting inductive sensor (20);
Figura 04 (Fig.04). - muestra una vista esquemática de un sensor inductivo captador de datos (30); Figure 04 ( Fig.04 ). - shows a schematic view of an inductive data-capturing sensor (30);
Figura 05 (Fig.05). - muestra una vista en alzado de un controlador lógico programable inalámbrico (40) y una vista en corte para observar su sensor inalámbrico de lectura y escritura activa (401); Figure 05 ( Fig.05 ). - shows an elevation view of a wireless programmable logic controller (40) and a sectional view to observe its active read and write wireless sensor (401);
Figura 06 (Fig.06). - muestra un diagrama de flujo de la ETAPA “condiciones iniciales” del módulo de procedimiento aplicación móvil (P11); Figure 06 ( Fig.06 ). - shows a flowchart of the STAGE "initial conditions" of the mobile application procedure module (P11);
Figura 07 (Fig.07). - muestra un diagrama del resto de las etapas, objeto de la invención, de las ETAPAS del módulo de procedimiento aplicación móvil (P11). Figure 07 ( Fig.07 ). - shows a diagram of the rest of the stages, object of the invention, of the STAGES of the mobile application procedure module (P11).
Descripción detallada de la invención y exposición detallada de un modo de realización preferente de la invenciónDetailed description of the invention and detailed description of a preferred embodiment of the invention
Se describe detalladamente una realización preferente de la invención, de entre las distintas alternativas posibles, mediante enumeración de sus componentes, así como de su relación funcional en base a referencias a las figuras, que se han incluido, a título ilustrativo y no limitativo, según los principios de las reivindicaciones.A preferred embodiment of the invention is described in detail, among the different possible alternatives, by listing its components, as well as their functional relationship based on references to the figures, which have been included, for illustrative and non-limiting purposes, according to the principles of claims.
Se hace referencia a las figuras según sea necesario de acuerdo a conseguir una mejor comprensión de lo mostrado en las mismas.Reference is made to the figures as necessary in order to gain a better understanding of what is shown therein.
La invención preconiza un sistema de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (1), del tipo de los que incorporan medios de mantenimiento e identificación de los cuadros generales de alumbrado (05) y de las n-luminarias de alumbrado exterior (01) con la finalidad de ubicar los cuadros (05) y luminarias (01) en un mapa digital junto a una pluralidad de características técnicas asociadas, y que se caracteriza porque los medios de mantenimiento e identificación comprenden:The invention recommends an energy management and optimization system for exterior lighting (1), of the type that incorporates means of maintenance and identification of the general lighting panels (05) and of the n-luminaires of exterior lighting (01) with the purpose of locating the boxes (05) and luminaires (01) on a digital map together with a plurality of associated technical characteristics, and which is characterized in that the maintenance and identification means include:
- una pluralidad de etiquetas de identificación (10) que se disponen en los elementos de la instalación de alumbrado exterior (0), principalmente en el cuadro general de alumbrado (05), en el controlador lógico programable inalámbrico (40) y en cada una de las n-luminarias de alumbrado exterior (01), y cuya lectura o escritura de las etiquetas (10) se realiza con un dispositivo móvil (50) mediante una aplicación móvil (P11) instalada en el mismo.- a plurality of identification labels (10) that are arranged in the elements of the outdoor lighting installation (0), mainly in the general lighting panel (05), in the wireless programmable logic controller (40) and in each one of the n-outdoor lighting luminaires (01), and whose reading or writing of the labels (10) is done with a mobile device (50) by means of a mobile application (P11) installed on it.
En una realización preferente las etiquetas de identificación (10) son de tecnología inalámbrica pasiva tipo NFC adhesivas, a prueba de agua, antimetal (forma de la antena específica), adecuadas para la aplicación en superficies metálicas; chip NTAG21x, compatible con todos los dispositivos NFC. Todas las etiquetas NFC funcionan con una frecuencia de 13,56 MHz; se puede disponer una o varias etiquetas en cada elemento según se desee.In a preferred embodiment, the identification tags (10) are NFC-type passive wireless technology, adhesive, waterproof, anti-metal (specific antenna shape), suitable for application on metal surfaces; NTAG21x chip, compatible with all NFC devices. All NFC tags work with a 13.56 MHz frequency; one or more tags can be arranged on each element as desired.
Según otra configuración, las etiquetas de identificación (10) son etiquetas NFC hechas de ABS, para uso industrial, antimetal, a prueba de agua, adhesivas y con un agujero central para fijarse mejor.According to another configuration, the identification tags (10) are NFC tags made of ABS, for industrial use, anti-metal, waterproof, adhesive, and with a central hole for better fixation.
El dispositivo móvil (50) en una realización preferente es un smartphone que disponga de un sensor activo NFC, y este debe estar habilitado.The mobile device (50) in a preferred embodiment is a smartphone that has an active NFC sensor, and this must be enabled.
- una tarjeta de identificación usuario (70) que la porta el técnico de mantenimiento o inspección en la que se adhiere una etiqueta de identificación (10) y que tiene la funcionalidad de aportar la identidad del usuario a la aplicación móvil (P11).- A user identification card (70) carried by the maintenance or inspection technician to which an identification label (10) is attached and which has the functionality of providing the user's identity to the mobile application (P11).
En una realización preferente la tarjeta (70) es un soporte plástico en que se adhiere una etiqueta de identificación (10) de tecnología inalámbrica pasiva tipo NFC en soporte pegatina. La etiqueta lleva precargada la identificación del usuario, así como una clave que requiere ser conocida por el usuario. Para reutilizar la tarjeta (70) con el fin de que la emplee otro usuario basta con reemplazar la pegatina.In a preferred embodiment, the card (70) is a plastic support on which an NFC-type passive wireless technology identification label (10) is adhered on a sticker support. The tag is preloaded with the user's identification, as well as a key that the user needs to know. To reuse the card (70) for use by another user, it is sufficient to replace the sticker.
Según otra configuración la tarjeta (70) es un smartphone con tecnología NFC, en el que el smartphone capta la medida biométrica del usuario y la envía mediante NFC para proceder a su identificación.According to another configuration, the card (70) is a smartphone with NFC technology, in which the smartphone captures the user's biometric measurement and sends it via NFC to proceed with its identification.
- una pluralidad de sensores inductivos emisor de datos (20) (Fig.01) que están acoplados al cable de alimentación luminaria (03) de cada n-luminaria (01), disponiendo cada sensor (20) de los medios para enviar de forma codificada el dato de la intensidad medida a través del cable (03) así como para alimentar dichos medios a partir del campo magnético creado por la corriente del cable (03) a medir, que comprende en un único cuerpo: - a plurality of inductive sensors emitting data (20) ( Fig. 01 ) that are coupled to the luminaire power supply cable (03) of each n-luminaire (01), each sensor (20) having the means to send coded the data of the intensity measured through the cable (03) as well as to feed said means from the magnetic field created by the current of the cable (03) to be measured, which comprises in a single body:
- un toroidal intensidad (201) (Fig.03) construido de chapa magnética, que permite trabajar a 50 Hz, que está acoplado al cable de alimentación luminaria (03) por el cual discurre la intensidad primario (I) a medir y que dispone de dos devanados secundarios: - un secundario intensidad (2011), que envía la intensidad secundaria (I’) a un circuito electrónico (203) que transduce dicha intensidad (I’) para normalizarla, escalarla y convertirla a una corriente portadora datos secundario (Id’) de alta frecuencia; - un secundario alimentación (2012), que alimenta dicho circuito (203);- An intensity toroid (201) ( Fig.03 ) made of magnetic sheeting, which allows working at 50 Hz, which is coupled to the luminaire power supply cable (03) through which the primary intensity (I) to be measured runs and which has of two secondary windings: - a secondary current (2011), which sends the secondary current (I') to an electronic circuit (203) that transduces said current (I') to normalize it, scale it and convert it to a secondary data carrier current ( Id') high frequency; - a secondary supply (2012), which supplies said circuit (203);
- un toroidal datos (202) (Fig.03) construido de ferrita cerámica que permite trabajar hasta 100 MHz, también acoplado al cable de alimentación luminaria (03), que dispone de un devanado secundario datos (2021), al que le llega la corriente portadora datos secundario (Id’) y la acopla al cable (03) mediante el toroidal (202) en forma de portadora datos primario (Id).- a data toroid (202) ( Fig.03 ) made of ceramic ferrite that allows working up to 100 MHz, also coupled to the light supply cable (03), which has a secondary data winding (2021), which receives the secondary data carrier current (Id') and couples it to the cable (03) through the toroid (202) in the form of primary data carrier (Id).
La intensidad denominada intensidad primario (I), que recorre el cable de alimentación luminaria (03), proviene del consumo de cada n-luminaria y debe recorrer (Fig.02A) primero el toroidal intensidad (201) y después el toroidal datos (202), apareciendo en el cable (03), después de dicho recorrido, una intensidad compuesta formada por la intensidad (I) más la portadora de datos (Id); bloqueando el toroidal (202) de ferrita el resto de las portadoras de datos que vienen del resto de las n-luminarias por el mismo cable de alimentación (03) al que están conectadas.The intensity called primary intensity (I), which runs through the luminaire power supply cable (03), comes from the consumption of each n-luminaire and must travel ( Fig.02A ) first the intensity toroidal (201) and then the data toroidal (202 ), appearing on the cable (03), after said route, a composite intensity formed by the intensity (I) plus the data carrier (Id); The ferrite toroid (202) blocks the rest of the data carriers that come from the rest of the n-luminaires through the same power cable (03) to which they are connected.
En una realización preferente (Fig.01) el sensor inductivo emisor de datos (20) se ubica en el interior de la columna (02) de cada n-luminaria (01).In a preferred embodiment ( Fig.01 ) the data emitting inductive sensor (20) is located inside the column (02) of each n-luminaire (01).
El principio de funcionamiento del sensor (20) (Fig.03) consiste en que sobre la intensidad de red acopla una portadora modulada en frecuencia o en amplitud de modo que los cables de alimentación (03) actúen de transmisores de datos; los datos pueden ser analógicos o digitales, dependiendo del tipo de protocolo o estándar utilizado en la codificación dentro del transmisor. The operating principle of the sensor (20) ( Fig.03 ) consists in coupling a carrier modulated in frequency or amplitude to the network intensity so that the power cables (03) act as data transmitters; the data can be analog or digital, depending on the type of protocol or standard used in the encoding within the transmitter.
- un sensor inductivo captador de datos (30) (Fig.01) que está acoplado al cable del circuito de luminarias (04), disponiendo el sensor (30) de los medios para transducir la intensidad medida dándole salida a través de un canal analógico (304) y captar las intensidades de cada n-luminaria (01), que de forma codificada le llegan a través del cable (04), para transducirlas dándoles salida por un canal de datos (305), así como para alimentar dichos medios a partir del campo magnético creado por la corriente del cable (04) ) a medir, que comprende en un único cuerpo:- An inductive data-capturing sensor (30) ( Fig.01 ) that is coupled to the cable of the luminaire circuit (04), providing the sensor (30) with the means to transduce the measured intensity, outputting it through an analog channel (304) and capture the intensities of each n-luminaire (01), which arrive in a coded way through the cable (04), to transduce them, giving them output through a data channel (305), as well as to feed said media to from the magnetic field created by the current of the cable (04) ) to be measured, which comprises in a single body:
- un toroidal intensidad (301) (Fig.04) construido de chapa magnética, que permite trabajar a 50 Hz, que está acoplado al cable de alimentación circuito luminarias (04) por el cual discurre la intensidad primario (I) a medir y que dispone de dos devanados secundarios: - un secundario intensidad (3011), que envía la intensidad secundaria (I’) a un circuito electrónico (303) que transduce dicha intensidad (I’) para normalizarla, escalarla y convertirla dándole salida a través de un canal analógico (304); - un secundario alimentación (3012), que alimenta dicho circuito (303);- An intensity toroid (301) ( Fig.04 ) made of magnetic sheeting, which allows working at 50 Hz, which is coupled to the lighting circuit power cable (04) through which the primary intensity (I) to be measured runs and which It has two secondary windings: - A secondary current (3011), which sends the secondary current (I') to an electronic circuit (303) that transduces said current (I') to normalize, scale and convert it, outputting it through a analog channel (304); - a secondary supply (3012), which supplies said circuit (303);
- un toroidal datos (302) (Fig.04) construido de ferrita cerámica que permite trabajar hasta 100 MHz, también acoplado al cable alimentación circuito luminarias (04), que capta una intensidad compuesta formada por una intensidad primario (I) más una portadora de datos (Id) para mediante un devanado secundario datos (3021) extraer la corriente portadora datos secundario (Id’) de alta frecuencia para enviarla a un circuito electrónico (303) que transduce dicha intensidad (Id’) para normalizarla, escalarla y convertirla dándole salida a través de un canal datos (305).- a data toroid (302) ( Fig.04 ) made of ceramic ferrite that allows working up to 100 MHz, also coupled to the lighting circuit power supply cable (04), which captures a compound current made up of a primary current (I) plus a carrier through a secondary data winding (3021) to extract the high frequency secondary data carrier current (Id') to send it to an electronic circuit (303) that transduces said intensity (Id') to normalize, scale and convert it outputting it through a data channel (305).
La intensidad compuesta por la intensidad primario (I) y la portadora datos primario (Id), que recorre el cable de alimentación circuito luminarias (04), proviene del consumo del conjunto de las n-luminarias que forman parte del circuito de alumbrado y debe recorrer (Fig.02B) primero el toroidal datos (302) y después el toroidal intensidad (301), apareciendo en el cable (04), después de dicho recorrido, sólo la intensidad (I), ya que el toroidal (302) de ferrita bloquea la portadora de datos.The intensity made up of the primary intensity (I) and the primary data carrier (Id), which runs through the lighting circuit power cable (04), comes from the consumption of the set of n-luminaires that are part of the lighting circuit and must travel ( Fig.02B ) first the data toroid (302) and then the current toroid (301), appearing on the cable (04), after said route, only the current (I), since the ferrite toroid (302) blocks the data carrier.
En una realización preferente (Fig.01) el sensor inductivo captador de datos (30) se ubica en el interior del cuadro general de alumbrado (05).In a preferred embodiment ( Fig.01 ) the inductive data capture sensor (30) is located inside the general lighting panel (05).
El principio de funcionamiento del sensor (30) (Fig.04) consiste en que sobre la intensidad de red extrae una portadora modulada en frecuencia o en amplitud ya que los cables de alimentación (04) actúan de transmisores de datos; los datos pueden ser analógicos o digitales, dependiendo del tipo de protocolo o estándar utilizado en la codificación dentro del transmisor.The operating principle of the sensor (30) ( Fig.04 ) consists in extracting a frequency or amplitude modulated carrier from the network current, since the power cables (04) act as data transmitters; the data can be analog or digital, depending on the type of protocol or standard used in the encoding within the transmitter.
Estos sensores (20,30) (Fig.03-04) se alimentan de la propia intensidad eléctrica que miden, ya que en este caso cuando el alumbrado exterior no esté energizado no se pueden autoalimentar, pero tampoco se requiere la monitorización del consumo. Mediante estos medios se conoce el consumo eléctrico de cada n-luminaria (01) con el fin de calcular la huella energética digital. También se puede saber si hay presuntos robos de energía eléctrica en el cableado si el consumo total, también medido, no coincide con la suma de los consumos de las luminarias. Además, si el consumo de una luminaria es menor o mayor al previsto en sus características técnicas se pueden detectar los siguientes problemas: la lámpara se está agotando, la lámpara se ha reemplazado por el servicio de mantenimiento municipal por otra que no es de la potencia adecuada, etc. Finalmente, si una luminaria energizada no presenta consumo es indicación de que está fundida.These sensors (20,30) ( Fig.03-04 ) are powered by the electrical intensity they measure, since in this case when the outdoor lighting is not energized they cannot be self-powered, but consumption monitoring is not required either. Through these means, the electrical consumption of each n-luminaire (01) is known in order to calculate the digital energy footprint. It is also possible to know if there is presumed theft of electrical energy in the wiring if the total consumption, also measured, does not coincide with the sum of the consumption of the luminaires. In addition, if the consumption of a luminaire is lower or higher than that foreseen in its technical characteristics, the following problems can be detected: the lamp is running out, the lamp has been replaced by the municipal maintenance service with another that does not have the power proper etc Finally, if an energized luminaire does not present consumption, it is an indication that it is burned out.
- un controlador lógico programable inalámbrico (40) (Fig.01) en el que en la parte exterior de la carcasa (Fig.05) se adhiere una etiqueta de identificación (10) y en el interior de la misma y, enfrentado a la etiqueta (10), un sensor inalámbrico de lectura y escritura activa (401) conectado con la unidad central de proceso y que dispone de los medios necesarios activos para leer y escribir en dicha etiqueta (10) las intensidades de cada n-luminaria (01), recibidas por en canal datos (305), así como la intensidad total medida en el cable de alimentación (04), recibida por el canal analógico (304) y dispone también de los medios para enviar los valores registrados y procesados a un servidor web (P13).- A wireless programmable logic controller (40) ( Fig.01 ) in which an identification label (10) is attached to the outside of the casing ( Fig.05 ) and inside it and, facing the label (10), a wireless sensor for active reading and writing (401) connected to the central processing unit and which has the necessary active means to read and write on said label (10) the intensities of each n-luminaire (01 ), received by the data channel (305), as well as the total intensity measured in the power cable (04), received by the analog channel (304) and also has the means to send the recorded and processed values to a web server (P13).
En una realización preferente el sensor de lectura y escritura activa (501) es de tipo NFC.In a preferred embodiment, the active reading and writing sensor (501) is of the NFC type.
- un ordenador (60) dotado de un programa ordenador (P12) instalado en dicho equipo, que incorpora medios de gestión y optimización energética en alumbrado exterior, así como medios de comunicación con una pluralidad de dispositivos móviles (50) y con un servidor web (P13) para generar un libro de registro digital;- A computer (60) equipped with a computer program (P12) installed in said equipment, which incorporates means for managing and optimizing energy in outdoor lighting, as well as means of communication with a plurality of mobile devices (50) and with a web server. (P13) to generate a digital logbook;
En una realización preferente un servidor web (P13) consistente en un programa informático, que incorpora medios para procesar una aplicación del lado del servidor, realizando conexiones bidireccionales o unidireccionales y síncronas o asíncronas con una pluralidad de ordenadores (60) y de dispositivos móviles (50) generando o cediendo una respuesta en cualquier lenguaje o aplicación del lado del cliente (50-60). Las lámparas de tipo LED están formadas por una matriz de diodos LED que con el paso del tiempo suelen ir apagándose individualmente provocando un consumo de intensidad eléctrica menor que lo prefijado, además también se puede dar un fallo generalizado por lo que la intensidad consumida será nula. Los datos del consumo de cada n-luminaria, y del consumo total, el controlador los escribe en la etiqueta (10) así como los envía, p.ej., por internet al servidor web (P13). Por lo tanto, la base de datos del servidor web (P13), enviará a la aplicación móvil (P11) y al programa de ordenador (P12) los datos de consumos y la aplicación (P11) y el programa (P12) además de mostrar dichos datos los representarán en forma gráfica para indicar: lámpara fundida, lámpara deficiente, etc.In a preferred embodiment, a web server (P13) consisting of a computer program, which incorporates means to process an application on the server side, making bidirectional or unidirectional and synchronous or asynchronous connections with a plurality of computers (60) and mobile devices ( 50) generating or returning a response in any language or client-side application (50-60). LED-type lamps are made up of a matrix of LED diodes that with the passage of time tend to turn off individually, causing a lower electrical intensity consumption than the preset amount, in addition, a general failure can also occur, so the intensity consumed will be null. . The data of the consumption of each n-luminaire, and of the total consumption, the controller writes them in the label (10) as well as sends them, for example, by Internet to the web server (P13). Therefore, the database of the web server (P13) will send the mobile application (P11) and the computer program (P12) the consumption data and the application (P11) and the program (P12) in addition to showing Said data will be represented graphically to indicate: burnt out lamp, deficient lamp, etc.
Procedimiento de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (P1) mediante el empleo de un sistema (1) _para su implementación Procedure for management and energy optimization in outdoor lighting ( P1) through the use of a system ( 1) _for its implementation
Se describe detalladamente un procedimiento preferente de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (P1) que utiliza el dispositivo de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (1) mediante la enumeración de las etapas a ejecutar según el orden indicado.A preferred procedure for energy management and optimization in outdoor lighting (P1) that uses the management and optimization device is described in detail. energy in outdoor lighting (1) by listing the stages to be executed in the order indicated.
La invención preconiza un procedimiento de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (P1) que utiliza el sistema de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (1), del tipo de los que interactúan con medios de mantenimiento e identificación de los cuadros generales de alumbrado (05) y de las n-luminarias de alumbrado exterior (01) con la finalidad de ubicar los cuadros (05) y luminarias (01) en un mapa digital junto a una pluralidad de características técnicas asociadas, que emplea el sistema de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (1), que comprende los siguientes módulos de procedimiento implementados en:The invention recommends an external lighting energy management and optimization procedure (P1) that uses the external lighting energy management and optimization system (1), of the type that interacts with means of maintenance and identification of the general lighting panels. (05) and of the n-luminaires for outdoor lighting (01) in order to locate the boxes (05) and luminaires (01) on a digital map together with a plurality of associated technical characteristics, which is used by the management system and energy optimization in outdoor lighting (1), which includes the following procedure modules implemented in:
- un programa ordenador (P12), instalado en uno o en una pluralidad de ordenadores (60), que incorpora medios de comunicación con una pluralidad de dispositivos móviles (50) y con un servidor web (P13) para generar un libro de registro digital;- a computer program (P12), installed on one or a plurality of computers (60), which incorporates communication means with a plurality of mobile devices (50) and with a web server (P13) to generate a digital record book ;
- un servidor web (P13) consistente en un programa informático, que incorpora medios para procesar una aplicación del lado del servidor, realizando conexiones bidireccionales o unidireccionales y síncronas o asíncronas con una pluralidad de ordenadores (60) y de dispositivos móviles (50) generando o cediendo una respuesta en cualquier lenguaje o aplicación del lado del cliente (50-60);- A web server (P13) consisting of a computer program, which incorporates means to process an application on the server side, making bidirectional or unidirectional and synchronous or asynchronous connections with a plurality of computers (60) and mobile devices (50) generating or yielding a response in any language or client-side application (50-60);
- una aplicación móvil (P11), instalada en uno o en una pluralidad de dispositivos móviles (50), que incorpora medios para poder realizar tareas de mantenimiento in situ así como detectar la posición de cualquier elemento mediante sistema de posicionamiento global (Global Positioning System, GPS), que comprende las siguientes etapas:- A mobile application (P11), installed on one or a plurality of mobile devices (50), which incorporates means to carry out maintenance tasks in situ as well as to detect the position of any element by means of a global positioning system ( Global Positioning System). , GPS), which comprises the following stages:
ETAPA “condiciones iniciales”. Escritura de datos iniciales en la etiqueta de identificación (10) ubicada en el cuadro general de alumbrado (05) o en el STAGE "initial conditions". Writing of initial data on the identification label (10) located in the general lighting panel (05) or in the controlador lógico programable inalámbrico (40) o en cada una de las n-luminarias de alumbrado exterior (01).wireless programmable logic controller (40) or in each of the n-outdoor lighting luminaires (01).
Un técnico de mantenimiento o de inspección aproxima, hasta que estén prácticamente en contacto físico, un dispositivo móvil (50) a una etiqueta de identificación (10), y automáticamente se inicia la aplicación móvil (P11) instalada en el dispositivo (50), solicitándose al usuario que aproxime la tarjeta de identificación usuario (70) para que en caso de que sea correcta de forma automática se proceda a la lectura del número de serie de la etiqueta (10), excepto si no coincide la clave de seguridad precargada en la aplicación a partir de la tarjeta (70) con la de la etiqueta (10) que inhabilitaría la lectura de la misma y de la aplicación móvil (P11).A maintenance or inspection technician brings a mobile device (50) close to an identification tag (10) until they are practically in physical contact, and the mobile application (P11) installed on the device (50) starts automatically. requesting the user to approach the user identification card (70) so that if it is correct automatically proceed to read the serial number of the label (10), except if the preloaded security code does not match the application from the card (70) with that of the label (10) that would disable the reading thereof and the mobile application (P11).
La etapa “condiciones iniciales” comprende las siguientes sub-etapas (la Fig.06 muestra un diagrama de flujo que representa de forma gráfica la etapa de “condiciones iniciales” del módulo de procedimiento aplicación móvil (P11), que en un modo de realización preferente la etapa de “condiciones iniciales” se realiza cuando hay que etiquetar un elemento inventariado de una instalación de alumbrado exterior (0). Nótese, que el diagrama de flujo cumple los estándares (IEC 1131, EN61131) para representar un diagrama de control con etapas y transiciones (Graphe Fonctionnel de Commande Etape Transition, GRAFCET); el procedimiento irá activando en este caso cada una de las sub etapas y desactivando la anterior conforme se vayan cumpliendo cada una de las condiciones de transición, que se han representado con una línea horizontal con una flecha indicando el sentido del recorrido; estas condiciones en general son el cumplimiento en pantalla de una acción del usuario):The "initial conditions" stage comprises the following sub-stages ( Fig.06 shows a flowchart that graphically represents the "initial conditions" stage of the mobile application procedure module (P11), which in one embodiment Preferably, the "initial conditions" stage is carried out when an inventoried element of an outdoor lighting installation has to be labeled (0). Note that the flowchart complies with the standards (IEC 1131, EN61131) to represent a control diagram with stages and transitions ( Graphe Fonctionnel de Commande Etape Transition, GRAFCET); in this case, the procedure will activate each one of the sub-stages and deactivate the previous one as each of the transition conditions are fulfilled, which have been represented with a line horizontal with an arrow indicating the direction of travel; these conditions are generally the fulfillment of a user action on the screen):
- Etapa “ci.1”. Importar del servidor web (P13) el inventario de la instalación de alumbrado exterior (0) desde un dispositivo móvil (50). El inventario ha tenido que hacerse con anterioridad. - Stage "ci.1". Import from the web server (P13) the inventory of the outdoor lighting installation (0) from a mobile device (50). The inventory has had to be done beforehand.
Etapa “ci.2”. Seleccionar la instalación de alumbrado exterior (0) que se desee por localización o por cuadro general de alumbrado (05) o por el filtro que se desee.Stage "ci.2". Select the desired outdoor lighting installation (0) by location or by general lighting table (05) or by the desired filter.
Etapa “ci.3”. Seleccionar en el mapa el cuadro general de alumbrado (05) o el controlador lógico programable inalámbrico (40) o la luminaria (01) que se desee para acceder a la información del elemento seleccionado.Stage "ci.3". Select on the map the general lighting panel (05) or the wireless programmable logic controller (40) or the luminaire (01) that you want to access the information of the selected element.
Etapa “ci.4”. Asignar o modificar etiqueta de identificación (10) del elemento seleccionado.Stage "ci.4". Assign or modify identification label (10) of the selected element.
Etapa “ci.5”. Escribir la memoria de usuario de la etiqueta (10) del elemento seleccionado, con los datos iniciales provenientes del inventario, al acercar el dispositivo móvil (50) a la etiqueta (10).Stage "ci.5". Write the user memory of the label (10) of the selected element, with the initial data from the inventory, by bringing the mobile device (50) closer to the label (10).
Etapa “ci.6”. Vincular de forma automática, en el inventario de la instalación de alumbrado exterior (0) del servidor web (P13), el número de serie de la etiqueta de identificación (10) con el elemento etiquetado (01,05,40). Si en ese momento el dispositivo móvil (50) tiene cobertura de internet se sincronizarán automáticamente los datos de la aplicación móvil (P11) y el servidor web (P13); si, por el contrario, no se dispone de red se almacenarán los datos de forma local en el dispositivo móvil (50) hasta que se sincronicen automáticamente al disponer de cobertura. Stage "ci.6". Automatically link, in the inventory of the outdoor lighting installation (0) of the web server (P13), the serial number of the identification label (10) with the labeled element (01,05,40). If at that moment the mobile device (50) has internet coverage, the data of the mobile application (P11) and the web server (P13) will be automatically synchronized; If, on the other hand, there is no network, the data will be stored locally on the mobile device (50) until they are automatically synchronized when coverage is available.
Estando caracterizado porque el módulo de procedimiento implementado en la aplicación móvil (P11), con la finalidad de escribir y leer un indicador denominado huella energética digital almacenada en la memoria de usuario de la etiqueta de identificación (10) de cada n-luminaria de un alumbrado exterior (01), así como en una copia sincronizada de la misma en un servidor web (P13), además comprende al menos las siguientes etapas (la Fig.07 muestra un diagrama de flujo que representa de forma gráfica las etapas del módulo de procedimiento aplicación móvil (P11); la representación gráfica de la misma manera que se ha explicado anteriormente; las acciones asociadas a cada etapa se realizarán en función de la etapa activa a la que están asociadas):Being characterized in that the procedure module implemented in the mobile application (P11), in order to write and read an indicator called digital energy footprint stored in the user memory of the identification label (10) of each n-luminaire of a outdoor lighting (01), as well as a synchronized copy of it on a web server (P13), it also includes at least the following stages ( Fig.07 shows a flowchart that graphically represents the stages of the lighting module: mobile application procedure (P11), graphical representation in the same way as explained above; the actions associated with each stage will be carried out based on the active stage to which they are associated):
ETAPA “a”: Lectura de la clave, número de serie y de la memoria de usuario en la etiqueta de identificación (10) ubicada en el controlador lógico programable inalámbrico (40), al acercar el dispositivo móvil (50) a la etiqueta (10). (Fig.07) STEP "a": Reading the key, serial number and user memory on the identification label (10) located in the wireless programmable logic controller (40), by bringing the mobile device (50) closer to the label ( 10). ( Fig.07 )
Un técnico de mantenimiento o de inspección aproxima, hasta que estén prácticamente en contacto físico, el dispositivo móvil (50) a la etiqueta de identificación (10) ubicada en el controlador lógico programable inalámbrico (40), y automáticamente se inicia la aplicación móvil (P11) instalada en el dispositivo (50), solicitándose al usuario que aproxime la tarjeta de identificación usuario (70) para que en caso de que sea correcta de forma automática se proceda a la lectura del número de serie y de la memoria de usuario de la etiqueta (10), excepto si no coincide la clave de seguridad precargada en la aplicación a partir de la tarjeta (70) con la de la etiqueta (10) que inhabilitaría la lectura de la misma y de la aplicación móvil (P11).A maintenance or inspection technician approaches, until they are practically in physical contact, the mobile device (50) to the identification label (10) located in the wireless programmable logic controller (40), and the mobile application ( P11) installed in the device (50), requesting the user to approach the user identification card (70) so that if it is correct, it can automatically proceed to read the serial number and the user memory of the label (10), except if the security key preloaded in the application from the card (70) does not match with that of the label (10), which would disable reading of the same and of the mobile application (P11).
Hay que destacar que el técnico sólo tiene que acercar su dispositivo móvil (50) a la tarjeta (70) y a las etiquetas (10) para que se realice de forma automática el resto de la etapa “a”, sin requerirse iteraciones que pueden provocar errores o cuando menos retrasos especialmente ante inclemencias de tiempo.It should be noted that the technician only has to bring his mobile device (50) closer to the card (70) and the labels (10) for the rest of stage "a" to be carried out automatically, without requiring iterations that can cause errors or at least delays especially in inclement weather.
La etiqueta de identificación (10) contiene en la memoria de usuario el tipo de elemento a gestionar, en este caso el controlador lógico programable inalámbrico (40) que forma parte de la instalación de alumbrado exterior (0). Entre otros datos, contiene: las intensidades medidas de cada n-luminaria (01) así como la intensidad medida en el cable de alimentación (04).The identification label (10) contains in the user memory the type of element to be managed, in this case the wireless programmable logic controller (40) that is part of the outdoor lighting installation (0). Among other data, it contains: the measured intensities of each n-luminaire (01) as well as the measured intensity in the power cable (04).
ETAPA “b”: Lectura de la clave, número de serie y de la memoria de usuario en la etiqueta de identificación (10) ubicada en el cuadro general de alumbrado (05), al acercar el dispositivo móvil (50) a la etiqueta (10). (Fig.07) STEP "b": Reading the password, serial number and user memory on the identification label (10) located in the general lighting panel (05), by bringing the mobile device (50) closer to the label ( 10). ( Fig.07 )
Un técnico de mantenimiento o de inspección aproxima, hasta que estén prácticamente en contacto físico, el dispositivo móvil (50) a la etiqueta de identificación (10) ubicada en el cuadro general de alumbrado (05), y automáticamente se inicia la aplicación móvil (P11) instalada en el dispositivo (50), solicitándose al usuario que aproxime la tarjeta de identificación usuario (70) para que en caso de que sea correcta de forma automática se proceda a la lectura del número de serie y de la memoria de usuario de la etiqueta (10), excepto si no coincide la clave de seguridad precargada en la aplicación a partir de la tarjeta (70) con la de la etiqueta (10) que inhabilitaría la lectura de la misma y de la aplicación móvil (P11).A maintenance or inspection technician brings the mobile device (50) closer to the identification label (10) located in the general lighting panel (05) until they are practically in physical contact, and the mobile application ( P11) installed in the device (50), requesting the user to approach the user identification card (70) so that if it is correct, it can automatically proceed to read the serial number and the user memory of the label (10), except if the security key preloaded in the application from the card (70) does not match with that of the label (10), which would disable reading of the same and of the mobile application (P11).
Hay que destacar que el técnico sólo tiene que acercar su dispositivo móvil (50) a la tarjeta (70) y a las etiquetas (10) para que se realice de forma automática el resto de la etapa “b”, sin requerirse iteraciones que pueden provocar errores o cuando menos retrasos especialmente ante inclemencias de tiempo.It should be noted that the technician only has to bring his mobile device (50) closer to the card (70) and the labels (10) for the rest of stage "b" to be carried out automatically, without requiring iterations that can cause errors or at least delays especially in inclement weather.
La etiqueta de identificación (10) contiene en la memoria de usuario el tipo de elemento a gestionar, en este caso el cuadro general de alumbrado (05) que forma parte de la instalación de alumbrado exterior (0).The identification label (10) contains in the user memory the type of element to be managed, in this case the general lighting panel (05) that is part of the outdoor lighting installation (0).
ETAPA “c”: Asistencia técnica automática, en función de los datos leídos de la etiqueta de identificación (10), de las tareas programadas de mantenimiento a llevar a cabo en el cuadro general de alumbrado (05). (Fig.07) STAGE "c": Automatic technical assistance, based on the data read from the identification label (10), of the scheduled maintenance tasks to be carried out in the general lighting panel (05). ( Fig.07 )
Gracias a la lectura, en la etapa anterior, del número de serie y de la memoria de usuario de la etiqueta de identificación (10), se va indicando al usuario cada una de las tareas programadas de mantenimiento, que la aplicación generará automáticamente en función de los datos de la memoria de usuario del elemento etiquetado (05), a realizar desplegando campos con la finalidad de que el técnico de mantenimiento o de inspección, a medida que realice las tareas, vaya rellenando dichos campos, según proceda, con resultados cuantitativos o cualitativos. Thanks to the reading, in the previous stage, of the serial number and the user memory of the identification label (10), each of the scheduled maintenance tasks is indicated to the user, which the application will automatically generate based on of the data from the user memory of the labeled element (05), to be carried out by displaying fields so that the maintenance or inspection technician, as he performs the tasks, fills in said fields, as appropriate, with quantitative results or qualitative.
Las tareas a realizar se muestran como iconos en la pantalla del dispositivo móvil (50) que al clicar en los mismos la aplicación móvil (P11) va mostrando los pasos a seguir, indicando los campos que hay que rellenar con el resultado de la tarea. Si algún valor excede de la tolerancia de la tarea se solicita revisar y si es adecuado se indica que el dato se ha grabado correctamente.The tasks to be carried out are shown as icons on the screen of the mobile device (50) which, when clicked on, the mobile application (P11) shows the steps to follow, indicating the fields that must be filled in with the result of the task. If any value exceeds the tolerance of the task, a review is requested and if it is appropriate, it indicates that the data has been saved correctly.
ETAPA “d”: Escritura de los resultados fechados de las tareas de mantenimiento en la memoria de usuario en la etiqueta de identificación (10) ubicada en el cuadro general de alumbrado (05), al acercar el dispositivo móvil (50) a la etiqueta (10).STEP "d": Writing of the dated results of the maintenance tasks in the user memory on the identification label (10) located in the general lighting panel (05), by bringing the mobile device (50) closer to the label (10).
(Fig.07)( Fig.07 )
El técnico de mantenimiento aproxima de nuevo, hasta que estén prácticamente en contacto físico, el dispositivo móvil (14) a la etiqueta de identificación (11) ubicada en el cuadro general de alumbrado (03) o en el controlador lógico programable inalámbrico (40) o en cada una de las n-luminarias de alumbrado exterior (01), produciéndose la escritura de la memoria de usuario de la etiqueta (11), generándose (si es la primera vez) o actualizándose, la huella energética digital, es decir los resultados fechados de las tareas de mantenimiento así como el índice energético digital, excepto si no coincide la clave de escritura precargada en la aplicación a partir de la tarjeta (16) con la de la etiqueta (11) que inhabilitaría la escritura de la misma y se emitiría un aviso.The maintenance technician approaches again, until they are practically in physical contact, the mobile device (14) to the identification label (11) located in the general lighting panel (03) or in the wireless programmable logic controller (40) or in each of the n-external lighting luminaires (01), producing the writing of the user memory of the label (11), generating (if it is the first time) or updating the digital energy footprint, that is, the dated results of the maintenance tasks as well as the digital energy index, except if the writing key preloaded in the application from the card (16) does not match with that of the label (11), which would disable the writing of the same and a notice would be issued.
La aplicación móvil (P11) es capaz de operar tanto con conexión a internet (modo online) como sin ella (modo offline). Además, si estando en modo online se pierde la conexión a internet, la aplicación móvil (P11) almacena la información internamente y luego se puede sincronizar con el servidor web (P13) donde se podrá comprobar la recepción de los datos.The mobile application (P11) is capable of operating both with an Internet connection ( online mode) and without it ( offline mode). In addition, if the internet connection is lost while in online mode, the mobile application (P11) stores the information internally and can then be synchronized with the web server (P13) where the reception of the data can be verified.
ETAPA “e”: Lectura de la clave, número de serie y de la memoria de usuario en la etiqueta de identificación (10) ubicada en cada una de las n-luminarias de STEP "e": Reading the key, serial number and user memory on the identification label (10) located in each of the n-luminaires of alumbrado exterior (01), al acercar el dispositivo móvil (50) a la etiqueta (10).external lighting (01), by bringing the mobile device (50) closer to the label (10).
(Fig.07)( Fig.07 )
Un técnico de mantenimiento o de inspección aproxima, hasta que estén prácticamente en contacto físico, el dispositivo móvil (50) a la etiqueta de identificación (10) ubicada en cada una de las n-luminarias de alumbrado exterior (01), y automáticamente se inicia la aplicación móvil (P11) instalada en el dispositivo (50), solicitándose al usuario que aproxime la tarjeta de identificación usuario (70) para que en caso de que sea correcta de forma automática se proceda a la lectura del número de serie y de la memoria de usuario de la etiqueta (10), excepto si no coincide la clave de seguridad precargada en la aplicación a partir de la tarjeta (70) con la de la etiqueta (10) que inhabilitaría la lectura de la misma y de la aplicación móvil (P11).A maintenance or inspection technician approaches, until they are practically in physical contact, the mobile device (50) to the identification label (10) located in each of the n-luminaires of outdoor lighting (01), and automatically starts the mobile application (P11) installed on the device (50), requesting the user to approach the user identification card (70) so that if it is correct, automatically proceed to read the serial number and the user memory of the label (10), except if the security key preloaded in the application from the card (70) does not match that of the label (10), which would disable the reading of the same and of the application mobile (P11).
Hay que destacar que el técnico sólo tiene que acercar su dispositivo móvil (50) a la tarjeta (70) y a las etiquetas (10) para que se realice de forma automática el resto de la etapa “e”, sin requerirse iteraciones que pueden provocar errores o cuando menos retrasos especialmente ante inclemencias de tiempo.It should be noted that the technician only has to bring his mobile device (50) closer to the card (70) and the labels (10) for the rest of stage "e" to be carried out automatically, without requiring iterations that can cause errors or at least delays especially in inclement weather.
La etiqueta de identificación (10) contiene en la memoria de usuario el tipo de elemento a gestionar, en este caso cualquiera de las n-luminarias (01) que forman parte de la instalación de alumbrado exterior (0).The identification label (10) contains in the user memory the type of element to be managed, in this case any of the n-luminaires (01) that are part of the outdoor lighting installation (0).
ETAPA “f”: Asistencia técnica automática, en función de los datos leídos de la etiqueta de identificación (10), de las tareas programadas de mantenimiento a llevar a cabo en cada una de las n-luminarias de alumbrado exterior (01). (Fig.07) STAGE "f": Automatic technical assistance, based on the data read from the identification label (10), of the scheduled maintenance tasks to be carried out in each of the n-luminaires for outdoor lighting (01). ( Fig.07 )
Gracias a la lectura, en la etapa anterior, del número de serie y de la memoria de usuario de la etiqueta de identificación (10), se va indicando al usuario cada una de las tareas programadas de mantenimiento, que la aplicación generará automáticamente en función de los datos de la memoria de usuario del elemento etiquetado (01), a realizar desplegando campos con la finalidad de que el técnico de mantenimiento o de inspección, a medida que realice las tareas, vaya rellenando dichos campos, según proceda, con resultados cuantitativos o cualitativos.Thanks to the reading, in the previous stage, of the serial number and the user memory of the identification label (10), each of the scheduled maintenance tasks is indicated to the user, which the application will automatically generate based on of the data from the user memory of the labeled element (01), to be carried out by displaying fields so that the maintenance or inspection technician, as perform the tasks, fill in these fields, as appropriate, with quantitative or qualitative results.
Las tareas a realizar se muestran como iconos en la pantalla del dispositivo móvil (50) que al clicar en los mismos la aplicación móvil (P11) va mostrando los pasos a seguir, indicando los campos que hay que rellenar con el resultado de la tarea. Si algún valor excede de la tolerancia de la tarea se solicita revisar y si es adecuado se indica que el dato se ha grabado correctamente.The tasks to be carried out are shown as icons on the screen of the mobile device (50) which, when clicked on, the mobile application (P11) shows the steps to follow, indicating the fields that must be filled in with the result of the task. If any value exceeds the tolerance of the task, a review is requested and if it is appropriate, it indicates that the data has been saved correctly.
ETAPA “g”: Cálculo de la huella energética digital de cada una de las n-luminarias de alumbrado exterior (01). (Fig.07) STAGE "g": Calculation of the digital energy footprint of each of the n-luminaires for outdoor lighting (01). ( Fig.07 )
La huella energética digital de una luminaria (01) comprende:The digital energy footprint of a luminaire (01) includes:
- los resultados fechados de las tareas de mantenimiento;- the dated results of the maintenance tasks;
- la vida útil restante real de la lámpara;- the actual remaining life of the lamp;
- la eficiencia energética real;- actual energy efficiency;
- la calificación energética real.- the actual energy rating.
La etapa “g” comprende las siguientes sub-etapas:Stage "g" comprises the following sub-stages:
- Etapa “g.1”. Obtención, del valor medio en el periodo que se desee, de la intensidad eléctrica consumida por cada una de las n-luminarias (01) así como la intensidad eléctrica consumida total, a partir de los datos leídos en la etapa “a”. - Stage "g.1". Obtaining the average value in the desired period of the electrical intensity consumed by each of the n-luminaires (01) as well as the total electrical intensity consumed, from the data read in stage "a".
- Etapa “g.2”. Recopilación de los resultados fechados de las tareas de mantenimiento obtenidos en la etapa “f”. - Stage "g.2". Compilation of the dated results of the maintenance tasks obtained in stage "f".
- Etapa “g.3”. Cálculo de la vida útil restante real de la lámpara de cada nluminaria (01). - Stage "g.3". Calculation of the actual remaining useful life of the lamp of each nluminaire (01).
Se define:It defines:
(V útil) Vida útil; la duración estimada que puede tener una lámpara, en condiciones reales de operación; en horas;(V useful) Lifetime; the estimated duration that a lamp can have, in real operating conditions; in hours;
(V útil restante) Vida útil restante; la duración remanente que le queda a la lámpara, en condiciones reales de operación; en tanto por ciento;(Remaining V useful) Remaining useful life; the remaining life of the lamp, in real operating conditions; as a percentage;
(Tf) Tiempo de funcionamiento; el tiempo acumulado que ha estado funcionando la lámpara; en horas;(Tf) Operating time; the accumulated time that the lamp has been working; in hours;
(In L ) Intensidad nominal lámpara; corriente eléctrica estimada que puede consumir la lámpara; en Amperios;(I n L ) Rated lamp intensity; estimated electrical current that the lamp can consume; in Amps;
(Il ) Intensidad lámpara; corriente eléctrica real que consume la lámpara; en Amperios.(I l ) Lamp intensity; actual electrical current consumed by the lamp; in Amps.
Cómo se ha expuesto en el apartado de generalidades los parámetros críticos que afectan a la vida útil restante de una lámpara suelen presentar un comportamiento puntual errático, así como también a corto plazo. El carácter aparentemente pseudoaleatorio de estos parámetros medidos puntualmente o en corto plazo parecen ser producto del azar, aunque no lo son realmente, pero hace que la extrapolación resulte inadmisible. Es decir, la extrapolación del valor de alguno de estos parámetros en el tiempo presenta un bajo coeficiente de determinación, es decir el coeficiente de correlación al cuadrado R2 , lo que aparentemente no permite obtener un modelo determinista del problema frente al tiempo acumulado, es decir: V útil restante = f (Tf).As has been stated in the general section, the critical parameters that affect the remaining useful life of a lamp usually present erratic punctual behavior, as well as in the short term. The apparently pseudo-random nature of these parameters measured punctually or in the short term seems to be the product of chance, although they are not really, but makes extrapolation inadmissible. That is, the extrapolation of the value of any of these parameters over time presents a low coefficient of determination, that is, the squared correlation coefficient R 2 , which apparently does not allow obtaining a deterministic model of the problem against accumulated time, that is, say: V useful remaining = f (Tf).
Para conseguir el objetivo que la invención preconiza, el equipo de investigación de esta solicitud de patente de invención ha realizado una campaña de ensayos exhaustiva, que de forma no limitativa se ha realizado con lámparas para luminarias con tecnología LED de alumbrado exterior en condiciones reales de operación, es decir in situ o en campo, así como en laboratorio en condiciones controladas, para intentar descubrir que parámetros críticos influyen en la vida útil, así como abordar el problema técnico de la imposibilidad de obtener un modelo determinista. Teniendo en cuenta que las lámparas de alumbrado exterior disponen de balastos que estabilizan la potencia de la lámpara frente a variaciones en la tensión de alimentación, así como que la caída de tensión en el cableado de alumbrado es muy pequeña (3%), se ha utilizado la intensidad lámpara (Il ) como parámetro crítico, comprobando que la intensidad tiende a disminuir cuando aumenta el tiempo de funcionamiento (Tf), es decir el envejecimiento de la lámpara que provoca una reducción del flujo luminoso. Para las instalaciones de alumbrado exterior, el estándar es una garantía de las lámparas LED de 10 años, por lo que a razón de 4.200 horas/años de requiere una vida útil de 42.000 h. Las lámparas LED ensayadas durante 42.000h que no han podido mantener un 80% del flujo luminoso nominal han reducido su consumo (Il ) en un 7,56 %, siendo éste el parámetro de referencia para el modelo de cálculo preconizado.In order to achieve the objective that the invention advocates, the research team of this invention patent application has carried out an exhaustive test campaign, which, in a non-limiting way, has been carried out with lamps for luminaires with LED technology for outdoor lighting in real lighting conditions. operation, that is, in situ or in the field, as well as well as in the laboratory under controlled conditions, to try to discover which critical parameters influence the useful life, as well as to address the technical problem of the impossibility of obtaining a deterministic model. Bearing in mind that the outdoor lighting lamps have ballasts that stabilize the power of the lamp against variations in the supply voltage, as well as that the voltage drop in the lighting wiring is very small (3%), it has been The lamp intensity (I l ) was used as a critical parameter, verifying that the intensity tends to decrease when the operating time (Tf) increases, that is, the aging of the lamp that causes a reduction in the luminous flux. For outdoor lighting installations, the standard is a 10-year warranty for LED lamps, so at a rate of 4,200 hours/years a useful life of 42,000 hours is required. The LED lamps tested for 42,000 hours that have not been able to maintain 80% of the nominal luminous flux have reduced their consumption (I l ) by 7.56%, this being the reference parameter for the recommended calculation model.
Actualmente, mediante el empleo de reductores de flujo luminoso tendremos una intensidad nominal lámpara (El ) variable en función del escalón de la tensión de alimentación de lámpara. Se preconiza que en el controlador lógico programable inalámbrico (40) se implemente un bloque de programación que contenga la relación entre la tensión de alimentación de lámpara para cada escalón y su intensidad nominal (El ) prevista por el fabricante para ese nivel de tensión, con el fin de dar generalización al método que se expone a continuación. Además, el controlador (40) también registra el tiempo de funcionamiento (Tf), tiempo acumulado de funcionamiento de cada una de las n-lámparas. Mediante la etiqueta de identificación (10) del controlador (40), o mediante sincronización con el servidor web (P13), al acercar el dispositivo móvil (50) se puede inicializar o modificar mediante el tiempo (Tf) de cada n-lámpara, p,ej, en caso de sustitución.Currently, through the use of luminous flux reducers we will have a nominal lamp intensity (E l ) variable depending on the step of the lamp supply voltage. It is recommended that in the wireless programmable logic controller (40) a programming block be implemented that contains the relationship between the lamp supply voltage for each step and its nominal intensity (E l ) provided by the manufacturer for that voltage level, in order to give generalization to the method that is exposed next. In addition, the controller (40) also records the operating time (Tf), the accumulated operating time of each of the n-lamps. By means of the identification label (10) of the controller (40), or by means of synchronization with the web server (P13), when the mobile device (50) is brought closer, it can be initialized or modified by the time (Tf) of each n-lamp, eg, in case of replacement.
La invención preconiza un modelo compuesto por tramos basados en ecuaciones condicionales que se cumplen para ciertos valores numéricos específicos. Los tramos no deterministas se resuelven por asignación directa, y los tramos deterministas buscando una función: V útil restante = f (Tf), por lo que tendremos:The invention recommends a model made up of segments based on conditional equations that hold for certain specific numerical values. The sections do not deterministic sections are solved by direct assignment, and the deterministic sections looking for a function: V remaining useful = f (Tf), so we will have:
Tramo 1. Dado que cuando una lámpara está energizada requiere de consumo (Il ) de energía eléctrica, cuando este sea nulo implica que se ha producido un colapso total de la lámpara (o cualquiera de sus accesorios), expresado por la siguiente condición:Section 1. Given that when a lamp is energized it requires consumption (I l ) of electrical energy, when this is null it implies that a total collapse of the lamp (or any of its accessories) has occurred, expressed by the following condition:
Si (lL = 0) entonces (V útil restante = 0%);If (lL = 0) then (V useful remaining = 0%);
Tramo 2. Si el consumo (Il ) de la lámpara no siendo nulo es menor que el 92,44% de la corriente nominal estimada de la lámpara (El ), implica que se ha producido un colapso parcial de la lámpara (parte de los diodos LED de la matriz se han fundido) o se ha dispuesto una lámpara en la luminaria de menor potencia que la prescrita. En ambos casos expuestos la lámpara no aportará el 80% del flujo luminoso previsto y hay que reemplazarla, por lo que tendremos:Section 2. If the consumption (I l ) of the lamp, not being zero, is less than 92.44% of the estimated nominal current of the lamp (E l ), it implies that a partial collapse of the lamp has occurred (part of the LED diodes in the matrix have blown) or a lamp has been installed in the luminaire of less power than prescribed. In both exposed cases, the lamp will not provide 80% of the expected luminous flux and must be replaced, so we will have:
Si (0 < IL < 0,9244 • InL ) entonces (V útil restante » 0%);If (0 < IL < 0.9244 • InL ) then (Remaining useful V » 0%);
Tramo 3. Si el consumo (Il ) de la lámpara está comprendida entre el 92,44% y el 120% de la corriente nominal estimada de la lámpara (InL), implica que la lámpara es correcta y se procede a calcular la vida útil restante según la siguiente expresión:Section 3. If the consumption (I l ) of the lamp is between 92.44% and 120% of the estimated nominal current of the lamp (InL), it implies that the lamp is correct and we proceed to calculate the life remaining useful according to the following expression:
|Vútil - Tf||Vutil - Tf|
Si (0,9244 • InL < IL < 1,2 • InL) entonces (V útil restante 100 %); If (0.9244 • InL < IL < 1.2 • InL) then (V useful remaining 100 %);
Vútiluseful
Tramo 4. Si el consumo (Il ) de la lámpara es mayor que el 120 % de la corriente nominal estimada de la lámpara (InL), implica que se ha dispuesto una lámpara en la luminaria de mayor potencia que la prescrita, por lo que tendremos:Section 4. If the consumption (I l ) of the lamp is greater than 120% of the estimated nominal current of the lamp (InL), it implies that a lamp has been installed in the luminaire with a higher power than that prescribed, therefore That we will have:
Si (IL > 1,2 • InL) entonces (Vida útil restante = lámpara incorrecta). If (IL > 1.2 • InL) then (Life remaining = bad lamp).
Por lo tanto, la etapa “g.3” consiste en el cálculo de la vida útil restante (V útil restante) real de la lámpara de cada n-luminaria (01) mediante la aplicación del modelo compuesto por los siguientes tramos basados en ecuaciones condicionales que se cumplen para los siguientes valores numéricos específicos de la intensidad de lámpara medida (Il ) y tiempo de funcionamiento (Tf):Therefore, stage "g.3" consists of calculating the actual remaining useful life (V useful remaining) of the lamp of each n-luminaire (01) by applying the model composed of the following sections based on equations conditions that are fulfilled for the following specific numerical values of the measured lamp intensity (I l ) and operating time (Tf):
■ Si (lL = 0) entonces: (V útil restante = 0%);■ If (lL = 0) then: (V useful remaining = 0%);
■ Si (0 < IL < 0,9244 • InL ) entonces:■ If (0 < IL < 0.9244 • InL ) then:
(V útil restante « 0% o Vútil restante = lámpara incorrecta);(V useful remaining « 0% or V useful remaining = incorrect lamp);
■ Si (0,9244 • InL < IL < 1,2 • InL) entonces:■ If (0.9244 • InL < IL < 1.2 • InL) then:
|Vútil - Tf||Vutil - Tf|
(V útil restante = — Vú ,til ,----- 100 %);(V useful remaining = — Vu , useful ,----- 100 %);
■ Si (IL > 1,2 • InL) entonces:■ If (IL > 1.2 • InL) then:
(Vida útil restante = lámpara incorrecta).(Remaining life = bad lamp).
- Etapa “g.4”. Cálculo de la eficiencia energética real de la lámpara de cada nluminaria (01).- Stage "g.4". Calculation of the real energy efficiency of the lamp of each nluminaire (01).
Se define:It defines:
(Vl ) Tensión de lámpara; es la tensión que le llega a la lámpara; se puede estimar como la tensión de alimentación, ya que la caída de tensión está acotada por normativa a un valor máximo del 3%; en Voltios;(V l ) Lamp voltage; is the voltage that reaches the lamp; It can be estimated as the supply voltage, since the voltage drop is limited by regulations to a maximum value of 3%; in Volts;
(Il ) Intensidad de lámpara; es la intensidad de corriente eléctrica real que consume la lámpara (A), siendo obtenida por medición mediante los sensores inductivo emisor de datos (20) y captador de datos (30); en Amperios; (I l ) Lamp intensity; is the real electric current intensity that the lamp (A) consumes, being obtained by measurement by means of the inductive sensors emitting data (20) and data capture (30); in Amps;
(cos^) Factor de potencia; es el factor de potencia de la lámpara; es un dato conocido en las características técnicas de la lámpara y su driver; no obstante, tiene muy poca influencia pues oscila entre 0,9 y 1 (ya que si el driver contiene algún dispositivo inductivo se compensa con un condensador), por lo que se puede estimar como 0,9; adimensional;(cos^) Power factor; is the power factor of the lamp; it is a known fact in the technical characteristics of the lamp and its driver; however, it has very little influence since it oscillates between 0.9 and 1 (since if the driver contains an inductive device it is compensated with a capacitor), so it can be estimated as 0.9; dimensionless;
(P’) Potencia de lámpara; es la potencia activa real consumida por la lámpara (y equipos auxiliares); en Vatios;(P') Lamp power; is the real active power consumed by the lamp (and auxiliary equipment); in Watts;
(s’) Eficiencia energética; es la eficiencia energética real de la luminaria de alumbrado exterior; (m2 lux/W);(s') Energy efficiency; is the actual energy efficiency of the outdoor lighting luminaire; (m2 lux/W);
(S) Superficie iluminada; es la superficie iluminada por la lámpara; m2;(S) Illuminated surface; is the surface illuminated by the lamp; m2;
(Em) Iluminancia media; es la iluminancia media en servicio de la instalación, considerando el mantenimiento previsto; lux.(Em) Average illuminance; is the average illuminance in service of the installation, considering the planned maintenance; lux.
Por lo tanto, la etapa “g.4” consiste en el cálculo de la potencia de lámpara (P’) real de la lámpara de cada n-luminaria (01) en función de la intensidad de lámpara medida (Il ), mediante la ecuación:Therefore, stage "g.4" consists of calculating the real lamp power (P') of the lamp of each n-luminaire (01) as a function of the measured lamp intensity (I l ), by means of The equation:
P’ = VL -lL - cosq (W) P' = VL -lL - cosq ( W)
con la finalidad de poder calcular su eficiencia energética ( r ’ ) en función de la superficie iluminada (S) y la iluminancia media (Em), aplicando la expresión:in order to be able to calculate its energy efficiency ( r' ) based on the illuminated surface (S) and the average illuminance (Em), applying the expression:
El método expuesto y que reivindica la invención permite resolver el problema técnico encontrado en el estado de la técnica consistente en el cálculo de la eficiencia energética (s) como una foto fija al inicio de la puesta en marcha de la instalación de alumbrado exterior. Es decir, el método conocido no permite calcular de forma automatizada la eficiencia de las luminarias (s’) durante la vida útil de las mismas, ya que contempla la potencia de la luminaria (P) obtenida de las características de esta, y aunque un experto en la materia podría solucionarlo midiendo la potencia (P’) no se le ocurriría hacerlo, a partir del conocimiento del estado actual de la técnica, como reivindica la invención.The method exposed and claimed by the invention allows solving the technical problem found in the state of the art consisting of the calculation of energy efficiency (s) as a still photo at the beginning of the commissioning of the outdoor lighting installation. That is to say, the known method does not allow the automatic calculation of the efficiency of the luminaires (s') during their useful life, since it considers the power of the luminaire (P) obtained from its characteristics, and although a A person skilled in the art could solve it by measuring the power (P') it would not occur to him to do so, based on knowledge of the current state of the art, as claimed by the invention.
- Etapa “g.5”. Cálculo de la calificación energética real de la lámpara de cada n-luminaria (01), mediante el índice de eficiencia energética real. - Stage "g.5". Calculation of the real energy rating of the lamp for each n-luminaire (01), using the real energy efficiency index.
Se define:It defines:
(Is’) Índice de eficiencia energética real; adimensional;(Is') Real energy efficiency index; dimensionless;
(s’) Eficiencia energética real; (m2 lux/W);(s') Real energy efficiency; (m2 lux/W);
(sr) Eficiencia energética de referencia en función del nivel de iluminancia media en servicio proyectada; (m2 lux/W).( sr ) Reference energy efficiency as a function of the projected average illuminance level in service; (m2 lux/W).
Por lo tanto, la etapa “g5” consiste en el cálculo del índice de eficiencia energética (Is’) real de la lámpara de cada n-luminaria (01) en función de la eficiencia energética (s’) real y la eficiencia energética de referencia (sr ) , mediante la ecuación:Therefore, step "g5" consists of calculating the real energy efficiency index (Is') of the lamp of each n-luminaire (01) based on the real energy efficiency (s') and the energy efficiency of reference ( sr ) , using the equation:
e 'e '
le' =le' =
eReR
Con objeto de facilitar la interpretación de la calificación energética de la instalación de alumbrado, se define una etiqueta digital que caracteriza el consumo de energía real de la luminaria mediante una escala de siete letras que va desde la letra A (instalación más eficiente y con menos consumo de energía) a la letra G (instalación menos eficiente y con más consumo de energía). El índice utilizado para la escala de letras será el índice de consumo energético real (ICE’) que es igual al inverso del índice de eficiencia energética real (Is’). In order to facilitate the interpretation of the energy rating of the lighting installation, a digital label is defined that characterizes the actual energy consumption of the luminaire using a seven-letter scale that goes from letter A (most efficient installation with less energy consumption) to the letter G (less efficient installation and more energy consumption). The index used for the letter scale will be the real energy consumption index (ICE') which is equal to the inverse of the real energy efficiency index (Is').
El método expuesto y que reivindica la invención permite resolver el problema técnico encontrado en el estado de la técnica consistente en el cálculo del índice de eficiencia energética (Is) como una foto fija al inicio de la puesta en marcha de la instalación de alumbrado exterior. Es decir, el método conocido no permite calcular de forma automatizada el índice de eficiencia de las luminarias (Is’) durante la vida útil de las mismas, ya que parte de la eficiencia energética (s) supuesta y no real, por lo que un experto en la materia aplicaría el método conocido en el estado de la técnica, y aún en el caso hipotético que no lo hiciese nada le llevaría a aplicar el método que reivindica la invención.The method set forth and claimed by the invention makes it possible to solve the technical problem found in the state of the art consisting of calculating the energy efficiency index (Is) as a fixed photo at the beginning of the commissioning of the outdoor lighting installation. In other words, the known method does not allow the automatic calculation of the efficiency index of the luminaires (Is') during their useful life, since part of the assumed and not real energy efficiency (s), therefore, a An expert in the field would apply the method known in the state of the art, and even in the hypothetical case that he did not do so, nothing would lead him to apply the method claimed by the invention.
ETAPA “h”: Escritura de la huella energética digital en la memoria de usuario en la etiqueta de identificación (10) ubicada en cada una de las n-luminarias de alumbrado exterior (01), al acercar el dispositivo móvil (50) a la etiqueta (10).STEP "h": Writing of the digital energy fingerprint in the user memory on the identification label (10) located in each of the n-external lighting luminaires (01), when bringing the mobile device (50) closer to the label (10).
(Fig.07)( Fig.07 )
El técnico de mantenimiento aproxima de nuevo, hasta que estén prácticamente en contacto físico, el dispositivo móvil (14) a la etiqueta de identificación (11) ubicada en el cuadro general de alumbrado (03) o en el controlador lógico programable inalámbrico (40) o en cada una de las n-luminarias de alumbrado exterior (01), produciéndose la escritura de la memoria de usuario de la etiqueta (11), generándose (si es la primera vez) o actualizándose, la huella energética digital, es decir los resultados fechados de las tareas de mantenimiento así como el índice energético digital, excepto si no coincide la clave de escritura precargada en la aplicación a partir de la tarjeta (16) con la de la etiqueta (11) que inhabilitaría la escritura de la misma y se emitiría un aviso.The maintenance technician approaches again, until they are practically in physical contact, the mobile device (14) to the identification label (11) located in the general lighting panel (03) or in the wireless programmable logic controller (40) or in each of the n-external lighting luminaires (01), producing the writing of the user memory of the label (11), generating (if it is the first time) or updating the digital energy footprint, that is, the dated results of the maintenance tasks as well as the digital energy index, except if the writing key preloaded in the application from the card (16) does not match with that of the label (11), which would disable the writing of the same and a notice would be issued.
La aplicación móvil (P11) es capaz de operar tanto con conexión a internet (modo online) como sin ella (modo offline). Además, si estando en modo online se pierde la conexión a internet, la aplicación móvil (P11) almacena la información internamente y luego se puede sincronizar con el servidor web (P13) donde se podrá comprobar la recepción de los datos. The mobile application (P11) is capable of operating both with an Internet connection ( online mode) and without it ( offline mode). In addition, if the internet connection is lost while in online mode, the mobile application (P11) stores the information internally and can then be synchronized with the web server (P13) where the reception of the data can be verified.
La huella energética digital de cada n-luminaria (01) es un indicador de sostenibilidad que sirve para medir el impacto que presenta el consumo de energía eléctrica de dicha luminaria en relación con el nivel de iluminación.The digital energy footprint of each n-luminaire (01) is a sustainability indicator that is used to measure the impact of the electrical energy consumption of said luminaire in relation to the lighting level.
Procedimiento de planimetría de iluminancias en alumbrado exterior (P2) mediante el empleo de un sistema (1) y procedimiento (P1) vara su implementación Exterior lighting illuminance planimetry procedure ( P2) through the use of a system ( 1) and procedure ( P1) for its implementation
Se describe detalladamente un procedimiento preferente de planimetría de iluminancias en alumbrado exterior (P2) que utiliza el dispositivo de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (1) así como el procedimiento de gestión y optimización energética en alumbrado exterior (P1). Por lo tanto, la invención también preconiza un procedimiento de planimetría de iluminancias en alumbrado exterior (P2) mediante el empleo de un sistema (1) y procedimiento (P1) para su implementación, del tipo de los que utilizan un dispositivo cualquiera de medición automática de iluminancias de alumbrado exterior, que consiste en generar un mapa con la ubicación de las luminarias en el que se muestra la huella energética digital de cada n-luminaria (01).A preferred procedure for outdoor lighting illuminance planimetry (P2) that uses the outdoor lighting energy management and optimization device (1) as well as the outdoor lighting energy management and optimization procedure (P1) is described in detail. Therefore, the invention also recommends an outdoor lighting illuminance planimetry procedure (P2) by using a system (1) and procedure (P1) for its implementation, of the type that uses any automatic measurement device. of outdoor lighting illuminances, which consists of generating a map with the location of the luminaires in which the digital energy footprint of each n-luminaire (01) is shown.
Según se ha descrito anteriormente la huella energética digital de una luminaria (01) comprende:As previously described, the digital energy footprint of a luminaire (01) includes:
- los resultados fechados de las tareas de mantenimiento;- the dated results of the maintenance tasks;
- la vida útil restante real de la lámpara;- the actual remaining life of the lamp;
- la eficiencia energética real;- actual energy efficiency;
- la calificación energética real.- the actual energy rating.
Las iluminancias se obtienen conforme a al método de medición y cálculo recomendado en el artículo 4 “Medida de Iluminancia” de la instrucción técnica “ITC-EA-07” del Reglamento de Eficiencia Energética en Instalaciones de Alumbrado Exterior (RD 1890/2008), y de acuerdo a las recomendaciones indicadas en el artículo 7 “Medición de Iluminancia de la Carretera” del informe técnico CIE 194:2011 “Mediciones in situ de las propiedades fotométricas de alumbrado de carreteras y de túneles” de la Comisión Internacional de Alumbrado.The illuminances are obtained according to the measurement and calculation method recommended in article 4 "Illuminance Measurement" of the technical instruction "ITC-EA-07" of the Regulation of Energy Efficiency in Exterior Lighting Installations (RD 1890/2008), and in accordance with the recommendations indicated in article 7 "Road Illuminance Measurement" of the technical report CIE 194:2011 "In situ measurements of Photometric Properties of Road and Tunnel Lighting” from the International Commission on Lighting.
La toma de datos se realiza, siempre que las características de las vías lo permitan, mediante un sistema automático de toma de datos de iluminancias con tracción motorizada. Está formado por tres detectores, un sistema de amplificación y almacenamiento de datos y la correspondiente batería. Los datos se incorporarán a un ordenador con el software desarrollado para realizar el tratamiento de datos. Las mediciones nocturnas se realizan en un vehículo con un remolque legalizado hasta 750 kg donde irá alojado el sistema de medición, que circulará a 60 Km/h, sin necesidad de cortar ningún carril; además, se realizan sin que los sistemas de regulación de flujo estén operativos (regulando), escogiendo además horas de poca fluidez de tráfico. Data collection is carried out, whenever the characteristics of the roads allow it, by means of an automatic illuminance data collection system with motorized traction. It is made up of three detectors, an amplification and data storage system and the corresponding battery. The data will be incorporated into a computer with the software developed to carry out the data processing. Nighttime measurements are made in a vehicle with a legalized trailer weighing up to 750 kg where the measurement system will be housed, which will circulate at 60 km/h, without the need to cut any lane; In addition, they are carried out without the flow regulation systems being operative (regulating), also choosing hours of low traffic flow.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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