Eficiencia Y Ahorro Energetico

1

Eficiencia y ahorro energético en iluminación natural y artificial
Juan Bisquert
2006

2

Presentación La luz, para iluminar viviendas, comercios, escuelas, industrias, calles y carreteras, es un componente esencial de nuestra vida. Tras 100 años de iluminación con lámparas eléctricas existen muchos dispositivos que dan luz de gran calidad, pero con poca eficiencia en el consumo de laenergía. La iluminación artificial constituye un 20% del gasto total de electricidad en países avanzados, y por lo tanto contribuye sustancialmente a la emisión de carbono a la atmósfera. El descubrimiento y la extensión de los diodos semiconductores emisores de luz (LEDs) promete proporcionar iluminación de gran calidad óptica con un consumo mínimo de energía. La iluminación de estado sólidosignifica la conversión directa de energía eléctrica en luz por medio de materiales inorgánicos y orgánicos. Los LEDs ya se encuentran ampliamente implantados en el dominio de señalización de tráfico, a causa de su eficiencia y alta luminosidad monocromática. Pero para iluminar los hogares los LEDs necesitan reproducir las fuentes de luz naturales a las que los humanos estamos acostumbrados, como elsol, las velas o incluso sistemas más antiguos como el fuego. Se esperan grandes progresos en la realización de luz blanca con LEDs, que entonces podrán substituir a las lámparas convencionales. Por otra parte los LEDs orgánicos (OLEDs) permitirán realizar nuevas aplicaciones de grandes superficies luminosas, como papel de pared luminoso, o grandes pantallas de alta definición montadas sobre lapared. La contribución de los LEDs y OLEDs al ahorro de energía puede ser enorme, y además producirán un nuevo tipo de industria de iluminación. Desde siempre se ha empleado la luz natural para iluminar interiores, y cada vez está más extendido el uso de grandes superficies de vidrio en arquitectura. Pero la radiación solar, además de la agradable luz visible, aporta una gran cantidad de calorradiante en forma de infrarrojo. En países soleados como el nuestro, la radiación solar entrante conlleva una gran carga de calor que incrementa notablemente el consumo de electricidad para enfriar los interiores. El tratamiento de la radiación solar entrante mediante vidrios con recubrimientos especiales que seleccionan la parte visible de la luz solar, puede reducir considerablemente el consumo deenergía. También se investigan los vidrios electrocrómicos, cuya transmisividad se puede regular a voluntad mediante un voltaje aplicado. Con estos vidrios se lograría realizar “ventanas inteligentes” que permiten el control dinámico de la entrada de radiación solar, adaptando las características ópticas de la ventana al cambio de las condiciones ambientales.

Juan Bisquert es Catedrático deUniversidad de Física Aplicada en el Departament de Ciències Experimentals, Universitat Jaume I, 12071 Castelló. Email: bisquert@uji.es Web: http://www.elp.uji.es/jb.htm Este trabajo se presentó a los Premios de Investigación sobre Energías Renovables 2006 de Caja España.

Nota del autor: Las Secciones 1-6 contienen una revisión de las tecnologías más recientes de producción de luz artificial yfiltrado de luz solar. La Sección 7 contiene un resumen de las contribuciones del autor en estos campos. Las imágenes de la portada son LEDs de Nichia Corporation; el espectro visible, y tres placas OLED RGB, de Novaled.

3

1. Luz artificial y radiación solar
En las próximas décadas la tecnología de mercurio a alta presión, alcanzaron éxito comercial por primera vez en los años 1930. Lasprimeras lámparas de descarga con mercurio de baja presión hacían uso de espectro visible azul verdoso del mercurio, pero el descubrimiento por un grupo de científicos alemanes en 1926 de que la radiación ultravioleta (UV) profunda de la lámpara podía convertirse en luz visible por medio de un fósforo condujo directamente a la introducción de la lámpara fluorescente en los años 1930. Hoy en día las...