Energia

XII JORNADAS DE INVESTIGACIÓN, Revista

Investigación Científica, Vol. 4, No. 2, Nueva época, mayo–agosto 2008
ISSN 1870–8196

Ahorro de energía eléctrica mediante el control proporcional integral de la iluminación
Uriel Céspedes López Luis A. Belmontes Belmontes Rafael Villela Varela Claudia Reyes Rivas Aurelio Beltrán Telles Miguel Eduardo González Elías Unidad Académica de IngenieríaEléctrica Universidad Autónoma de Zacatecas

Palabras clave: Ahorro de energía, control PID, control difuso, sensor de luz.

Introducción
Se propone un sistema para reducir el nivel de consumo de energía eléctrica en espacios de trabajo como aulas u oficinas, sin disminuir la iluminación necesaria para que las personas que ahí laboran o estudian realicen sus actividades cotidianas. La relevanciade este proyecto consiste en que representa una opción viable para el ahorro de energía eléctrica y en que contribuye a disminuir la crisis energética actual.

Objetivos
Se comparará el nivel de consumo de energía eléctrica y la calidad de la luz en tres sistemas de iluminación diferentes. El primero utiliza lámparas fluorescentes que funcionan en forma permanente con su voltaje nominal, y enlos otros dos se usan lámparas incandescentes, en los que el voltaje depende de la intensidad de luz que ingresa del exterior. Se pretende reducir el consumo de energía eléctrica en recintos como bibliotecas, salones de clase y oficinas, mediante el control Proporcional Integral (PI) y del control Difuso de la luz, empleados en el segundo y tercer sistema, respectivamente.

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Investigación Científica, Vol. 4, No. 2, Nueva época, mayo–agosto 2008
ISSN 1870–8196

Antecedentes y Justificación
Generar la energía eléctrica requiere de la combustión de carbón, gas y petróleo, pero esto produce gran cantidad de contaminantes que se emiten a la atmósfera, provocando consecuencias perjudiciales como el llamado “efecto invernadero”, que incrementala temperatura atmosférica del planeta y produce nocivos cambios climáticos como sequías en algunas regiones, e inundaciones y huracanes en otras. Además de los problemas de contaminación, el alto precio del petróleo aumenta el costo de la energía eléctrica, por ello es urgente lograr su consumo eficiente en todos los ámbitos.

Metodología
En un sistema usual de iluminación interior, laslámparas fluorescentes son alimentadas con un voltaje constante, por lo regular, de 120 voltios de corriente alterna (c.a.), y funcionan así durante toda la jornada de trabajo. En esta investigación se propone colocar lámparas incandescentes (focos), cuyo voltaje será regulado; conforme disminuya la luz natural, las lámparas se encenderán de manera gradual. Así los focos no se activarán al 100% de sucapacidad y cuando se enciendan usarán sólo la proporción de voltaje necesario, disminuyendo así el consumo de energía. Es importante mencionar que el rango de iluminación recomendado para escuelas y oficinas es de 300 a 700 luxes [1], y en esta investigación se ocuparon 500 [2]. Para el sistema de control se emplearon focos porque funcionan con diferentes niveles de voltaje, en cambio las lámparasfluorescentes precisan de unos muy cercanos a su nominal. El sistema de control de iluminación consta de los siguientes componentes: • Sensor de luz (Celda Fotovoltaica).

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ISSN 1870–8196

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Etapa de acondicionamiento de la señal, para amplificar la salida de voltaje delsensor. Controlador Lógico Programable (PLC). Etapa de potencia para que la señal de voltaje de corriente directa (c.d.) de salida del PLC sea transformada a voltaje de corriente alterna (c.a.) y sea posible aplicarla a las lámparas.

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Medidor de energía eléctrica (Watthorímetro). Medidor de intensidad luminosa.

El PLC es un dispositivo usado en la industria para el control de...