Si bien se observa un aumento constante en el uso de tecnología LED en entornos peligrosos (Ex), la inversión inicial suele ser mayor que para la tecnología convencional.
La iluminación convencional puede parecer una opción más económica. Sin embargo, si comparamos las ventajas sobre la vida útil del producto, la tecnología LED tiene un impacto significativo en la productividad general y el retorno general de la inversión.
En la iluminación de áreas Ex, la tecnología LED tiene varias ventajas por sobre la tecnología convencional.
Además, la tecnología LED tiene un impacto significativo en el retorno en la inversión (ROI). La inversión inicial de una instalación LED suele ser mayor que la de tecnología convencional.
Por lo tanto, es importante calcular el ahorro de costos generado mediante el uso de tecnología LED para comprender el verdadero costo de la inversión.
El usuario final debe tener en cuenta otros aspectos que puedan afectar la decisión de inversión. Esto puede incluir la reducción de la huella de carbono, posibles devoluciones por el uso de tecnología LED, disponibilidad futura de repuestos y aspectos relacionados con la comercialización debido a la reducción en el consumo de energía.
El retorno en la inversión (ROI) puede estimarse antes de comenzar un proyecto o para evaluar si se selecciona la tecnología LED en lugar de la tecnología convencional actual.
Para calcular el ROI, se debe conocer la inversión inicial (CapEx) y el costo operativo (OpEx) de la instalación y aplicación de iluminación.
Para calcular los gastos de capital, se deben considerar los siguientes aspectos.
Para calcular los CapEx, es importante comparar el uso de la tecnología LED con la mejor alternativa convencional actual : en el caso de una base instalada, esto significa el reemplazo de una lámpara para que la instalación esté operativa sin necesidad de reemplazarla por una luminaria completamente nueva.
Para calcular los gastos operativos, se deben considerar los siguientes aspectos.
Por lo general, cuando se compara la tecnología convencional con la luminaria LED, solo se considera la vida útil de la fuente de luz. En este caso, la fuente de luz LED muestra una vida útil más prolongada que una lámpara convencional.
Por lo tanto, la pregunta subyacente para el ROI es: ¿Cuántas veces debe cambiarse la fuente de luz convencional antes de que la fuente de luz LED alcance el fin de su vida útil?
El costo de instalación de la iluminación puede calcularse como una función del tiempo de operación (t).
La fórmula para este cálculo es la siguiente:
Costo (t) = cantidad de luminarias * (Capex + Energía (t) + mantenimiento (t))
Donde: Capex considera la inversión inicial y se calcula de la siguiente manera:
Capex = cantidad * (costo del producto + costo de instalación) + otros - devoluciones
Donde: Energía(t) incluye el consumo de energía a lo largo del tiempo y se calcula de la siguiente manera:
Energía(t) = potencia * tiempo(t) * costo de energía /1000
Donde: Mantenimiento(t): incluye el costo de reemplazar la fuente de luz convencional y se calcula de la siguiente manera:
si (t) > n* de Mantenimiento(t) a los largo de la vida útil= n * (costo de repuestos + tiempo de instalación * costo por hora del instalador * cantidad de instaladores)
Mito 1: El equipo de control/balastra de la luminaria convencional y de la LED tienen la misma vida útil y deben reemplazarse la misma cantidad de veces. No siempre es así.
Cómo es en realidad
Dada la rápida adaptación de las luminarias LED en el mercado Ex y el aumento de proveedores en el mercado, ahora se pueden obtener diferentes rendimientos del equipo de control.
De hecho, Lighting Europe, la Asociación de Fabricantes de Iluminación [1], así como ZVEI (Asociación Eléctrica Alemana, con su División de Iluminación, consulte www.zvei.org), recomiendan presentar la vida útil del equipo de control para luminarias LED en la hoja de datos o en los documentos disponibles gratuitos tal como se describe en IEC62722.
Mito 2: La vida útil de la fuente de luz es la misma.
Cómo es en realidad
En IEC62722 se presenta una definición de vida útil para luminarias LED. Si bien el valor de la vida útil de las fuentes de luz convencionales se basa en la misma suposición entre diferentes fabricantes, no ocurre lo mismo con las luces LED.
Es posible encontrar varias descripciones, que van desde “vida útil del sistema” hasta valor o “vida útil nominal” declarado como L70, L70B10, L80 y otros (a menudo con un valor superior a 20 o 30 años de funcionamiento continuo).
Las recomendaciones de Lighting Europe en términos de vida útil permiten realizar una comparación. También menciona la fijación de la suposición estadística detrás de la vida útil y el número máximo de horas en 100 000. (Consulte el Documento orientativo)
Nota: Nuestros ejemplos se basan en el uso de dos luminarias LED IECex: ExLin, luminarias lineales LED para áreas peligrosas y PXLED, la serie de reflectores de potencia para áreas peligrosas. En la hoja de datos de ExLin y PXLED, hemos implementado las directrices de Lighting Europe.
Mito 3: La vida útil es constante en todo el rango de temperatura.
Cómo es en realidad
Con las luminarias LED, el valor utilizado debe emplearse en función de la temperatura ambiente de la aplicación.
En esta sección, analizamos tres métodos convencionales para el cálculo del ROI. En estos ejemplos, explicamos el proceso y la mejor opción para calcular el retorno total en la inversión.
Primer ejemplo: cálculo del ROI en un reemplazo 1:1
El reemplazo 1:1 es el método más rápido para calcular el ROI.
En este caso, compare los costos CapEx y operacionales OpEx para un producto convencional y la opción LED de reemplazo.
Por ejemplo, a continuación se presenta una comparación entre un reflector convencional, como el PX04 con una lámpara HID de 250 W, y una luz LED PXLED de 10L. Nota: Los precios unitarios son solo indicativos.
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| Modelo | PX04 250 W | PXLED de 10L |
| Cantidad de luminarias | 1 | 1 |
| Potencia | 275 W | 98 W |
| Vida útil* | L70: 10 000 h | L90: 100 000 h |
| Precio unitario | 800 € | 900 € |
| Horas de funcionamiento | 12 h/día, 365 días/año | |
| Tiempo de instalación | 30 min | |
| Costo del instalador | 60 €/h | |
| Costo de energía | 0,13 €/kWh | |
Con estos datos, podemos calcular el costo operacional durante 10 años.
Se pueden obtener algunas conclusiones clave del gráfico.
* La vida útil de la fuente de luz definida como Lx es el tiempo antes de que el 50 % de la población tenga una salida de lúmenes que sea x % del valor inicial. Consulte www.lightingeurope.org.
Teniendo esto en cuenta, el ROI muestra que el CapEx inicial adicional en PXLED se recupera porque el OpEx es más bajo después de ~2 años. El punto en el que se produce el cruce se denomina recuperación del costo.
Para este ejemplo, la recuperación se estima en ~1,8 años.
Por lo tanto, la elección de una luminaria LED generaría en un ahorro de costos de ~1500 € después de 10 años.
El cálculo es fácil de escalar a una mayor cantidad de luminarias con una recuperación constante de costos y cambios solo en los ahorros netos.
En nuestro sitio web, puede encontrar una herramienta de ROI simplificada que le permite realizar el cálculo anterior.
Este considera la misma cantidad de luminarias LED que convencionales, y se centra solo en la eficiencia y el costo unitario.
Al realizar una evaluación de productos de iluminación para el entorno Ex, existen otros parámetros que también son importantes, tales como:
El enfoque de cálculo de reemplazo 1:1 considera al LED como “mejor fuente de luz” en comparación con las luminarias tradicionales. Los LED son una tecnología diferente y, como tal, deben verse de otro modo.
Considerar al LED como una luminaria que reemplaza 1:1 a una luminaria convencional es un enfoque limitado y no permite una implementación completa de las ventajas de esta nueva tecnología.
Segundo ejemplo: Cálculo efectivo del ROI de reemplazo
El reemplazo efectivo para el cálculo del ROI en proyectos existentes y nuevos es una mejora en comparación con el cálculo del ROI 1:1.
Aquí nos enfocamos en la tarea principal de un diseño de iluminación, que consiste en proporcionar iluminación cuando se requiera con el menor esfuerzo para el cliente.
El primer paso de este enfoque es seleccionar el producto LED correcto y la cantidad correcta para cumplir con la tarea de iluminación. Esto significa seleccionar un producto con la calidad correcta de luz (temperatura de color, índice de representación de colores) con un diseño óptico optimizado.
Nota: El cálculo de comparación 1:1 no considera un diseño de iluminación superior, lo que significa que no existe indicación de la intensidad luminosa mediante el uso de una luminaria convencional o LED.
Una de las principales ventajas de la tecnología LED para la aplicación de iluminación general es el fácil control del haz óptico de la fuente de luz.
Por lo tanto, un diseño de iluminación puede ayudar a seleccionar la luminaria correcta y la cantidad correcta. A continuación, se incluye un ejemplo que ayuda a explicar esto.
Imagine una habitación que requiere 12 luminarias en total con 2 tubos fluorescentes de 58 vatios para alcanzar un nivel de iluminación >200 lux en promedio.
La misma área se puede iluminar reemplazando la luminaria fluorescente por nuestra luminaria LED ExLin de 7L con óptica estándar, en la que el patrón del haz es como el de las luces fluorescentes.
Esto puede marcar la diferencia si se reemplaza la luminaria fluorescente 1:1 (consulte la Opción A a continuación) o se decide utilizar la ventaja de las diferentes ópticas y seleccionar el ExLin de 7L con óptica de haz ancho (consulte la Opción B a continuación).
Los resultados se resumen en la siguiente tabla.
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| Diseño | Línea de referencia | Opción A | Opción B |
| Luminaria utilizada | Lámpara fluorescente 2 x 58 W | Óptica estándar ExLin de 7L | Óptica ancha ExLin de 7L |
| Cantidad de luminarias | 12 | 12 | 7 |
| Promedio de lux | 236 | 304 | 234 |
| Potencia de instalación | 1,4 kW | 0,8 kW | 0,47 kW |
Los resultados de la Opción B requieren solo 5 luminarias LED en comparación con la línea de referencia y la Opción A.
Una vez que se selecciona la mejor luminaria para esta aplicación, se puede realizar un cálculo del retorno en la inversión.
Los parámetros utilizados se enumeran a continuación. Nota: los precios unitarios son solo indicativos.
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| Modelo | eLLK 58/58 | ExLin de 7L y óptica estándar | ExLin de 7L con haz ancho |
| Potencia | 120 W | 67 W | 67 W |
| Vida útil | L70: 60 kh | L90: 100 kh | L90: 100 kh |
| Precio unitario | 160 € | 400 € | 410 € |
| Horas de funcionamiento | 12 h/día 365 días/año | ||
| Tiempo de instalación | 20 min | 30 min | 30 min |
| Costo del instalador | 60 €/h | ||
| Costo de energía | 0,13 kW/h | ||
El uso del diseño de iluminación y la elección de la luminaria correcta pueden reducir la recuperación de costos hasta 7 años y lograr una recuperación de ~1,5 años para la Opción B.
Si bien el reemplazo efectivo para el cálculo del ROI en proyectos existentes y nuevos facilita mucho la elección de la tecnología convencional o LED, aún existen algunos aspectos que este método de cálculo no cubre por completo.
Es importante comprender el sistema. Lo explicamos en nuestro cálculo de ROI considerando el sistema a continuación.
Tercer ejemplo (recomendado): Consideración del sistema para el cálculo del ROI en proyectos nuevos y EPC
Hasta ahora, nos enfocamos principalmente en los ahorros operativos que se pueden lograr mediante el uso de luminarias LED. El diseño con tecnología LED genera ahorros importantes en todo el sistema.
Al reducir el número total de luminarias, disminuye el número de prensacables, paneles, alimentadores y disyuntores requeridos.
El uso de menos luminarias ayuda a reducir el peso total, un aspecto muy importante en la construcción en alta mar.
La menor carga total del circuito también reduce la dimensión de los cables y la cantidad de cobre requerida.
Se deben verificar y evaluar otros parámetros, como la corriente de entrada. Se requiere un análisis más detallado con el usuario final para comprender la directriz de diseño implementada a fin de ofrecer un desglose completo del ahorro de costos. Por ejemplo, el panel de plástico o la característica del disyuntor tipo B de acero inoxidable y otras pautas de diseño pueden afectar el ahorro completo de costos.
Calcular el ROI del sistema es un esfuerzo complejo que lleva mucho tiempo, pero puede afectar realmente su retorno general en la inversión.
Estamos a su disposición si desea que lo ayudemos a seleccionar la luminaria más adecuada para lograr ahorros de costos óptimos y mejorar el peso.
El uso de luminarias LED puede ayudar a reducir el costo total en comparación con la tecnología convencional si consideramos la vida útil operativa completa del producto.
La ventaja completa de la tecnología LED solo se puede utilizar validando la aplicación con un diseño de iluminación que optimice la tarea de iluminación general.
Para un nuevo proyecto que considere los ahorros completos del sistema, incluidos prensacables, paneles, disyuntores, alimentadores, los cables pueden hacer que una solución LED sea más conveniente, ya que reduce el costo de gastos de capital. Los ahorros adicionales en peso y potencia total pueden optimizar aún más el sistema y reducir los costos de hardware e infraestructura.
Las luminarias LED ayudan a acelerar la transición hacia un futuro más sustentable. Debido a la reducción del consumo de energía en la decisión de inversión, el usuario final debe tener en cuenta aspectos como la reducción de la huella de carbono, las posibles devoluciones relacionadas con la tecnología LED y el tema del marketing
La tecnología de iluminación LED tiene un impacto significativo en la productividad general, la vida útil del producto y el retorno general en la inversión. Descargue el informe técnico completo para obtener más información.
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