Diseño de iluminación LED para canchas de baloncesto al aire libre

Guiado por los principios de  iluminación LED para canchas de baloncesto al aire libre y los resultados de la investigación de este documento, se propone un plan de diseño específico , utilizando una cancha de baloncesto al aire libre como caso de estudio.

Para empezar, se deben seleccionar luminarias adecuadas en función de diversos índices medidos y calculados. Siguiendo el  concepto de iluminación LED para canchas de baloncesto en exteriores, orientado al ahorro energético y la reducción de emisiones, se recomienda utilizar proyectores LED en sustitución de las lámparas de halogenuros metálicos tradicionales. Las lámparas LED tendrán una potencia nominal de 160 W, fabricadas en aluminio fundido a presión de alta pureza con una cubierta de vidrio templado de 5 mm y utilizarán chips American BridgeLux. Las dimensiones de las lámparas son 450 x 315 x 225 W (largo x ancho x alto), con dos bombillas integradas de 80 W. Las especificaciones de iluminación incluyen: CA 85-265 V; un factor de potencia superior a 9,5; un rango de temperatura de color de 2700-6500 K; y un flujo luminoso de 10800-11400 lm. En condiciones normales, se espera que su vida útil supere las 50 000 horas. Considerando la relación entre la iluminancia y la distancia, la altura de las farolas se fijó en 6 metros, utilizando postes galvanizados en caliente. Para garantizar la estabilidad y minimizar el desperdicio de material, se implementó un diseño de diámetro variable , con un diámetro inferior de 140 mm y un diámetro superior de 70 mm, ambos con un espesor de 3 mm. Según el modelo de iluminancia, la iluminancia promedio de estas lámparas es de 323,5 lx, y en el área de competición, donde las lámparas están ubicadas cerca, la iluminancia de una sola fuente de luz supera los 400 lx, cumpliendo plenamente los requisitos de iluminación de una cancha de baloncesto (150-750 lx).

A continuación, se debe determinar la ubicación y el número de fuentes de iluminación según las condiciones del terreno. Dadas la superficie y las normas de iluminación de las canchas de baloncesto, el plan incluye cuatro juegos de dos proyectores LED de 160 W, que pueden sustituir eficazmente las lámparas de halogenuros metálicos tradicionales de 400 W, logrando así la iluminación necesaria tanto para competición como para uso recreativo. La disposición se ilustra en la Fig. 3, adaptada a las características del terreno.

Como se muestra en la figura, de acuerdo con los criterios de iluminación LED para canchas de baloncesto en exteriores JGJ153-2007, los cuatro juegos de reflectores LED de 160 W están ubicados simétricamente a ambos lados de la cancha. Las ubicaciones específicas se detallan en la figura. Esta disposición ilumina principalmente la zona de la tribuna de baloncesto para satisfacer las necesidades de iluminación de la zona ofensiva, cumpliendo así con los requisitos para competiciones generales, entrenamientos y actividades recreativas.

En comparación con los sistemas tradicionales  de iluminación LED para canchas de baloncesto en exteriores , la sostenibilidad de este diseño se evidencia principalmente en la elección de las lámparas. Las lámparas LED son energéticamente eficientes y ofrecen un rendimiento superior al de las lámparas de halogenuros metálicos. En condiciones idénticas, el efecto de iluminación de las lámparas LED de 160 W es equivalente al de las lámparas de halogenuros metálicos de 400 W. La Tabla 3 presenta una comparación de los parámetros básicos.

Según la tabla, las lámparas LED no solo son ecológicas y energéticamente eficientes, sino que también superan a las lámparas de halogenuros metálicos en cuanto a calidad de iluminación. Tienen una vida útil más larga: las lámparas de halogenuros metálicos suelen tener una garantía de aproximadamente un año, mientras que las lámparas LED tienen una garantía de unos tres años. Además, la potencia de autopérdida de las lámparas LED es solo 0,1 veces mayor que la de las lámparas de halogenuros metálicos, lo que reduce significativamente el consumo de energía. Estas características son cruciales para las soluciones de iluminación ecológica. En general, el aspecto ecológico se demuestra principalmente a través del bajo consumo de energía, la reducción de los costos de electricidad y los gastos mínimos de mantenimiento. Por ejemplo, si un sitio usa electricidad durante 5 horas diarias, con una tarifa eléctrica de 0,5 yuanes por kWh y 365 días al año, el costo anual de electricidad para cuatro juegos de reflectores LED de 160 W de doble cabezal sería de 0,17 × 5 × 0,5 × 365 × 8 = 1241 yuanes. 

En comparación, el costo anual de electricidad para 400 lámparas de halogenuros metálicos en las mismas condiciones de iluminación sería de 0,485 × 5 × 0,5 × 365 × 8 = 3540,5 yuanes. Esto significa que las lámparas LED ahorrarían 2299,5 yuanes, logrando un ahorro de energía del 64,95 %. En cuanto a los costos de mantenimiento, las lámparas de halogenuros metálicos tienen una vida útil promedio de un año, y el mantenimiento eléctrico es necesario cada dos años y medio. Actualmente, el costo de una lámpara de 400 W es de 100 yuanes y el costo de los electrodomésticos es de 150 yuanes. Por lo tanto, el costo de mantenimiento de las lámparas de halogenuros metálicos de 400 W durante tres años asciende a un total de 16200 yuanes, mientras que el costo de mantenimiento de los reflectores LED de 160 W es cero durante el mismo período. Por lo tanto, las lámparas LED son la opción óptima para  el diseño de iluminación LED para canchas de baloncesto en exteriores .