Diseño del sistema de control de iluminación de canchas deportivas

Sistema de control de iluminación de canchas deportivas

Directorio:
1. Requisitos fundamentales para el diseño del sistema de distribución y control de potencia de iluminación en canchas deportivas
1.1 Mejora de la confiabilidad
1.2 Selección adecuada de parámetros de iluminación
1.3 Diseño energéticamente eficiente
2. Diseño detallado del sistema de distribución y control de potencia de iluminación para estadios
2.1 Selección de lámparas
2.2 Diseño de distribución de potencia
2.3 Diseño de sistema de control de iluminación inteligente

El sistema de distribución y control de la potencia de la iluminación es un aspecto crucial del diseño de pistas deportivas que ha recibido gran atención. Su objetivo principal es proporcionar una iluminación natural, nítida y confortable tanto para los atletas como para los espectadores, permitiéndoles disfrutar plenamente del ambiente deportivo y garantizando que las actividades se desarrollen en un entorno relajado y bien iluminado. Este artículo se centra en mejorar la fiabilidad del sistema de distribución y control de la potencia de la iluminación, con el fin de optimizar la calidad de la iluminación en pistas deportivas.

1. Requisitos fundamentales para el diseño del sistema de distribución y control de potencia de iluminación en canchas deportivas

Las canchas deportivas se utilizan principalmente para albergar competiciones, por lo que el sistema de distribución y control de la potencia de la iluminación debe cumplir con las normas de iluminación específicas de la cancha . Es fundamental garantizar una cobertura de iluminación completa sin zonas oscuras. Las luminarias deben proporcionar alta luminosidad, uniformidad, una luz suave y un deslumbramiento mínimo. Además, es importante mantener una iluminación horizontal y vertical adecuada, reduciendo al mismo tiempo el deslumbramiento.

1.1 Mejora de la confiabilidad

1.1.1 Elección de equipos eléctricos

La fiabilidad del sistema de distribución y control de la energía de la iluminación está estrechamente relacionada con la calidad de los equipos eléctricos utilizados. Garantizar una alta fiabilidad de los componentes eléctricos es vital para mejorar la fiabilidad general del sistema de iluminación en las canchas deportivas . Al optimizar los sistemas de iluminación y distribución de energía, podemos mejorar su eficiencia económica, seguridad y sofisticación tecnológica, manteniendo al mismo tiempo la calidad esencial de la energía.

1.1.2 Implementación de configuraciones de protección totalmente selectiva

El sistema de distribución y control de la energía de la iluminación debe incorporar tecnologías informáticas y de inteligencia artificial para calcular con precisión las corrientes de falla y establecer ajustes de protección totalmente selectivos. Es fundamental garantizar que los límites de tiempo de acción y los niveles de corriente de los dispositivos de transferencia automática de respaldo y los dispositivos de protección se configuren con una diferencia de nivel predeterminada. Este enfoque permite la conmutación selectiva de los circuitos de falla, minimiza la magnitud de los cortes de energía, evita interrupciones innecesarias y, en última instancia, mejora la confiabilidad del sistema de distribución y control de la energía de la iluminación en toda la cancha deportiva .

1.2 Selección adecuada de los parámetros de iluminación

A medida que avanza la tecnología de iluminación in situ, aumentan las expectativas de calidad visual, lo que requiere mejoras en el rango dinámico del sistema para garantizar la claridad del programa en los estadios. El diseño del sistema de distribución y control de la potencia de iluminación para estadios suele implicar el uso de luminarias con un alto índice de reproducción cromática, alta potencia luminosa y bajo deslumbramiento . Además, las luminarias seleccionadas deben cumplir con los requisitos de iluminación de los eventos específicos que se celebren. Al diseñar el sistema de iluminación, es fundamental tener en cuenta las necesidades reales de iluminación de la cancha .

La uniformidad de la iluminación, el índice de reproducción cromática, la temperatura de color y otras métricas de rendimiento del equipo de iluminación en funcionamiento deben superar los estándares mínimos establecidos; el índice de deslumbramiento debe mantenerse por debajo de los límites especificados. Es necesario implementar métodos de control inteligentes en el sistema de distribución y control de la potencia de iluminación para permitir la conmutación multimodo. También se debe considerar la ubicación y el diseño de las luminarias para garantizar que no comprometan la seguridad ni la estética general de la cancha deportiva . La disposición de las luminarias dentro del sistema de iluminación debe ser lógica para garantizar una cobertura completa de la cancha , y las luminarias deben proporcionar un ángulo de haz direccional consistente. Para mantener la eficiencia de la transmisión de la luz, se deben incluir dispositivos antidesbordamiento adecuados.

Además, se deben tener en cuenta las necesidades específicas del cliente durante el diseño y la selección del equipo para el sistema de iluminación, junto con una clara comprensión de la identidad cultural y las características del estadio. El diseño del sistema de distribución y control de la energía de la iluminación debe priorizar la practicidad, la facilidad de uso y la fiabilidad, buscando la máxima eficiencia de la inversión y definiendo claramente el alcance de la misma.

1.3 Diseño energéticamente eficiente

Es fundamental elegir fuentes de iluminación de alta eficiencia y bajo consumo, junto con lámparas y componentes eléctricos de alta eficiencia compatibles, que cumplan con las normas nacionales vigentes de eficiencia energética . La compensación de potencia reactiva para las fuentes de luz de descarga de gas debe ser distribuida. El factor de potencia de las lámparas fluorescentes compensadas debe ser de al menos 0,9, mientras que el de las lámparas de descarga de gas de alta intensidad no debe ser inferior a 0,85 y el de las lámparas LED también debe mantener un mínimo de 0,9. El sistema de control de iluminación debe configurarse adecuadamente en función de las diferentes funciones de uso. Siempre que sea posible, se debe maximizar la luz natural para la iluminación y se deben tomar medidas para evitar las sombras causadas por la luz natural intensa, asegurando una iluminación uniforme en todas las áreas del estadio.

2. Diseño detallado del sistema de distribución y control de energía para iluminación de estadios.

El sistema de distribución y control de la energía de la iluminación para estadios debe ser sencillo, fiable, adaptable, fácil de usar y rentable. Debe establecerse un sistema adecuado según las distintas clasificaciones de los recintos y sus respectivos niveles de carga. Por ejemplo, la carga de iluminación en instalaciones deportivas de Clase A debe considerarse carga primaria, mientras que las de Clase B y Clase C deben considerarse cargas secundarias. La carga primaria debe conmutarse en el extremo para la alimentación, mientras que la carga secundaria puede alimentarse mediante un circuito único de baja tensión si cumple los criterios para la alimentación dual de alta tensión.

El diseño del sistema de distribución y control de potencia de iluminación puede utilizar el software de diseño acústico asistido por computadora AGI32, ampliamente utilizado. Este software permite la simulación y el cálculo de las características ópticas del entorno y la respuesta a la radiación de la fuente de luz, lo que resulta en un sistema de distribución y control de potencia de iluminación que satisface las necesidades del recinto y de los usuarios. Durante el diseño de simulación óptica con AGI32, es crucial considerar factores como la altura del recinto, el espacio, la ubicación del público y las funciones, simulando el alcance, los niveles y la uniformidad de la iluminación para garantizar que el diseño final del sistema de distribución y control de potencia de iluminación logre resultados óptimos y satisfaga las necesidades de uso del recinto.

2.1 Selección de luces

2.1.1 Elección de la fuente de luz

La fuente de luz debe consistir en lámparas de alta potencia que proporcionen un brillo considerable, un color que complemente el estadio, una larga vida útil y una iluminación más suave. Al seleccionar la potencia de la fuente de luz, es fundamental tener en cuenta la ubicación de instalación , el tamaño y la altura de la cancha deportiva . La fuente de luz elegida debe encenderse de forma fiable y mantener la estabilidad.

2.1.2 Características antirreflejo

La lámpara elegida debe incorporar un diseño antideslumbrante, con una cubierta antideslumbrante en su exterior. Esta cubierta debe ser del mismo fabricante que la lámpara, fabricada en aluminio fundido a alta presión, y debe coincidir con la apariencia y el color general de la lámpara. Es recomendable seleccionar productos de iluminación de alta calidad con excelentes propiedades antideslumbrantes para garantizar el cumplimiento de todas las especificaciones, minimizar eficazmente el deslumbramiento y proporcionar una alta luminosidad en el recinto sin causar molestias a los asistentes. Además, las lámparas deben tener una distribución de iluminación bien planificada, utilizando diversos patrones para dirigir la luz eficazmente hacia el recinto, reduciendo así la dispersión de luz y minimizando el impacto en las zonas residenciales cercanas. La iluminación del estadio debe integrarse armoniosamente con el entorno circundante.

2.1.3 Diseño de separación fotoeléctrica

El controlador debe utilizar un diseño de separación fotoeléctrica basado en la potencia de la lámpara, fabricado en aluminio fundido a alta presión con un espesor mínimo de 2 mm. Los componentes internos y externos, incluyendo el controlador integrado, el controlador de atenuación, el seccionador, el fusible y la varilla de puesta a tierra, deben alojarse en la sala de distribución de energía para facilitar el mantenimiento y aliviar la carga del cableado.

2.2 Diseño de distribución de energía

Dadas las singulares necesidades de iluminación de los estadios, la distribución eléctrica de la iluminación del recinto debe seguir un enfoque radial y mantenerse separada de otros sistemas de distribución y control de energía. Esta separación ayuda a evitar que fallos en otros sistemas afecten la iluminación del recinto. Un método común para garantizar un suministro eléctrico fiable es la conmutación de terminales de doble alimentación, que debe adaptarse a las necesidades de alimentación de los equipos eléctricos. Por ejemplo, la iluminación de los recintos tiene requisitos específicos en cuanto a los tiempos de conmutación de la fuente de alimentación, y depender únicamente de la conmutación mutua de doble alimentación puede no ser suficiente. En tales casos, puede ser necesario incorporar un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI).

Las lámparas terminales pueden utilizar un método de distribución cruzada de doble alimentación, donde cada caja de alimentación suministra la mitad de la iluminación. Esta configuración garantiza que, si falla una fuente de alimentación, la mitad de las luces del recinto permanecerán operativas, distribuidas uniformemente para facilitar el correcto desarrollo de eventos y transmisiones de emergencia. Cada caja de distribución de iluminación debe emplear un método de distribución radial, teniendo en cuenta el radio de la fuente de alimentación y la caída de tensión, con cajas de distribución ubicadas en cada sala de distribución según la distancia a la fuente de alimentación. La tensión de alimentación se establece en 220 V/380 V, y el sistema de protección de puesta a tierra sigue una configuración TN-S. Dado que las lámparas de descarga de gas son cargas no lineales, las líneas contienen armónicos de alto orden, principalmente armónicos de tercer orden, lo que requiere que la sección de neutro de todas las líneas se dimensione de acuerdo con la corriente monofásica máxima.

Los sistemas UPS vienen equipados con sus propios dispositivos de estabilización de voltaje, tienen tiempos de conmutación cortos y ofrecen diversas ventajas para su aplicación. Son esenciales para la distribución de energía de iluminación en grandes estadios y recintos de competición. En recintos críticos, se pueden añadir armarios de alimentación UPS en línea en el extremo para mejorar la calidad del suministro eléctrico. El rectificador UPS estabiliza el voltaje de salida, garantizando un rendimiento óptimo de las lámparas. Actualmente, los sistemas de suministro de energía de emergencia (EPS) que permiten una conmutación rápida también pueden satisfacer las necesidades de suministro de energía ininterrumpida de la iluminación y pueden seleccionarse según los requisitos específicos de diseño. Sin embargo, dado que los equipos rectificadores UPS generan una cantidad considerable de calor y armónicos, se deben incluir equipos de apoyo adicionales, como aire acondicionado para la sala de máquinas y dispositivos de filtrado. El aumento de estos equipos implica mayores inversiones iniciales y costos de mantenimiento continuo, lo que los hace menos rentables. Los sistemas UPS son más adecuados para estadios de clase A y recintos que albergan competiciones importantes.

2.3 Diseño de sistemas de control de iluminación inteligente

Diseñar un sistema de distribución y control de la potencia de iluminación para estadios es una tarea compleja y técnica que requiere una alta funcionalidad. El control de la iluminación debe satisfacer las necesidades de visualización del público y adaptarse a los requisitos de los diversos eventos deportivos. Se deben seleccionar diferentes modos de control según las características específicas de cada cancha . Los modos más comunes incluyen la iluminación de emergencia, el entrenamiento, la retransmisión, la competición y el modo de parcela. Para satisfacer las necesidades de estos diferentes modos, es esencial contar con un sistema de control de iluminación inteligente que gestione la distribución y el control de la potencia de iluminación del recinto.

Normalmente, un sistema de control de iluminación inteligente consta de tres componentes principales: la unidad de salida, la unidad del sistema y la unidad de entrada. Cada módulo debe tener una dirección de unidad designada y estar diseñado con funciones que se alineen con el sistema de software. En los sistemas de control de iluminación inteligente se emplean a menudo tecnologías avanzadas de comunicación y electrónica para facilitar el control de grupo, el control multipunto, el control de tiempo y la monitorización en tiempo real del sistema de distribución y control de la energía de la iluminación. Las canchas deportivas requieren una sala de control dedicada para supervisar y gestionar el sistema de distribución y control de la energía de la iluminación en todo el recinto. Incluso las canchas deportivas más pequeñas deben contar con un sistema básico de control de iluminación, utilizando paneles de control inteligentes para una gestión adecuada.

Dada la gran escala, la complejidad y la variedad de diseños arquitectónicos de las canchas deportivas , el diseño de sus sistemas de distribución y control de la energía de la iluminación difiere significativamente de los sistemas estándar, lo que requiere considerar numerosos factores. Al diseñar, es crucial considerar la clasificación y el tamaño del estadio, incorporar internet y las tecnologías de la comunicación ante el rápido avance de las nuevas tecnologías y desarrollar un sistema de control de iluminación inteligente para mejorar la fiabilidad y la seguridad de todo el sistema de distribución y control de la energía de la iluminación del estadio.