Efficiency in Street Lighting Projects by Employing LED Luminaires and Mesopic Photometry

Authors

  • Cristiano Gomes Casagrande Universidade Federal de Juiz de Fora
  • Fernando José Nogueira Universidade Federal de Juiz de Fora
  • Marlon Lucas Gomes Salmento Universidade Federal de Juiz de Fora
  • Henrique Antônio Carvalho Braga Universidade Federal de Juiz de Fora

Keywords:

CIE 191:2010 report, energy efficiency, human visual system, mesopic vision, outdoor lighting, photometry, scotopic/photopic ratio, street lighting

Abstract

This paper discusses the importance of adapting conventional photometric quantities when lighting systems with low luminance levels are under analysis, as is the case of public lighting or external lighting in general. In this sense, it is presented an alternative methodology for lighting projects in street lighting, considering the mesopic photometry. The CIE recommendation 191:2010 proposes correction factors that convert conventional photometric quantities (photopic) into quantities adapted to the corresponding mesopic level. However, a necessary parameter to obtain these correction factors is the relationship between the scotopic and photopic light fluxes of a given light source (S/P ratio), which requires special equipment that is not easily available to engineers, technicians and lighting designers. Thus, this paper proposes a general equation that provides the S/P ratio as a function of the correlative color temperature and the color reproduction index of the light source, which are information provided in the manufacturers’ catalogs or electric lamp packages. To illustrate the application of the experimentally derived relationship, a typical street lighting project is considered, specifically a retrofit from HPS lamps to modern LED luminaires. In this case, the conventional routine must be changed, allowing the adaptation of conventional quantities to mesopic quantities without the need for specialized equipment. The case study evidences that the use of mesopic photometry in conjunction with more appropriate technologies, such as LED luminaires, lead to a higher energy efficiency of the system.

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Author Biographies

Fernando José Nogueira, Universidade Federal de Juiz de Fora

Fernando J. Nogueira, nascido em 26/07/1982 em São José dos Campos – SP, é engenheiro eletricista (2010), mestre (2013) e doutor (2017) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Juiz de Fora, onde realizou um pós-doutorado também em 2017. Trabalha como pesquisador junto ao Núcleo de Iluminação Moderna (NIMO) da UFJF.

Marlon Lucas Gomes Salmento, Universidade Federal de Juiz de Fora

Marlon L. G. Salmento nasceu em Juiz de Fora, MG, Brasil, em 1989. Possui título de graduação (2012) e mestrado (2014) em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Juiz de Fora. Cursa doutorado em Engenharia Elétrica na mesma instituição. Seus interesses de pesquisa incluem Processamentos de Sinais, Comunicação Digital, Algoritmos Adaptativos, desenvolvimento de hardware e Eletrônica de Potência.

Henrique Antônio Carvalho Braga, Universidade Federal de Juiz de Fora

Henrique A. C. Braga graduou-se em Engenharia Elétrica pela UFJF em 1982. Obteve o título de doutor em Engenharia Elétrica pela Universidade Federal de Santa Catarina, em 1996. Entre 2005 e 2006, participou de uma estância de pós-doutoramento na Universidade de Oviedo, Espanha. Como pesquisador e consultor, está envolvido em atividades relacionadas à Eletrônica de Potência, Iluminação Eletrônica Eficiente e Conversores Aplicados a Fontes Renováveis de Energia.

Published

2019-11-07

How to Cite

Casagrande, C. G., Nogueira, F. J., Salmento, M. L. G., & Braga, H. A. C. (2019). Efficiency in Street Lighting Projects by Employing LED Luminaires and Mesopic Photometry. IEEE Latin America Transactions, 17(6), 921–929. Retrieved from https://latamt.ieeer9.org/index.php/transactions/article/view/933