Led Congresso Rev4

6º Congresso Brasileiro de Eficiência Energé[email protected]

Josemar BrancacciSão Paulo Julho / 2009

LED – Nova Fronteira Tecnológica da Iluminação


Sumário :

- Evolução da Tecnologia

- Perímetro da Apresentação

- Conceitos

- Características

- Considerações para Análise de Viabilidade

- Exemplos de Aplicações


Cronologia :

Super LEDs

Super LEDs Já é a mais rápida evolução tecnológica ocorrida


Foco da Apresentação :

LEDs Elevado Rendimento > Super LEDs LEDs Ø 3 / 5mm e Similares

LED

Placa CircuitoImpresso

Solda Convencional Chumbo 70% Estanho 30%

PRINCIPAIS APLICAÇÕES:

- Sinalização- Utensílios (Lanternas, etc)


LED:

O LED é um diodo semicondutor (junção P-N) que quando energizado emite luz visível por isso LED (Diodo Emissor de Luz). A luz não émonocromática (como em um laser), mas consiste de uma banda espectral relativamente estreita e é produzida pelas interações energéticas do elétron. O processo de emissão de luz pela aplicação de uma fonte elétrica de energia é chamado eletroluminescência.

Em materiais, como o arseneto de gálio (GaAs) ou o fosfeto de gálio (GaP), o número de fótons de luz emitido é suficiente para constituir fontes de luz bastante eficientes.

= Componente Eletrônico - Estado Sólido (Diodo)Longevidade pode ser superior a 100.000 h @ 10% de Depreciação Fluxo Luminoso

Características dos Super LEDs

Construtiva


LED:

Qualidade é a conjunção de vários elementos:

- Procedência do ´Chip´

e- Conjunto Ótico

e- Projeto Térmico

e- Fonte de Alimentação

= Eletrônica, Transmissão de Calor e Ótica

Características dos Super LEDs

Construtiva

O mesmo para a Luminária:

OBS > Projeto Térmico:Customizado para o conjunto


Distribuição Espectral : • Isento de Ultra Violeta e

Infravermelho

Visibilidadehumana

mercúrio

sódio

UV IV

Super LEDs

Características dos Super LEDsEmissões de Ultra Violeta e Infra Vermelho


Visão : Agente foto receptor = Retina Foto-receptores = Cones e Bastonetes

Obturador = Pupila

DiurnaVisão FotópicaResponsáveis: ConesVisão Central

CrepuscularVisão MesópicaResponsáveis: Cones e Bastonetes

NoturnaVisão EscópicaResponsáveis: BastonetesVisão Periférica

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

1

380

420

460

500

540

580

620

660

700

740

780

Comprimento de Onda em nanometro

Efic

ácia

Lum

inos

a es

pect

ral

rela

tiva

Visão Fotópica

Visão Escópica

508 555

Os Super LEDs estão próximos do Ponto Ótimo da Visão Humana

Distribuição Espectral :

Características dos Super LEDsPonto Ótimo da Visão Humana

Temperatura de Cor

Distribuição EspectralSuper LEDs – Luz Branca


Sistemas Atuais :

• Lâmpada > A Luz propaga-se em todas as direções• Há significativa depreciação luminosa durante o ciclo de vida• É necessário considerar o desempenho fotométrico de todo o conjunto (luminária + reator + lâmpada)

Características dos Super LEDsLuz Direcionada ao Objeto

RENDIMENTO X RENDIMENTO DOS CONJUNTOS


Luminárias / Projetores

• Podem ser especificadas para uma distribuição total mente uniforme

Características dos Super LEDsDistribuição do Fluxo Luminoso

• Dimerizáveis (Protocolo de Controle DMX)• Resposta Instantânea (Reacendimentos)• IRC ( Indice Reprodução de Cores )

MAIOR QUE 75% • Não Provoca Ofuscamento

Curva do Projetor ALPER – LACTEC – Fev 2009


Características Super LEDs

Meio AmbienteRelevante: Os materiais devem possuir Certificação quanto a composição. Exemplo: RoHS

RoHS (Restriction of Certain Hazardous Substances, Restrição de Certas Substâncias Perigosas) é uma diretiva européia que proíbe que certas substâncias perigosas sejam

usadas em processos de fabricação de produtos: cádmio (Cd), mercúrio (Hg), cromo hexavalente (Cr(VI)), bifenilos polibromados (PBBs), éteres difenil-polibromados (PBDEs) e

chumbo (Pb).



Meio Ambiente - TendênciasEmissões de CO 2 – Duas Vias :1ª Mercado

CERs – Kyoto

VERs – Mercado Voluntário

Europa

China

EUABrasil

2ª Tributário



Viabilidade em IP - Exemplo

Simulação:

100.000 LumináriasPotência Média = 265 W ( Lâmpada + Reator )

Luminárias com Super LEDs = 90 W

Tempo Utilização = 12 h / dia

Resultados:

Demanda Evitada: 17,5 MW

Consumo Evitado: 76.650 MWh - Ao Ano ou 0,76 MWh ano / Luminária Super LEDs

Emissões Evitadas (base Brasil): 13.727 TCO2 – Ao Ano

Emissões Evitadas Durante o Ciclo de Vida dos Super LEDs : 315.000 TCO2 ou 3,15 TCO2 / Luminária

R1

50 %

Resíduos Evitadoscom Chumbo + Mercúrio

R2 R3 R4 R5

η

100 %

Depreciação

h

M1 ManutençõesEvitadas

M2 M3 M4 M5

No Período: Fluxo Luminoso Homogêneo +Qualidade ao Usuário

CONVENCIONAL

SUPER LEDs



Viabilidade IP – Geração Evitada

Simulação:100.000 Luminárias

Resultados:

Demanda Evitada: 17,5 MW

Investimento Evitado – Geração(US$/kW):

~ 2.000,00 / kW Hídrica = 35 MMUS$~ 1.800,00 / kW Biomassa = 31,5 MMUS$~ 2.700,00 / kW Eólica = 47,3 MMUS$

Escolhendo só Hídrica: Geração Evitada (Construção Evitada de uma Hidroelétrica)

US$ 35.000.000,00 ÷ 100.000 Luminárias = US$ 350,00 / Luminária



Análise de Viabilidade

Simulação :1 Luminária

Preço ( - ) Preço LED

Geração Evitada ( + ) US$ 350,00 *

Conjunto Atual Evitado ( + ) US$ 150,00

Materiais e Serviços Evitados no Período ( + ) US$ 200,00

Valor ou Investimento Líquido = - Preço LED + US$ 700,00 (Setor Público)

Valor ou Investimento Líquido = - Preço LED + US$ 350,00 (Setor Privado)

Conjunto Atual ( Lâmpada + Reator + Luminária):Inicial: US$ 150Manutenções - Materiais no Período: US$ 150( U$25 x 4 ) + ( U$25 x 2 )

Serviços de Manutenção (4 x US$ 50)

Pay Back em anos = Investimento Líquido ÷ [( 0,76 MWh x Valor MWh ) + (0,14 TCO2 x Valor TCO2)]

* Não considerado Transmissão Evitada


IPCaracterísticas Super LEDs

Análise de Viabilidade - RCB



Análise de Viabilidade - RCBProcedimento de Análise: ANEEL – Manual para Elabora ção do Programa de Eficiência EnergéticaSimulação Valor Luminária Super LEDs x RCB – Área C oncessão SP

Concessionárias: (A) (B) (C) (D)

Variação do RCB x Custo do Sistema Instalado com Su per LEDs

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2300

Custo [R$]

RC

B

Limite de ViabilidadeR$ 1.794

R$ 1.973

R$ 1.935 R$ 2.221



Análise de Viabilidade

CONCLUSÃO: VÁRIOS ASPECTOS PRECISAM SER CONSIDERADO S PARA ANÁLISE DE VIABILIDADE.

Financeiros:

InvestimentoInvestimentos EvitadosCustos Diretos / Indiretos

Meio Ambiente:

Emissões DiretasEmissões IndiretasResíduos – Chumbo / MercúrioAtivo - Imagem

Qualitativo:

IRC > 75%UniformidadeLuz BrancaDimerizávelEficiência Visual


Imagens da Câmera de Segurança

Sódio LED

Vado TunelA1 Highway, Itália

Exemplos - Aplicações

2700 lux 900 lux 300 lux 100 lux

Visão Diurna

Visão Noturna

100 lux


Super LEDs

ANTES:

POTÊNCIA INSTALADA = 5,14 kW

DEPOIS : POTÊNCIA INSTALADA = 0,948 kW

SÓDIO

Exemplos - Aplicações


À Organização do Evento;

Todos Presentes;

Obrigado !

Josemar BrancacciMGD Engenharia / Hórus Energia11 3864 3755 www.mgd.com.br

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