Led Congresso Rev4

LED – Nova Fronteira Tecnológica da Iluminação

Josemar Brancacci
São Paulo
Julho / 2009

6º Congresso Brasileiro de Eficiência Energética
Josemar@HorusEnergia.com.br

Sumário :

- Evolução da Tecnologia

- Perímetro da Apresentação

- Conceitos

- Características

- Considerações para Análise de Viabilidade

- Exemplos de Aplicações


Cronologia :

Super LEDs Já é a mais rápida evolução tecnológica ocorrida

Super LEDs


Foco da Apresentação :

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

LED

Placa Circuito
Impresso

Solda Convencional
Chumbo 70% Estanho 30%

PRINCIPAIS APLICAÇÕES:

- Sinalização
- Utensílios (Lanternas, etc)


Características dos Super LEDs
Construtiva
LED: = Componente Eletrônico - Estado Sólido (Diodo)
Longevidade pode ser superior a 100.000 h @ 10% de Depreciação Fluxo Luminoso

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 é
monocromática (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.


Construtiva
LED: = Eletrônica, Transmissão de Calor e Ótica

Qualidade é a conjunção de vários elementos:

- Procedência do ´Chip´
e
- Conjunto Ótico
e
- Projeto Térmico
OBS > Projeto Térmico:
e Customizado para o conjunto
- Fonte de Alimentação
O mesmo para a Luminária:


Emissões de Ultra Violeta e Infra Vermelho
Distribuição Espectral :
• Isento de Ultra Violeta e Super LEDs
Infravermelho

Visibilidade
humana
UV IV

sódio

mercúrio


Ponto Ótimo da Visão Humana
Visão : Agente foto receptor = Retina 508 555 Distribuição Espectral :
Foto-receptores = Cones e Bastonetes 1

Eficácia Luminosa espectral
0,9
Obturador = Pupila
0,8 Visão Fotópica
0,7
0,6 Visão Escópica
Diurna

relativa
Visão Fotópica 0,5
0,4
Responsáveis: Cones 0,3
Visão Central 0,2
0,1
0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0
38

42

46

50

54

58

62

66

70

74

78
Crepuscular
Visão Mesópica Com prim ento de Onda em nanom etro
Responsáveis: Cones e Os Super LEDs
estão próximos do
Bastonetes Ponto Ótimo da Distribuição Espectral
Visão Humana Super LEDs – Luz Branca

Temperatura de Cor
Noturna
Visão Escópica
Responsáveis: Bastonetes
Visão Periférica


Luz Direcionada ao Objeto
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)

RENDIMENTO X RENDIMENTO
DOS CONJUNTOS


Distribuição do Fluxo Luminoso
Luminárias / Projetores

• Podem ser especificadas para uma distribuição totalmente uniforme
• 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 Ambiente
Relevante: 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 - Tendências
Emissões de CO2 – Duas Vias : CERs – Kyoto
1ª Mercado
VERs – Mercado Voluntário

2ª Tributário

EUA
Brasil

China

Europa


Viabilidade em IP - Exemplo
Depreciação
Simulação: η
No Período: Fluxo
Luminoso Homogêneo
+Qualidade ao Usuário
100 %
100.000 Luminárias
Potência Média = 265 W ( Lâmpada + Reator )

Luminárias com Super LEDs = 90 W 50 % h
Tempo Utilização = 12 h / dia
Manutenções M1 M2 M3 M4 M5
Evitadas

Resultados: Resíduos Evitados R1 R2 R3 R4 R5
com Chumbo + Mercúrio
CONVENCIONAL
Demanda Evitada: 17,5 MW SUPER LEDs

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


Viabilidade IP – Geração Evitada
Simulação:
100.000 Luminárias

Resultados:
Investimento Evitado – Geração
(US$/kW):

Demanda Evitada: 17,5 MW ~ 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
Conjunto Atual ( Lâmpada + Reator + Luminária):
Simulação : Inicial: US$ 150
Manutenções - Materiais no Período: US$ 150
1 Luminária ( U$25 x 4 ) + ( U$25 x 2 )

Serviços de Manutenção (4 x US$ 50)

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)

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

* Não considerado Transmissão Evitada


IP
Análise de Viabilidade - RCB


Análise de Viabilidade - RCB
Procedimento de Análise: ANEEL – Manual para Elaboração do Programa de
Eficiência Energética
Simulação Valor Luminária Super LEDs x RCB – Área Concessão SP

Variação do RCB x Custo do Sistema Instalado com Super LEDs
1,1 R$ 1.935 R$ 2.221
1,0
R$ 1.973
0,9
R$ 1.794
Limite de Viabilidade 0,8

0,7
RCB

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2
700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

2100

2200

2300
Custo [R$]

Concessionárias: (A) (B) (C) (D)


Análise de Viabilidade
CONCLUSÃO: VÁRIOS ASPECTOS PRECISAM SER CONSIDERADOS PARA
ANÁLISE DE VIABILIDADE.

Financeiros: Meio Ambiente: Qualitativo:

Investimento Emissões Diretas IRC > 75%
Investimentos Evitados Emissões Indiretas Uniformidade
Custos Diretos / Indiretos Resíduos – Chumbo / Mercúrio Luz Branca
Ativo - Imagem Dimerizável
Eficiência Visual


Exemplos - Aplicações

Imagens da Câmera de Segurança
Sódio LED

Visão Diurna
2700 lux 900 lux 300 lux 100 lux

Visão Noturna
100 lux

Vado Tunel
A1 Highway, Itália

Exemplos - Aplicações
ANTES:
POTÊNCIA INSTALADA = 5,14 kW

DEPOIS : POTÊNCIA INSTALADA = 0,948 kW

SÓDIO

Super LEDs


À Organização do Evento;

Todos Presentes;

Obrigado !

Josemar Brancacci
MGD Engenharia / Hórus Energia
11 3864 3755 www.mgd.com.br


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