Eficiência Energética

O que é LED?

       

INTRODUÇÃO: 

          A importância das energias renováveis no cenário mundial, principalmente as fontes solar e eólica por serem limpas do ponto de vista ambiental, é cada vez maior. Estas fontes, entre outras, estão gradativamente substituindo os recursos não renováveis da natureza, como carvão e petróleo.

           Os projetos luminotécnicos também vêm evoluindo com o passar do tempo.

         Projetos visando à eficiência energética dos sistemas de iluminação promoveram a substituição das lâmpadas de vapor de sódio, utilizada nos postes públicos de iluminação, por outras de vapor de mercúrio, muito mais eficientes. Nesta seara, adaptou-se o conceito, já utilizado no Programa de Combate ao Desperdício de Energia Elétrica – PROCEL, das Centrais Elétricas Brasileiras S.A. – ELETROBRÁS, e criou-se um protótipo de um sistema de iluminação noturno baseado em LED’s (Dispositivos Emissores de Luz) em substituição as lâmpadas incandescentes.

O que é eficiência energética?

          Trata-se de uma atividade técnico-econômica que objetiva:
• Proporcionar o melhor consumo de energia, com redução de custos operacionais correlatos;
• Minimizar contingenciamentos no suprimento desses insumos.  

Como otimizar o consumo e quais são os benefícios?

          A redução do consumo pode ser obtida com medidas como:
• Utilização de técnicas para autoprodução;
• Substituição de dispositivos de iluminação por outros mais eficientes (lâmpadas PL, luminárias com melhor refletância, reatores eletrônicos);
• Iluminação somente diante de necessidades específicas.

          A adoção de medidas dessa natureza, além de trazer benefícios diretos para o usuário (redução de custos) é igualmente benéfica para a sociedade, pois contribui para o desenvolvimento sustentável (utilização de menos recursos naturais e redução de gases de efeito estufa).

Iluminação Pública

Tecnologia LED-sigla em inglês para Diodo Emissor de Luz.

          Na tecnologia do LED a lâmpada é fabricada com material semicondutor semelhante ao usado nos chips de computador. Quando percorrido por uma corrente elétrica, emite luz. Esses apresentam inúmeras vantagens em relação às lâmpadas convencionais. Primeiro, eles são fontes frias de luz, são também dispositivos de pequeno porte e com alta emissão de luz, maior resistência a choques mecânicos, maior tempo de vida útil, redução de impactos ambientais, facilidade para sua incorporação em ambientes variados. Além de todas essas vantagens, que já justificariam o seu uso, os LED’S ainda operam em baixa tensão, um grande avanço comparado às lâmpadas convencionais. O resultado é uma peça muito menor, que consome menos energia e tem uma durabilidade maior. Enquanto uma lâmpada comum tem vida útil de 1.000 horas e uma fluorescente de 10.000 horas, a LED rende até 50.000 horas de uso ininterrupto (Trabalhando 10 horas por dia, pode ser usado por mais de treze anos) é 5-10 vezes a vida útil das tradicionais lâmpadas de sódio ou mercúrio.

          Essa tecnologia não está se tornando apenas mais barata. Está também mais eficiente, iluminando mais com a mesma quantidade de energia. Uma lâmpada incandescente converte em luz apenas 5% da energia elétrica que consome. As lâmpadas LED convertem até 40%. Essa diminuição no desperdício de energia traz benefícios evidentes.

          Diferentemente das lâmpadas incandescentes existentes, as fontes LEDs podem produzir luz que mudam de cor, intensidade e distribuição. Estas fontes propiciam a redução no consumo de energia em cerca de 50% em relação às fontes tradicionais. Além deste benefício temos ainda a redução de lixo e poluição ambiental. A iluminação pública com LED é ecológicamente correta – não contém substâncias nocivas à saúde humana e à natureza (tais como mercúrio ou ácido fluorídrico).

Questionamentos Usuais:

A)        Sabemos que a utilização de LEDs traz ao usuário uma grande economia de energia elétrica e ainda tem o ganho de um baixíssimo índice de manutenção, esse ganhos ao longo do tempo pagam com sobras o investimento da troca de lâmpadas ou néon comum por LED, pergunto... Como pode ser demonstrado esse ganho ($) na prática?

          Seria necessário realizar um estudo de viabilidade comparando a tecnologia LED com a referência que se pretende substituir. Alguns parâmetros são os seguintes: eficiência luminosa, tempo de vida, fluxo emitido por fonte, potência de entrada por fonte, índice de reprodução de cor de acordo com a aplicação. Com esses parâmetros seria possível avaliar o custo por unidade de fluxo luminoso obtido e o custo por fonte luminosa utilizada. Ainda seria necessário considerar custos de manutenção e consumo ao longo da vida útil do equipamento. Vale falar que não temos notícia de estudos já realizados com esse foco específico para a realidade nacional.

C)       Existe algum estudo para a substituição de lâmpadas convencionais e sinalização viária por tecnologia a LED?

          Sim. Há diversos estudos no mundo sobre esse tema. Realizamos em 2005 uma revisão de alguns desses estudos, que apontam prognósticos para a substituição das lâmpadas convencionais pelas de tecnologia LED. Gostaríamos de destacar o estudo realizado pela OIDA (Optoelectronics Industry Development Association), cujo site é http://www.oida.org. Outros estudos que merecem menção são: o do Sandia National Laboratories, disponível em http://lighting.sandia.gov/Xlightinginit3.htm; e do US Department of Energy, em http://www.netl.doe.gov (procurar pelo estudo intitulado "Solid-state lighting program planning workshop report").

D)        Existe normalização para produtos LED no Brasil?

          Não. Existem normas e resoluções de órgãos públicos para avaliar alguns produtos que contêm LEDs. No Brasil, desconhecemos uma normalização para avaliar especificamente a fonte LED. De certa forma, algumas fontes laser podem ser consideradas fontes LED e, nesse caso, há algumas normas a serem respeitadas.

E)       No exterior sabemos que esta tecnologia vem sendo bastante difundida, quais os principais paises que tem efetuado estudos sobre LEDs e em que áreas estão sendo mais desenvolvidas?

          Os países que mais têm estudado a tecnologia LED de forma sistemática são os seguintes: Estados Unidos, Japão, Taiwan, China e Coréia do Sul. Em termos gerais, os objetivos desses países são de tornar a tecnologia LED viável para as aplicações de iluminação residencial, industrial e pública no menor horizonte de tempo possível. Alguns problemas tecnológicos merecedores de atenção são os seguintes: materiais semicondutores de alta eficiência energética; acoplamento óptico e modelamento; dispositivos, estruturas e sistemas; fabricação de materiais; fósforos e materiais de conversão de luz; encapsulamento de LEDs e materiais para encapsulamento; substratos extensos, empilhamento de camadas e pesquisa em wafers; desenvolvimento da eletrônica embutida; estratégias para ampliar a manipulação e extração da luz; projeto para dissipação térmica.

F)        Há algum estudo sobre como a tecnologia LED pode baratear os custos de energia para a população mais pobre?

          Há alguns trabalhos que indicam que a tecnologia LED, em grande escala, poderia promover um acesso da população mais pobre a alguns recursos para iluminação doméstica. O custo, a portabilidade, a economia proporcionada e a associação desta tecnologia com outras (por exemplo, células solares), poderia ser uma inovação para aplicações em iluminação rural.

EXEMPLO

          A Prefeitura de Raleigh na Carolina do Norte executou um projeto piloto, substituindo todas as luminárias de um estacionamento vertical municipal por luminárias LED. O projeto muito bem sucedido conseguiu não só uma redução de 40% na conta de energia, como também um incrível acréscimo no fluxo luminoso.

          Charles Meeker, o prefeito de Raleigh falou à WRAL (primeira emissora de alta definição Americana) que a substituição da iluminação dos estacionamentos municipais por LED proporcionará uma econômia de 80 mil dólares por ano. Meeker informou que o gasto anual da Prefeitura de Raleigh com energia para iluminação pública é de 4 milhões de dólares e já planeja substituir toda iluminação pública por iluminação LED, tornando Raleigh a primeira cidade iluminada a LED e de quebra colaborar para a redução do aquecimento global.

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Christiano Bohns