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Josemar BrancacciSão Paulo Julho / 2009
LED – Nova Fronteira Tecnológica da Iluminação
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Sumário :
- Evolução da Tecnologia
- Perímetro da Apresentação
- Conceitos
- Características
- Considerações para Análise de Viabilidade
- Exemplos de Aplicações
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Cronologia :
Super LEDs
Super LEDs Já é a mais rápida evolução tecnológica ocorrida
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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)
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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).
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Características Super LEDs
Meio Ambiente - TendênciasEmissões de CO 2 – Duas Vias :1ª Mercado
CERs – Kyoto
VERs – Mercado Voluntário
Europa
China
EUABrasil
2ª Tributário
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Características Super LEDs
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
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Características 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
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Características Super LEDs
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
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IPCaracterísticas Super LEDs
Análise de Viabilidade - RCB
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Características Super LEDs
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
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Características Super LEDs
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
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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
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Super LEDs
ANTES:
POTÊNCIA INSTALADA = 5,14 kW
DEPOIS : POTÊNCIA INSTALADA = 0,948 kW
SÓDIO
Exemplos - Aplicações
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À Organização do Evento;
Todos Presentes;
Obrigado !
Josemar BrancacciMGD Engenharia / Hórus Energia11 3864 3755 www.mgd.com.br
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