Iluminação LED

LED – Light Emitting Diode ( Diodo emissor de Luz ) Eficiência Energética As lâmpadas LED desperdiçam pouca energia elétrica, já que usam cerca de 80% da energia que consomem na produção de luz, enquanto as lâmpadas incandescentes desperdiçam 95% da energia através do calor. Diferente de uma lâmpada comum, o LED não possui filamento, o grande responsável por converter a maior parte da energia elétrica em energia térmica (calor) que significa desperdício, pois o objetivo é iluminar e não aquecer; Sustentabilidade Substituição do modelo atual por esta nova tecnologia, LED, significa menos combustível fóssil sendo queimado, madeira sendo consumida e CO2 lançado no ar. Os LED’s são considerados lixo comum e não necessitam de tratamento especial, pois não possuem filamentos ou gases; Manutenção e Durabilidade  Os LED’s são mais resistentes e duradouros, representando uma redução bastante significativa nos gastos com manutenção. Duram em média 50.000 hs, chegando a economizar até 90% de energia.

LED – Futuro da iluminação Os LED’s estão revolucionando a forma como usamos a luz, permitindo fontes de iluminação controláveis, ajustáveis, inteligentes, e comunicativas. Entre os benefícios, destacam-se: Alto Rendimento Luminoso; Economia de Energia Extraordinária; Custo Mínimo de Manutenção; Grande Economia em Novas Instalações; Longa Vida Útil; Maior Segurança na Instalação e Operação; Maior Confiabilidade e Resistência Mecânica (ao impacto); Alta Qualidade da Cor; Sistemas de Iluminação Inteligentes; Desenhos Fotométricos Inovadores; Ligado Instantâneo; Proteção do Patrimônio e da Natureza; Proteção do Meio-Ambiente;

Do consumo de ar condicionado e refrigerador Economia O LED é altamente eficiente, pois converte mais de 90% da energia em luz. Por essa razão o LED é hoje uma excelente opção para a troca da maioria das lâmpadas existentes. Entretanto, o LED tem um custo alto e por isso antes de qualquer troca é necessário fazer uma análise de viabilidade econômica, para selecionar onde se terá um retorno (“pay back”) mais rápido. A economia com o uso de LED pode ser de até 95% da potência e por esse motivo quanto mais horas a lâmpada ficar ligada, mais rápido será o retorno do investimento. O LED tem rápido retorno do investimento em função da redução que proporciona. 01 Lâmpada incandescente 60 W pode ser substituída por 01 lâmpada LED de 7 W com economia de 53 W/hora. Do consumo de ar condicionado e refrigerador A energia consumida pelo LED é revertida em iluminação e não em calor. Portanto há um baixo aquecimento do local onde está instalado. A cada 3,5 W de energia reduzida se obtém uma economia de 1 W no consumo do ar condicionado e/ou refrigeração. 01 Lâmpada fluorescente tubular de 40 W pode ser substituída por 01 Tubular LED de 16 W com economia de 32 W/hora, dispensando o uso do reator. 01 Lâmpada dicroica 35 W pode ser substituída por 01 luminária LED de 3 W com economia de 32W/hora.

Matriz Energética Mundial e Brasileira Algumas das grandes preocupações da sociedade atual podem ser observadas através dos acontecimentos recorrentes devido às alterações no clima. O consumo, muitas vezes desnecessário, da energia elétrica também é um dos fatores que contribuem diretamente nesta alteração e o mais preocupante, é que este consumo deve aumentar. Segundo o relatório divulgado pela petrolífera Exxon Mobil o consumo de energia mundial crescerá cerca de 35% até 2030. Vale ressaltar que 81% da matriz energética mundial são constituídas por energias fósseis (Gráfico 01), o que agrava ainda mais esse quadro. A queima de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo são fontes não-renováveis e altamente poluentes. No Brasil, a geração hidráulica é responsável por maior parte da oferta interna de energia. Em seguida, temos as termelétricas, modalidade obtida através da queima de carvão, óleo, derivados do petróleo e o gás natural . Em ambas, temos grande impacto ambiental e social, como na construção da usina de Belo Monte - PA, isto porque o Brasil deverá dobrar o consumo de energia até 2020. De acordo com o Valor Econômico, prefeituras no Brasil serão motivadas a trocar lâmpadas de tecnologia ultrapassada por LED em detrimento da economia de até 85% na conta de energia e economia média de 40% nas contas públicas. Se toda iluminação do mundo fosse trocada por LED, a economia seria de 130 bilhões de euros. De acordo com a diretora da Philips, cerca de 60% da iluminação residencial e 40% da pública são ineficientes no Brasil.

Análise Comparativa Lâmpada Incandescente X Lâmpada LED As lâmpadas Incandescentes consomem 10% da energia para gerar luz, desperdiçando os 90% restante para geração de calor. As lâmpadas LED economizam até 90% em relação a Incandescente. Equivalência: LED Bulbo 8W substitui Incandescente 60W. Vida útil de aproximadamente 1000hs (Desgaste e quebra do filamento tungstênio) LED – Tecnologia do Futuro As luminárias de LED gastam apenas um décimo (10%) da energia consumida pelas lâmpadas incandescentes e menos de um terço (30%) de energia consumida pelas lâmpadas fluorescentes; Possuem certificado RoHS (Restriction of Certain Hazardous Substances - Restrição de Certas Substâncias Perigosas) – Isenta de poluente; Temperatura fria, não usa filamento, por isso tem elevada resistência a vibrações e impactos; Alto rendimento luminoso e Economia de energia Extraordinária. Vida útil de aproximadamente 35000 hs, em condições normais, ultrapassa 50000 hs. Certificados MBX Lux

Análise Comparativa Fluorescente Tubular X Tubular LED Seu funcionamento consiste em uma descarga elétrica que vaporiza o mercúrio contido no bulbo produzindo um espectro luminoso pobre, formado basicamente por radiação ultravioleta; Não devem ser quebradas e seu descarte exige coleta especial porque utilizam mercúrio em sua fabricação. Emitem raios UV; Vida útil em torno 7500 hs, perdendo sua eficiência de brilho em 40% quando alcançado metade da sua vida útil; Necessita de reator, implicando no aumento de 20% no consumo final. Sua manutenção é elevada, o que implica no aumento de 30% no fator de troca; Tubular LED A lâmpada LED tubular, economiza no mínimo 60% de energia, produto não tóxico, e totalmente reciclável. Substitui a lâmpada fluorescente tubular, não sendo necessário investimento em nova infraestrutura. Vantagens Praticidade - Liga-se automaticamente em rede elétrica com tensão bivolt, dispensando o uso de reator; Durabilidade - Em condições normais de uso, a vida útil ultrapassa a 50.000 hs; Ecológico - É reciclável, não possui mercúrio ou substâncias agressivas à natureza, como outras lâmpadas. Por sua durabilidade é um produto  ecologicamente correto; Eficiência - É mais eficiente que as lâmpadas convencionais, pois praticamente 95% da energia é transformada em luz. IRC=87%; Agressividade - Não emite radiação ultravioleta ou infravermelho. Dessa forma, não aquece, ataca, altera ou envelhece os objetos expostos à sua luz. Também não atrai insetos; Manutenção - Reduz em 10 vezes as trocas de lâmpadas. Aumenta a eficiência de iluminação, sem ter que alterar a instalação já existente. Baixo aquecimento, permitindo melhor rendimento de locais com ar condicionado.

Estudo de Viabilidade Econômica para Hospitais A lâmpada tubular LED é uma ótima alternativa para redução no consumo de energia para hospitais pelo fato de ficarem 24hs acesas. No centro cirúrgico, o benefício estende-se para a prática da profissão, uma vez que são mais eficientes e adequadas para as cirurgias de maior porte.

Iluminação Especial – MR16 e Downlight LED MR16 LED Em museus, na iluminação direcionada, é comum o uso de halógenas dicroicas, que possuem diversas restrições no que diz respeito ao resguardo das obras de arte e ao consumo de energia. Para esta opção, temos a MR16 (Dicróica LED) que não emite raios UV/IR e tem baixa emissão de calor, o que ajuda a manter uma temperatura sadia sobre as peças, sem danificá-las e agradável sensação no ambiente. Além disso, o LED se justifica na aplicação em museus pela versatilidade, pelas opções de temperatura de cor e variedade de cores, tornando-se um grande aliado para destacar a arquitetura do local. Bastante utilizada em iluminação decorativa e hotéis, neste caso, auxilia na redução do consumo do ar condicionado por não emitir calor. Downlight LED Downlight LED é recomendado para Shoppings, lojas, centros comerciais, armazéns, exposições, teatros, etc. Disponíveis em 10W, 15W, 20W e 30W.

Iluminação Pública Os benefícios da eficientização da iluminação pública variam. Vão desde benefícios genéricos para a cidade, do tipo melhoria da imagem das cidades e das condições noturnas de uso dos espaços públicos, em atividades de turismo, comércio, esporte e lazer e iluminação de obras e monumentos, bem como praças públicas, até os benefícios mais diretos para as contas públicas e para os serviços públicos como redução média de 40% a 50% no consumo de energia elétrica e a contribuição à segurança pública. Para o setor elétrico, os benefícios vão desde a redução de 540 MW, no horário de ponta, o que equivale a potência de Angra 1 e a economia de 2,4 bilhões kWh por ano o que equivale a soma de consumo de energia elétrica, no ano de 2000, dos sistemas de iluminação pública das regiões norte e sul. Na Praça Vilaboim, em São Paulo, foram instaladas 18 novas luminárias com LED’s em substituição a luminárias com lâmpadas de vapor de sódio e de mercúrio. A expectativa da prefeitura é reduzir em menos 76% o consumo de energia na praça, além de proporcionar uma melhor distribuição de luz, aumentando os níveis de luminosidade em 350%. Para conseguir o mesmo efeito com as tradicionais lâmpadas de sódio e mercúrio, seria preciso três vezes mais o número de luminárias, segundo cálculos da prefeitura. O projeto de iluminação da Ponte estaiada Octávio Frias de Oliveira, em São Paulo, utilizou 142 projetores de LED’s com sistema de troca de cores RGB. Com 36 LED’s, cada projetor tem potência de 50 W.

Lâmpadas para IP ( Iluminação Pública ) A IP no Brasil corresponde a aproximadamente 4,5% da demanda nacional e a 3,0% do consumo total de energia elétrica do país. O equivalente a uma demanda de 2,2 GW e a um consumo de 9,7 bilhões de kWh/ano. No Brasil, temos cerca de 15MM de pontos de IP instalados. A partir da crise energética do ano de 2001, a necessidade de implementação do Programa Nacional de Iluminação Pública e Sinalização Semafórica Eficientes - RELUZ tornou-se ainda mais evidente, tendo em vista a sua principal característica: redução de demanda no horário de ponta do sistema elétrico – 17:30 h às 20:30 h (RJ) - devido à modernização das redes de iluminação pública. COMPARATIVO DE TECNOLOGIAS TECNOLOGIA TEMPERATURADE COR (K) IRC (%) EFICIÊNCIA LUMINOSA (LM/W) VIDA MEDIANA (HORAS) Incandescente 2700 100 10-20 1 mil Vapor de mercúrio 3 mil a 4 mil 40-55 45-58 9 mil a 15 mil Vapor de sódio 2 mil 22 80-150 18 mil a 32 mil Vapor metálico 3 mil a 6 mil 65-85 65-90 8 mil a 12 mil LED variável 70-80 80 50 mil Fontes: Adaptado dos livros "Iluminação- Teoria e Projeto", de Délio Pereira Guerrini (2007) e "Iluminação pública no Brasil: aspectos energéticos e institucionais", de Lourenço Silva (2006) As luminárias equipadas com leds apresentam acendimento instantâneo e são livres de elementos tóxicos como chumbo e mercúrio, o que implica ganhos ambientais consideráveis. Além disso, têm alto IRC, o que as tornam indicadas para destacar e valorizar espaços e monumentos públicos. Essa, aliás, é uma das principais aplicações dos leds em cidades de todo o mundo. Tudo isso sem perder de vista aspectos funcionais importantes, como eficiência energética e a obtenção de níveis mínimos de iluminância para oferecer segurança ao trânsito de veículos e pedestres.

Lâmpada VSAP (Vapor de Sódio de Alta Pressão) No Brasil, dos 15 milhões de pontos de iluminação existentes, em torno de 63% são LVS. No entanto, esta tecnologia está ultrapassada, quando comparada com os LEDs (diodos emissores de luz), que apresentam alto rendimento, mais do que o dobro da vida útil da LVS (em média 50.000 horas, porém alguns fabricantes falam em 100.00 horas) e um baixo consumo de energia elétrica, com uma redução de até 70% menor às de vapor de sódio, proporcionando assim uma redução significativa do consumo, em particular no pico da demanda do setor elétrico. Com cor amarela e espectros luminosos que dificultam a definição de cores (baixo IRC), exigem além do reator, ignitor para a partida da lâmpada. Utiliza uma mistura de sódio com mercúrio – altamente poluentes, além de gases nobres que iniciam a ignição da lâmpada e o acendimento leva de um a dois minutos. Para este caso , sugerimos a troca das LVS pela luminária MBX Lux 70W. Acendimento instantâneo e com economia em torno de 70%, os LEDs são altamente eficientes e podem ser reciclados pois não possuem cádmio, chumbo ou mercúrio em sua composição, substâncias nocivas ao meio ambiente. Além disso, os LEDs têm uma vida útil de 11 anos, quando usado 12 horas por dia, quase três vezes mais do que as lâmpadas de vapor de sódio.

Análise Comparativa e Viabilidade Econômica LVS X LED Algumas cidades já utilizam o LED para a iluminação pública e os fabricantes, ao identificarem essa tendência, estão apostando na tecnologia, desenvolvendo produtos mais rentáveis e de alto desempenho. A implantação de projetos de “cidades inteligentes” pelas concessionárias de energia no país é uma resposta de que o Brasil está atento a essa nova tecnologia e preocupado com o consumo ineficiente. 

Dados Técnicos VSAP X LED ITENS SÓDIO EM ALTA PRESSÃO (HPS) LÂMPADAS DE ILUMINAÇÃO PÚBLICA COM LED Desempenho do dissipador Ruim Excelente Desempenho elétrico Suscetível à choques elétricos (altas tensões) Seguro (baixas tensões) Vida útil Curta (5.000 horas) Longa (>50.000 horas) Tempo de startup Devagar (Acima de 10 min) Rápido (2s) Strobe Sim (driver de corrente alternada) Não (driver de corrente constante) Eficiência ótica Baixa Alta Índice de cores Ruim (Ra<50 – Cores alteradas e desconfortáveis) Boa (Ra>75 – Cores reais e confortáveis) Temperatura de cor Poucas (Amarelo ou âmbar) (desconfortável) Temperatura de cor ideal (confortável) Brilho adverso Brilho forte (ofuscamento) Sem brilho de ofuscamento Aquecimento Alto (>300 °C) Baixo (<60 °C) Escurecimento da lâmpada Fácil (Absorção de poeira) Inexistente (À prova de estática) Amarelamento da lâmpada Rápido Inexistente Resistência ao impacto Baixa (Frágil) Boa (Ausência de filamentos e fragmentos de vidro) Poluição ambiental Alta (Chumbo, mercúrio, etc) Nenhuma Custo de manutenção Alto Baixo Peso do produto Pesado Leve Relação custo-benefício

Lâmpada VM ( Vapor de Mercúrio ) No Brasil, em torno de 32% dos pontos de IP ainda são alimentados por LVM (lâmpadas de Vapor de Mercúrio). Altamente poluentes, deixam a desejar quanto ao rendimento luminoso (IRC em torno de 40%), pois sua eficiência luminosa é de 40 a 60 lm/watt e necessita de reator para dar partida em seu acendimento. A Associação Brasileira da Indústria de Iluminação (ABILUX), informa que anualmente são retiradas de uso no mundo um total de 49 milhões de lâmpadas, adotando-se como base uma média de 21 mg de mercúrio por lâmpada, possui-se um potencial poluidor de aproximadamente 1.000 kg de mercúrio. Segundo dados obtidos da concessionária AES Eletropaulo, a mesma descartou no decorrer do ano de 2008 um total de 34.185 lâmpadas empregadas na iluminação pública, representando assim um descarte de aproximadamente 0,715 kg de mercúrio, apenas na área abrangida por essa concessionária. Outro dado interessante para Prefeituras refere-se a descontaminação da LVM, por unidade varia de R$ 1,00 a R$1,20, fora os custos de transporte. Adotando-se o valor médio de R$1,10, o custo de descarte dos 5MM dos pontos de IP com LVM seria, aproximadamente, de R$ 5,5MM e se pegar o período de 11 anos de vida útil do LED, a LVM seria substituída 3 vezes, e o custo total do descarte dessas lâmpadas seria de R$16,5MM. Na IP, as LVM utilizadas são, em sua grande maioria, de 400W. Efetuando a troca por uma LED MBX Lux de 70W a economia seria na escala de até 85%. Tipos de lâmpadas a VM.

Economia gerada na escala de até 80% em relação a tecnologia anterior. Lâmpadas Mistas Muito encontrada na IP ainda, estas lâmpadas consistem de um bulbo de vidro ovóide preenchidas com gás e cobertas com fósforo. Elas contêm um tubo de quartzo com mercúrio a alta pressão conectado em série com um filamento de tungstênio que atua tanto como fonte de luz e como instrumento de limitação de corrente. Foram desenvolvidas com a combinação das tecnologias da lâmpada de vapor de mercúrio de alta pressão com a lâmpada incandescente. Há muitos anos os países desenvolvidos NÃO PERMITEM a utilização desse modelo de lâmpada pelo seu alto consumo de energia e baixo fluxo luminoso. Lâmpada mista de 250W produz 5500 lumens = 22 lumens por Watt enquanto as LEDs de luz branca produzem em média 140 lm/W. Nos pontos de IP supridos por Lâmpadas Mistas, o modelo geralmente utilizado é de 500W. Neste caso sugerimos a troca por LED MBX Lux Street 100W. Economia gerada na escala de até 80% em relação a tecnologia anterior.

Lâmpadas de Multivapores Metálicos A lâmpada de vapor metálico é uma lâmpada de vapor de mercúrio aperfeiçoada. O princípio é o mesmo da LVS, necessitando de ignitor e reator, porém, estes reatores disponíveis no mercado para alimentação são, na sua maioria, dispositivos eletromagnéticos com peso e volume elevados. A adição de iodetos metálicos, conferiu à fonte luminosa maior eficiência luminosa e IRC, em relação as demais tecnologias da época. Para atingir 90% do seu fluxo luminoso leva-se 2 minutos. Entre todas as lâmpadas é a que mais contém Mercúrio (Hg), cerca de 45mg, sendo que temos 10.173 instaladas em pontos de IP (Fonte Procel), o que indica que ainda temos alto índice poluidor no tocante a este tipo de lâmpada. Comparativo de tecnologias O LED possui, entre todos os modelos, maior EE em lm/W.

Dimensão Econômica na IP

Dimensão Ambiental

PROCEL RELUZ ReLuz Objetivo Tipos de Projetos O Programa Nacional de Iluminação Pública Eficiente - ReLuz é um programa implantado pelo governo federal que previu investimentos de R$ 2 bilhões por parte da Eletrobrás, para tornar eficientes 5 milhões de pontos de IP no país, além de instalar mais 1 milhão de novos pontos de iluminação em regiões carentes. A principal ação é trocar em todo o país as velhas lâmpadas de tecnologias ultrapassadas pelas mais modernas e econômicas. Objetivo Promover o desenvolvimento de sistemas eficientes de Iluminação Pública, bem como a valorização dos espaços públicos urbanos, melhorando a segurança da população; Criar cultura de uso eficiente de energia elétrica; Diminuir os gastos públicos dos municípios através da redução do consumo de energia elétrica; Tipos de Projetos MELHORIA dos sistemas existentes Substituição de lâmpadas, reatores / ignitores e outros itens (luminárias e braços, relés fotoelétricos e respectivos acessórios para instalação) por outros de tecnologia mais eficiente. EXPANSÃO de redes de distribuição Implantação de sistemas de iluminação pública eficientes em áreas ainda não beneficiadas. ILUMINAÇÃO ESPECIAL Praças públicas e monumentos de valor artístico, cultural e ambiental. INOVAÇÃO TECNOLÓGICA Ex.: Utilização de painéis fotovoltaicos, lâmpadas LED.

até 24 meses, ajustada ao cronograma de execução ReLuz Condições de Financiamento – Eletrobrás e Concessionária Juros e Taxa de Administração 5% e 1,5% aa, calculados sobre o Saldo Devedor Amortização Efetuada em parcelas mensais, prazo máximo de 60 meses. Valor máximo de Financiamento até 75% do valor total do Projeto Contrapartida Concessionárias pelo menos 25% do valor total do projeto Carência até 24 meses, ajustada ao cronograma de execução

LED na Iluminação Pública Luminárias de alta eficiência com leds iluminam a autoestrada A44 em Amsterdã, na Holanda. A solução utilizada permite uma economia de energia em torno de 60% em comparação ao sistema anterior e, ainda, possibilita reduzir a poluição luminosa. Ao fundo, lâmpadas de vapor de sódio de alta pressão de 250W. Como teste, foram implantadas 2 luminárias LED 70W para comparar seus respectivos desempenhos. A AES Eletropaulo vem substituindo o sistema de iluminação de 18 túneis em diversos pontos da capital paulista. A ação receberá investimento de até R$ 32 milhões. Todos os túneis utilizarão iluminação led. Na foto, as luminárias instaladas no túnel Doutor Euryclides de Jesus Zerbini.