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Comparação entre lâmpadas de vapor de mercúrio vs luminárias LED num aplicação industrial.
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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DA PARAÍBA
COORDENAÇÃO DO CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Eficiência Energética na Iluminação:Estudo de caso – retrofit em um galpão industrial utilizando
tecnologia LED.
Múcio Flávio de Carvalho Queiroz FilhoDiscente
Prof. Dr. Franklin Martins PamplonaOrientador
Introdução
• Motivação;
• Objetivo.
01/25
Eficiência Energética
• Melhor desempenho gastando uma menor quantidadede energia elétrica;
• Diminuição dos impactos econômicos;
• Responsabilidade social e ambiental;
02/25
Panorama Energético
03/25
Políticas de Eficiência Energética
04/25
• 1984 – Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE);
Políticas de Eficiência Energética
05/25
Economia de energia nos últimos cinco anos.
• 1985 – Programa Nacional de Conservação de EnergiaElétrica (Procel);
06/25
Políticas de Eficiência Energética
• 2012 – Plano Nacional de Eficiência Energética (PNEf);
• Diretrizes para alcançar a meta de economia estipulada:
• 10% de economia de energia anual até 2030;
• Total de 10 TWh (TeraWatt hora).
Eficiência Energética na Iluminação
07/25
• Retrofit:
Termo designado ao processo de modernização dealgum equipamento considerado ultrapassado ou forade norma.
Elementos básicos da lâmpada de vapor de mercúrio.
08/25
Eficiência Energética na Iluminação
• Lâmpada de Vapor de Mercúrio
Lâmpada, luminária e reator, respectivamente.
09/25
Eficiência Energética na Iluminação
• Lâmpada de Vapor de Mercúrio
Fluxo de elétrons no LED.
10/25
• LED
Eficiência Energética na Iluminação
Componentes de uma luminária LED.
11/25
Eficiência Energética na Iluminação
• LED
12/25
Eficiência Energética na Iluminação
• Vantagens LED:
• Redução do consumo (eficiência);
• Tempo de partida;
• Estreita faixa de emissão de luz;
• Tempo de vida útil;
• Resistência a impactos;
•Desvantagens LED:
• Custo inicial elevado;
• Falta de legislação estabelecendo padrões de construção eutilização;
• Drivers mais complexos do que os reatores das lâmpadas dedescarga.
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Métodos de Cálculos Luminotécnicos
• Método dos Lúmens
• Mais indicado para ambientes interiores.
ϕ =𝑆 𝑥 𝐸
𝐹𝑢 𝑥 𝐹𝑑𝑁𝐿𝑢 =
ϕ
𝑁𝐿𝑎 𝑥 ϕ𝐿𝑎
Φ = Fluxo luminoso total a ser emitido pelas lâmpadas [lm];
ΦLa = Fluxo da lâmpada utilizada [lm];
S = área do recinto [m²];
E = iluminamento médio requerido pelo ambiente [lux];
Fu = Fator de utilização;
Fd = Fator de depreciação;
NLu = Número de luminárias;
NLa = Número de lâmpadas por luminária;
14/25
• Local: Metalúrgica de produção de chumbo secundário;
• Galpão de armazenamento de insumos necessários aosetor de produção;
• Dimensões do galpão: 68x28x7m
• Área do galpão: 1.900m²
• Funcionamento do sistema de iluminação: 720 h/mês
Estudo de Caso
15/25
Imagens dos insumos armazenados no galpão.
Estudo de Caso
16/25
-
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
800.000
900.000
1.000.000
Co
nsu
mo
de E
nerg
ia e
m k
Wh
Mês/Ano
Consumo Total
Consumo com iluminação (3% do total)
Estudo de Caso
17/25
Estudo de Caso
Modelos Especificações
Vapor Mercúrio Philips
LED Lumicenter S17000840
Potência [W] 438 146
Fluxo Luminoso [lm] 22.000 17.450
Temp. de Cor [K] 3.900 4.000
IRC (%) 40 85
Eficiência Luminosa [lm/W] 55 120
Vida útil [h] 20.000 50.000
Quantidade Luminárias [und] 42 56
Custo Unitário [R$] 125,00 1.283,00
Aquisição do Sistema [R$] 5.250,00 71.848,00
Potência Total [kW] 18,39 8,18
Gasto com Energia 50.000h [R$] 321.930,00 143.080,00
Gasto Aquisição + Energia [R$] 329.700,00 214.928,00
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Estudo de Caso
19/25
Estudo de Caso
Critérios de Avaliação Econômica
• Payback Simples e Descontado
PeríodoFluxos
Nominais
Fluxos Descontados
Payback Simples Payback Descontado
TMA = 10% Saldo PBS Saldo PBD
0 -R$ 71.848,00 -R$ 71.848,00 -R$ 71.848,00 -R$ 71.848,00
1 R$ 30.905,28 R$ 28.095,71 -R$ 40.942,72 -R$ 43.752,29
2 R$ 30.905,28 R$ 25.541,55 -R$ 10.037,44 -R$ 18.210,74
3 R$ 30.905,28 R$ 23.219,59 R$ 20.867,84 2,32 anos R$ 5.008,86 2,78 anos
4 R$ 30.905,28 R$ 21.108,72 R$ 51.773,12 R$ 26.117,58
5 R$ 30.905,28 R$ 19.189,75 R$ 82.678,40 R$ 45.307,33
5,78 R$ 19.284,29 R$ 11.116,14 R$ 101.962,69 R$ 56.423,46
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Estudo de Caso
Critérios de Avaliação Econômica
• Payback Simples e Descontado
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Estudo de Caso
Critérios de Avaliação Econômica
• Valor Presente Líquido (VPL)
• Se VPL > 0, aceita-se o projeto;
• Se VPL = 0, é indiferente aceitá-lo ou não;
• Se VPL < 0, recusa-se o projeto.
VPL = −𝐼 +
1
𝑛
𝐹𝑛(1 + 𝑖)𝑛
VPL = 56.423,82
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Estudo de Caso
Critérios de Avaliação Econômica
• Taxa Interna de Retorno (TIR)
• Se TIR > k, aceita-se o projeto;
• Se TIR = 0 , é indiferente aceitar ou não;
• Se TIR < k, recusa-se o projeto.
Período Fluxos Nominais
0 -R$ 71.848,00
1 R$ 30.905,28
2 R$ 30.905,28
3 R$ 30.905,28
4 R$ 30.905,28
5 R$ 30.905,28
5,78 R$ 19.284,89
TIR 35%
22/25
Estudo de Caso
Vapor de Mercúrio
Em = 267 lux
LED
Em = 315 lux
23/25
Estudo de Caso
Vapor de Mercúrio
LED
Simulação dos ambientes com as luminárias propostas.
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Conclusão
• Impacto positivo na proposta de retrofit;
• Redução de custos;
• Investimento com um curto tempo de retorno;
• Desacelerar o aumento da capacidade do sistema elétrico;
• Diminuição dos impactos ambientais associados àprodução de energia;
• Agrega valor à marca.
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5413: Iluminância de interiores. Rio de Janeiro, abr. 1992.
COSTA, Gilberto José Corrêa da. Iluminação Econômica: cálculo e avaliação. 4. ed. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2006. 562p.
EVANGELISTA, M. L. Santos. Estudo Comparativo de Análise de Investimentos em Projetos entre o Método VPL e o de Opções Reais: O caso Cooperativa de Crédito – Sincredi Noroeste. 2006 lv. 163p. Mestrado. Universidade Federal de Santa Catarina.
GHISI, Enedir. Desenvolvimento de uma metodologia para retrofit em sistemas de iluminação: estudo de caso na Universidade Federal de Santa Catarina. Florianópolis, 1997. 246p. Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil.
GUERRINI, Délio Pereira. Iluminação: teoria e projeto. 2. ed. São Paulo: Érica, 2008.134p.
INATOMI, Thais A. Hassan; UDAETA, Miguel E. M. Análise dos Impactos Ambientais na Produção de Energia Dentro do Planejamento Integrado de Recursos. Departamento de Engenharia de Construção Civil e Urbana –Escola Politécnica – Universidade de São Paulo, 2006.
KASSICK, Enio Valmor. Uso Racional e Conservação de Energia Elétrica – VI Seminário de Eletrônica de Potência do INEP – SEP’02. Universidade de Santa Catarina. UFSC: Florianópolis, 2002.
LAPPONI, Juan Carlos. Avaliação de Projetos de Investimento. Modelos em Excel: 1996.
MOREIRA, Vinicius de Araujo. Iluminação Elétrica. 1. ed. São Paulo: Edgar Blucher, 1999. 189p.
PHILIPS. Manual de Iluminação. 3. ed. Holanda: Philips Lighting Division, 1981.
SILVA, Márcio Carvalho da. Ações de eficiência energética: um estudo econômico aplicado em sistemas de iluminação. São Paulo: Blucher Acadêmico, 2011.
25/25
MUITO OBRIGADO!
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