ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA

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1 ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Elvo Calixto Burini Junior Emerson Roberto Santos São Paulo, 10/Jun./2013, 12h40 min. 1

2 Área Total: m 2 67 %: Área Verde, m 2 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Atual 2

3 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA o Instituto de Eletrotécnica e Energia -IEE (denominação recebida no ano 1986, antes Instituto de Eletrotécnica - IE), e que em Abril/2013 teve nome ajustado para Instituto de Energia e Ambiente (IEE) é um instituto especializado da Universidade de São Paulo (USP) BREVE HISTÓRICO DO IEE E ATUAIS ATIVIDADES (ver: 3

4 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Sumário Introdução conversão energética em usos finais paradigmas de gestão usuário da iluminação alternativa: para a substituição das fontes (VM-VSAP/LEDs) capacitação aos profissionais 4

5 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA INTRODUÇÃO 5

6 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA ALGUMAS FONTES de LUZ ARTIFICIAL Fonte: Eletrobrás,

7 Consumo anual de eletricidade (EUA, 2010) conforme setor e tipo de fonte de luz Fonte: DOE, EUA,

8 Padrão atual para eficiência luminosa (lm/w) nas lâmpadas fluorescentes convencionais Fonte: [2]. 8

9 Transformação, em curso, no mercado de lâmpadas fluorescentes convencionais (lineares: T12; T8 e T5) Fonte: ano 2011 [2]. 9

10 Partição de investimento norte-americano para as tecnologias SSL (os valores estão aproximados: 70% em LEDi, ano 2011; e 69% em 2012) Fonte: [4]. Fonte: [26]. 10

11 Paradigmas da Gestão Urbana Fonte: [3]. 11

12 OLEDs, WOLEDs Fonte: Tecnologias LED LP (OLED /PLED) para Iluminação (SSL),

13 Alternativas para redução de custo para o ITO (TCO, anodo) Fonte: ABHINAV BHANDARI,

14 SSL (WOLEDs): dados e metas para eficiência e custos Fonte: ABHINAV BHANDARI,

15 Figueira da Fóz, Portugal, 2013 Fonte: [7]. 15

16 Tab.1- Características sobre o desempenho de algumas lâmpadas utilizadas em iluminação de áreas externas e estacionamentos Fonte: 2004, [8]. 16

17 Sistema para a Classificação de Luminárias para exteriores (do ingles, LCS - IESNA, composição) Fonte: (fig. 8.5 a 8.8) IESNA Handbook,

18 O estado da arte (inclui indicação de partes componentes de LED inorgânico Fonte: [10] O primeiro LED,

19 SSL e componentes Fonte: [10]. 19

20 Detalhamento dos componentes de um SSL (a proteção contra surto não está numerada) Fonte: [11]. 20

21 Tab. 2 Características e desempenho de fontes de luz artificiais (lâmpada e LEDis); comparação da luz produzida num ciclo de vida útil (Impacts Scalar), tendo LED 2012 como ref. Fonte: LEDBETTER, M.,

22 Tab. 3 - Fator de correção (sensibilidade: escotópica/fotópica) bastante significativo (seis fontes artificial; condição mesópica) Fonte: Berman, S. M. et al.,

23 Tab. 4 Exemplo de valores fotométricos de três equipamentos para iluminação de áreas em exteriores Fonte: PNNL- SA ,

24 Confiabilidade Uma definição: é a probabilidade de que um dispositivo/sistema irá realizar a função a que se destina, durante um período de tempo definido e sob condições especificadas. 24

25 Luminárias SSL: Modelagem sobre a confiabilidade do sistema Objetivo DOE: Desenvolvimento de metodologia para avaliar o desempenho de sistema SSL em menos de 3 k horas de ensaio, dispor de ferramenta para a predição da confiabilidade das luminárias SSL. Fonte: [16],

26 METODOLOGIA (praticada / sugerida) Fonte: 2013, [17]. 26

27 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Custos... 27

28 Comparação entre custos: equipamento fluorescente e SSL (LED) Fonte: [18],

29 Custo da luz para LED Fonte: [19]. 29

30 Custo da luz para LED 1 W em quatro faixas de T cp (K) Fonte: ver tab. 30

31 Exemplos de custos por ponto de luz nos EUA Fonte: [20]. 31

32 Quatro programas nacionais sobre SSL e LEDs Fonte: Tecnologias LED LP (OLED /PLED) para Iluminação (SSL),

33 Cálculo rápido para o custo de luz por LEDi (comparação, EUA) Custo do pacote de luz (base no fluxo luminoso e T cp > 4 kk VM (7 klm)...[7 x 4.5] = USD$ 31.5; VM (21 klm)...[21 x 4.5] = USD$ 94.5; VM (55 klm)...[55 x 4.5] = USD$ 247.5; VS (5,8 klm)...[5,8 x 4.5] = USD$ 26.1; VS (22 klm)...[22 x 4.5] = USD$ 99; VS (50 klm)...[50 x 4.5] = USD$

34 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA LEDs: O caso Seattle City Light, EUA Fonte: SMALLEY, E.,

35 Avaliação de Luminárias SSL (LEDis) utilizadas em vias/estradas Elaboração: Missouri University of Science and Technology, EUA Fonte: Projeto TRyy1101,

36 Avaliação de Luminárias SSL (LEDis) utilizadas em vias/estradas Elaboração: Missouri University of Science and Technology, EUA Fonte: Projeto TRyy1101,

37 Mais quatro TÓPICOS sobre: SSL, LEDs e iluminação no BR OFUSCAMENTO POLUIÇÃO LUMINOSA RESÍDUOS PERIGOSOS E TÓXIDOS RETORNO DO INVESTIMENTO EM SSL no Brasil 37

38 OFUSCAMENTO e POLUIÇÃO LUMINOSA Fontes: CABELLO, Alberto, 2013 e outros estudos. 38

39 POLUIÇÃO LUMINOSA: limites recomendados (IESNA, Tab.26.5) para iluminação invasiva, antes e após toque de recolher Na tabela à direita: são valores máximos de iluminância inicial em plano perpendicular a direção de observação da(s) luminária(s). O plano referido fica localizado na posição do observador onde a luz invasiva é considerada. Fontes: 39 e [9].

40 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA RESÍDUOS PERIGOSOS E TÓXIDOS Tab. 5 Limites aos resíduos perigosos (Califórnia - CA) e tóxicos (40 CFR , federal EUA) Fontes: [23 e 24]. 40

41 Resultados sobre ensaios em fontes de luz facho 25 khs Fonte: LEDBETTER, M.,

42 RETORNO DO INVESTIMENTO EM SSL (LEDs na IP) Fonte: MAGGI, T., p.195,

43 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Conclusões 43

44 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Eficiência LUMINOSA (convencional) para SSL (WOLEDs) Fonte: [26]. 44

45 Eficiência luminosa convencional / fotópica (SSL / LEDs): Dados e projeções (Depto Energia, EUA) Fonte: [27]. 45

46 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Custo da luz e eficiência para SSL /LEDs encapsulados (35 A/cm 2 ) Fonte: [26]. 46

47 Avaliação de Luminárias SSL (LEDis) utilizadas em vias/estradas Elaboração: Missouri University of Science and Technology, EUA Fonte: Projeto TRyy1101,

48 Custo inicial SSL (LEDis): Dados e projeções (Depto Energia, EUA) Fonte: Energy Savings Potential of Solid-State Lighting in General Illumination Applications. Solid-State Lighting Program, Building Technologies Program, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy U.S. Department of Energy, p.30 e 31, January, [28]. 48

49 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Bibliografia [1] 2010 US Lighting Market Characterization Report. Solid-State Lighting Program, Building Technologies Program, Office of Energy Efficiency and Renewable Energy, U.S. Department of Energy DOE, p.xiii, Fig. ES-1, Jan., [2] [3] [4] DOE SSL R&D funding in [5] Tecnologias LED LP (OLED /PLED) para Iluminação (SSL), [6] BHANDARI, ABHINAV LOW - COST INTEGRATED SUBSTRATE FOR OLED LIGHTING. DoE SSL R&D CONFERENCE, [7] Conferência da Agenda 21 Local, Vetor Ambiente, CMFF, 21 de Janeiro [8] Parking Lot and Area Luminaires Functional Luminaires using HPS and MH Lamps. National Lighting Product Information Program Publications, LRC, Tab.1, p.8, v.9, n.1, July, [9] Lighting Handbook Reference and Application, Illuminating Engineering Society of North America, Tenth Edition, [10] [11] [12] YUAN, T. et al., Solid state lighting component (patente: US A1), [13] BERMAN, S. M. LBNL (L-213), [14] LEDBETTER, Marc Life-Cycle Assessment of Energy and Environmental Impacts of LED Lighting Products. DOE SSL R&D Workshop, Long Beach, CA, Jan., 30, [15] PNNL- SA , June, < buildings/publications/pdfs/alliances/outdoor_area_lighting.pdf>. 49

50 BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Bibliografia [16] BRODRICK, J. R. Solid-State Lighting R&D Program Direction, p.15, [17] DAVIS, Lynn Collaborating for Success: LED Systems Reliability, DOE SSL R&D Workshop, January 30, [18] Licht.vissen 17- LED The light of the Future, 58p., 2010 ( [19] Roundtable Discussions of the Solid-State Lighting R&D Task Priorities. U.S. Department of Energy, p.12, [20] Sheet No.15-1 P.S.C. Wyoming (No.14 Outdoor Area Lighting Service Not Applicable in No New Service Wyoming West Service Territory.ROCKY MOUNTAIN POWER, [21] LED Roadway Luminaires Evaluation (TRyy1101) - Final Report, Cover of LED Roadway Luminaires Evaluation (TRyy1101) - Final Report, Accession Number: , Missouri Department of Transportation, Research, Development and Technology URL: [22] SMALLEY, E. City of Seattle LED Street Lighting Conversion Program, [23] Title 40 - Protection of Environment. CHAPTER I - ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (CONTINUED). SUBCHAPTER I - SOLID WASTES (CONTINUED). PART 261 IDENTIFICATION AND LISTING OF HAZARDOUS WASTE. Subpart C - Characteristics of Hazardous Waste. [24] Department of Toxic Substances Control (DTSC) in California, Ch. 11, Art. 3-1, Article 3- Characteristics of HazardousWaste, Apr., [25] MAGGI, T., Dissertação de Mestrado, p.195, Santa Maria, RS, Brasil, [26] Solid-State Lighting Research and Development: Multi-Year Program Plan. U.S. Department of Energy, p.45 (Fig. 3.5); p.50 (Fig. 4.4) e p.93 (Fig. 5.3), [27] 50

51 Endereço: Universidade de São Paulo, Instituto de Energia e Ambiente, Av. Prof. Luciano Gualberto, n. 1289, CEP: , Cidade Universitária São Paulo SP, Tel.: , Fax: (11) , elvo@iee.usp.br Agradecimentos BURINI JUNIOR, E. C.; SANTOS, E. R., ILUMINAÇÃO NO BRASIL: TECNOLOGIAS, CENÁRIOS, INFRA-ESTRUTURA Questões? 51