VIABILIDADE DA TRANSIÇÃO FLUORESCENTE PARA LED PARA O IFCE-CAMPUS CEDRO

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1 ISSN VIABILIDADE DA TRANSIÇÃO FLUORESCENTE PARA LED PARA O IFCE-CAMPUS CEDRO Área temática: Gestão Ambiental & Sustentabilidade Alessandra Lima Silva allelyss@hotmail.com Cryslania Guedes Silva cryslaniaguedes@hotmail.com Jorge Henrique Ribeiro da Silva jhribeiro@ifce.edu.br Wellington Lima Silva wellingshow@hotmail.com Maria Monizia de Sales Costa monizia191990@hotmail.com Resumo: Diante da onda global de economia de energia elétrica surge um interesse na substituição de lâmpadas fluorescentes para tubulares de LED. Com isso é possível prever, num futuro próximo um aumento gradativo desta tecnologia em ambientes industriais, residenciais e de ensino. Os principais motivos para esse avanço esta em uma maior eficiencia energética e um baixo nivel de substituição por desgaste. Este projeto mostra a viabilidade de implantação de lâmpadas LED para o IFCE Campus Cedro. Foi feito um levantamento de aproximadamente, quantas lâmpadas de tecnologia tubular eram utilizadas no local e suas especificações e uma comparação entre as duas tecnologias e suas potencias. Os resultados demonstraram benefícios e a efetividade dessa tecnologia para a Eficiência Energética, com viabilidade econômica. Palavras-chaves: Eficiência Energética, LED, lâmpadas fluorescentes 1

2 1. INTRODUÇÃO O uso da energia elétrica no planeta está crescendo exponencialmente, sendo necessária uma maior gestão deste recurso de forma mais eficiente, desde a fonte até o consumidor final. Equipamentos e hábitos de consumo passaram a ser analisados em termos da conservação da energia tendo sido demonstrado que, de fato, muitas iniciativas que resultam em maior eficiência energética são economicamente viáveis, ou seja, o custo de sua implantação é menor do que o custo de produzir ou adquirir a energia cujo consumo é evitado. Mais recentemente, a busca pela eficiência energética ganhou nova motivação. Investir em sistemas de iluminação mais econômicos ajuda a reduzir o consumo de energia de maneira significativa, diminuindo custos e, principalmente, reduzindo o impacto ambiental. O dispositivo utilizado para obtenção de luz artificial através desta tecnologia é o emissor de luz (LED). O IFCE possui em sua instalação 504 lâmpadas fluorescentes de baixa eficiência, que chegando ao final de sua vida útil, é necessária a troca das mesmas. Foi feita a análise do projeto na instituição, que tornou possível um estudo do consumo de energia elétrica, com o objetivo de diminuir os custos. Sendo assim este trabalho tem como objetivo apresentar a viabilidade econômica e benefícios da substituição de o de lâmpadas fluorescentes com potência de 32 W, por tecnologia LED, com potência de 18W do fabricante OSRAM e vida útil cinco vezes superior à das lâmpadas fluorescentes convencionais, dentro do IFCE localizado em Cedro, Ceará. 1. Metodologia. Inicialmente foi realizada uma pesquisa bibliográfica para levantar na literatura as melhores práticas para eficiência energética no setor, foi necessário realizar um diagnóstico do consumo energético do IFCE, através de pesquisa documental em faturas da COELCE e visita a campo, foram verificadas as quantidades de luminárias no instituto e o numero de lâmpadas por luminária. Após a coleta de dados foi analisado matematicamente a eficiência energética, o custo aproximado do consumo da energia elétrica e os custos mensais com a troca das lâmpadas fluorescentes por lâmpadas de LED s. Posteriormente, foi realizada uma análise da viabilidade econômica, Payback, de se instalar os equipamentos. 2

3 2. Referencial teórico. 3.1 Eficiências energética. A eficiência energética pode ser aplicada em vários segmentos dos setores de ensino, comercio e indústria de várias formas, desde a geração de energia até o consumidor final. Diversos tipos de órgãos públicos e privados vêm buscando alternativas para melhorar o uso da energia. O termo eficiência energética é a relação entre a quantidade de energia final utilizada e de um bem produzido ou serviço realizado, em que a eficiência está associada à quantidade efetiva de energia utilizada e não à quantidade necessária para realizar um serviço (EPE, 2010). Com o objetivo de promover o uso consciente de racionamento de energia foi criado o Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica, o PROCEL, por meio da Eletrobrás, visando combater o desperdício e tendo como principal símbolo o Selo PROCEL. De acordo com o PROCEL (2013), no Brasil, a energia elétrica é gerada em sua maior parte por meio de hidrelétricas, portanto para que preservemos nossos recursos naturais e economizemos a conta de energia, é preciso utilizar conscientemente a energia elétrica. Ao abordar o conceito de eficiência energética na iluminação, é imprescindível tratarmos inicialmente o conceito de luz, de acordo com o (OSRAM, 2008), a quantidade de luz não é o único requisito necessário, também é preciso ter uma boa distribuição de luz no ambiente e a ausência de contrastes excessivos, tais como, a incidência direta do sol no plano de trabalho e reflexos indesejáveis. (MAMEDE FILHO, 2007, p.43), também identifica a intensidade luminosa como sendo: [...] a potência de radiação visível que uma determinada fonte de luz emite numa direção especifica. Conforme (Mamede Filho, 2007) a luminância é entendida como: [...] a medida da sensação de claridade provocada por uma fonte de luz ou superfície iluminada e avaliada pelo cérebro. Assim percebemos que esse fator é de extrema importância, pois, quanto melhores forem as condições oferecidas pelo ambiente, menor será o esforço físico que o olho terá de fazer para se adaptar às condições ambientais e desenvolver bem as atividades. 3

4 3.2 Tecnologia LED. O LED é um componente eletrônico baseado em materiais semicondutores que, quando energizado, emite luz visível. A emissão de luz se dá por efeito quântico e é monocromática; ou seja, dependendo do material utilizado, o LED gera apenas uma cor. Lâmpadas de LED são um dos tipos mais variados de lâmpadas disponíveis no mercado e que são a mais nova aposta do setor de construção verde como forma de diminuir gastos com energia elétrica e preservar o meio ambiente. Um dos principais fatores a avaliar na hora de optar pela instalação de luzes LED em casa ou em estabelecimentos comerciais, assim como em indústrias, é a potência da lâmpada LED. Potência é a medida da energia elétrica. Quanto mais watts de eletricidade a lâmpada gera, mais potência ela tem. Isto é importante porque quanto mais potência tem uma lâmpada, mais caro fica o custo de energia elétrica. O motivo que levou as lâmpadas a serem diferentes é simplesmente o fato de que as luzes LED são muito mais eficientes, utilizando muito menos energia, mas ainda sim capazes de fornecer a iluminação necessária, mesmo em ambientes maiores. Também é válido estar ciente de que o nível de brilho alcançado por cada watt ajuda a identificar a eficiência de uma lâmpada. Assim, quanto mais brilho por watt, mais eficiente é uma lâmpada. As lâmpadas de LED geram um alto nível de brilho com pouca potência. Além de ter uma vida útil maior e um menor consumo de energia pode-se dizer também que as lâmpadas de LED proporcionam maior segurança, já que por operarem em baixa tensão os riscos de acidentes diminuem. Também não emitem radiação ultravioleta, evitando a atração de insetos à luminária e sua degradação, não possui substâncias perigosas, possui uma resistência maior a impactos e vibrações, e por sua iluminação ser direcionada ela contribui para diminuição da poluição luminosa, e ainda pode ser considerado um estimulo à pesquisa e inovação. Benefícios: o o A vida útil do equipamento é longa, sem necessidade de troca. Custos de manutenção reduzidos: Em função de sua longa vida útil, a manutenção é bem menor, representando menores custos. 4

5 o Apresentam maior eficiência. o Não utiliza mercúrio ou qualquer outro elemento que cause dano à natureza. o Não emitem radiação infravermelha, fazendo com que o feixe luminoso seja frio. o Ao contrário das lâmpadas fluorescentes que tem um maior desgaste da sua vida útil no momento em que são ligadas, no LED é possível o acendimento e apagamento rapidamente possibilitando o efeito flash, sem detrimento da vida útil. 3. Estudo de caso. Foi verificado que no Instituto Federal Campus Cedro existe um total de 254 luminárias de duas lâmpadas fluorescentes, distribuídas entre salas de aulas, laboratórios e corredores. O sistema é formado por lâmpadas fluorescentes tipo T8 de 32 w possui fluxo luminoso médio de 2700 lúmens (lm), obtendo um rendimento de 67,5 lm/w e total de 5915 w de consumo, o organograma que segue mostra as características desta lâmpada. Além de maior eficiência e desempenho em termos energéticos, a lâmpada LED reduz diretamente os custos com energia elétrica e as emissões de CO2 que poluem a atmosfera. A tabela 01 apresenta os valores comparativos das características gerais dos dois sistemas de iluminação estudados. Tabela 01- Características gerais Led X Fluorescente. Modelo Potência (w) Tensão Emissão de luz Eficiência Vida útil (horas) (volts) (lúmens) (lm/w) Fluorescente Led

6 4. Resultados e discussões. Foi realizada uma análise da viabilidade econômica, Payback, de se instalar os equipamentos e procedimentos referentes às melhores práticas levantadas no texto. Podemos utilizar para uma estimativa do consumo mensal a seguinte expressão cujos termos estão definidos em (1): Onde: C (kwh): Consumo de energia mensal; Potência da geração (W): Potência nominal de cada lâmpada; Q: Quantidade de lâmpadas no local; h: Horas de funcionamento por dia. Aplicando a expressão (1) para a lâmpada LED: Então podemos concluir que para que o sistema LED proposto tenha um consumo mensal de. 6

7 Aplicando a expressão (1) para a lâmpada Fluorescente: Ao obter os dados equivalentes ao consumo de energia elétrica calcula-se então o custo mensal em Reais, a equação (02) apresenta os resultados. Onde: Ct (R$): Custo de energia mensal;. C (kwh): Consumo de energia mensal; T (R$): 0, Tarifa Coelce, referente a 1 kwh. Considerando que o valor da unidade do kwh é R$ 0,67236 (Coelce), então, os valores mensais dos custos nos dois tipos de iluminação são apresentados na tabela 02. Tabela 02- Gasto de energia com Iluminação. Modelo Nº de Potência Tempo Dias/mês Consumo mês Custo mensal lâmpadas (watts) (horas) (KW/h) (R$) Fluorescente , ,76 Led , ,30 Economia (R$/Mês) = 3, 934,76-2, 213,30 = R$ 2.560,32.

8 XI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO 13 e 14 de agosto de 2015 A tabela 03 apresenta o gasto total de instalação das lâmpadas LED, fazendo um comparativo com as fluorescentes. É possível observar que como as lâmpadas Led tem um tempo de vida maior a taxa de troca é zero considerando um período de horas, enquanto que a fluorescente no mesmo período deve ser trocada cinco vezes. Tabela 03- Gasto ao final de h. em energia com Iluminação. Modelo N º de Valor unitário Gasto inicial Quant. Trocas Gasto final lâmpadas (R$) (R$) h (R$) Fluorescente ,00 Led ,00 Sendo assim, verificamos que o Custo Total Retrofit foi de R$ ,00. Assim sendo, por meio do cálculo do payback obtido a partir da divisão entre o valor gasto com a compra de lâmpadas e instalação que somaram R$ ,00 e A diferença do consumo de energia mensal do sistema com LED para o de lâmpadas fluorescentes é de 2.560,32 kwh, Portanto, a economia anual será de aproximadamente R$ ,00. O retorno do investimento (Feedback) acontecerá em 1 ano e 7 meses. Sabendo que vida útil estimada das lâmpadas Led utilizados no estudo é de horas ou em média 4 anos, o projeto de substituição de lâmpadas Fluorescentes por Led para as condições adotadas no estudo apresenta-se, na atualidade, economicamente viável. 8

9 XI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO 13 e 14 de agosto de Observações finais Com o projeto observamos como resultado vários benefícios associados á diminuição do consumo de energia elétrica no local. Analisando a tabela percebe-se que o custo da utilização de lâmpadas LED é menor que utilizar a tecnologia fluorescente, nota-se também a necessidade de troca de 5 lâmpadas fluorescentes durante a vida útil de 40000h da tecnologia LED. Por se tratar de uma tecnologia cara, o investimento inicial é alto, mas é recompensado após a vida útil de 40000h. Os maiores gastos com a instalação serão compensados satisfatoriamente com o baixo consumo e quase nenhuma manutenção. Já que o custo inicial do projeto ainda se apresenta bastante elevado, uma alternativa seria uma implementação gradual deste sistema, um exemplo seria fazer a substituição de certa quantidade de lâmpadas (20% por exemplo) e a economia gerada pode ser usada para fazer a substituição gradual em todo o campus que será um exemplo de sustentabilidade, pois também se obteve grandes melhoras para o meio-ambiente, pois se trata de uma iluminação extremamente eficiente com equipamentos recicláveis, e que não utiliza na sua concepção materiais nocivos como mercúrio e ácido fluorídrico. 9

10 XI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO 13 e 14 de agosto de Referências BLEY, F. B. LEDs versus Lâmpadas Convencionais Viabilizando a troca. Revista Online Especialize Ipog, maio CEMIG - COMPANHIA ENERGÉTICA DE MINAS GERAIS. Programa de combate ao desperdício de energia: Otimização Energética - Hotéis. Belo Horizonte, EMPRESA DE PESQUISA ENERGÉTICA EPE Plano Nacional de Energia 2030 Eficiência Energética. Disponível em: Acesso em: 10 de julho de Janeiro LIGHT. Eficiência Energética. Disponível em: < Acesso em: 17 de 914p. MAMEDE FILHO, João. Instalações Elétricas Industriais. Rio de janeiro: LTC, MINISTERIO DAS MINAS E ENERGIA. Plano Nacional de Eficiência Energética. Disponível em: < Acesso em: 15 Janeiro OSRAM Manual Luminotécnico Iluminação: Conceitos e Projetos. Disponível em: do_curso_iluminacao_conceitos_e_projetos796562/index.html. Acesso em: 12 Janeiro PROCEL RELUZ. Eletrobrás. Programas. Disponível em: < Acesso em: 11 Janeiro

11 XI CONGRESSO NACIONAL DE EXCELÊNCIA EM GESTÃO 13 e 14 de agosto de