Sistema de Iluminação LED Conceito, histórico & perspectivas. Gabriel Prado Garde Engº Agrônomo Msc Fitotecnia

Transcrição

1

2 Sistema de Iluminação LED Conceito, histórico & perspectivas Gabriel Prado Garde Engº Agrônomo Msc Fitotecnia

3 Energia Elétrica Aumento substancial na demanda de energia elétrica A iluminação artificial representa 20% da energia elétrica consumida mundialmente É usada com alto consumo de energia elétrica na Agricultura

4 Iluminação Artificial na Agricultura Possibilidade de um ambiente agrícola totalmente controlado (temperatura, umidade relativa do ar, concentração de CO 2 e iluminação). Finalidades da iluminação: fotossintéticas, fotomorfológicas e fotoperiódicas. As lâmpadas normalmente empregadas são: - Incandescentes - Fluorescentes - Lâmpadas de alta pressão (Cada qual com vantagens e desvantagens)

5 Inclusão do LED Devido ao grande número de desvantagens do sistema de iluminação artificial, surge uma nova opção: LED A iluminação com LED já é aplicada em diversas áreas, sendo presente em nosso dia-a-dia O que é LED? O nome LED é uma sigla para Light-Emitting Diode Traduzindo para o português: Diodo Emissor de Luz.

6 LED na Agricultura Os primeiros testes com LED em sistemas de cultivo tiveram início no final da década de 1980 e início de O objetivo era encontrar um sistema de iluminação mais eficiente a ser utilizado em câmaras de cultivo em bases espaciais. O sistema de iluminação com LEDs pode desempenhar um grande número de funções tanto no ramo da horticultura como também na cultura de tecidos.

7 Vantagens da utilização do LED Vida útil de 50 mil horas - 2 a 3 vezes mais que as lâmpadas fluorescentes e de alta descarga e chega a ser 50 vezes mais que as tradicionais incandescentes. Resistentes e robustos - Não possuem bulbos de vidro, que são facilmente quebráveis, não contém mercúrio ou outros metais pesados. Ascendem e apagam instantaneamente - não necessita de um período de aquecimento para o funcionamento. Ciclos repetidos de liga/desliga não diminui sua vida-útil - como acontece nas lâmpadas tradicionais. Pequeno tamanho - permite utilização em conjuntos dando flexibilidade e dinâmica ao sistema. Não necessita de refletores e nem grandes reatores - apenas de uma fonte de alimentação chamada de driver.

8 Vantagens da utilização do LED O LED não irradia calor diretamente. Qualidade da luz - emite somente as bandas espectrais específicas dos fotorreceptores. Pode-se fornecer luz específica - a fim de influenciar a morfologia do vegetal. Possui habilidade dinâmica de controle espectral - sendo possível acoplar este sistema a controles digitais permitindo o mais complexo controle da iluminação podendo fazer ensaios que simulam até o nascer e pôr do sol. Controle do fluxo luminoso com precisão - desde baixos fluxos até altos, semelhantes ao do sol. Alta eficiência na transformação da energia elétrica em luz - muito superior as lâmpadas fluorescentes e incandescentes.

9 Desvantagens da utilização do LED Custo de implantação. É um sistema complexo - requer mão de obra especializada. Ausência de componentes de alta potência em certas bandas espectrais de interesse - Apesar disso, o próprio histórico do dispositivo mostra que surgirão melhores componentes, mais efetivos e mais acessíveis.

10 Por que optar pelo LED? A superioridade da iluminação com LED sobre as lâmpadas atuais são claras Controle de intensidade e espectro de luz Baixa ou nenhuma emissão de calor Durabilidade e eficiência luminosa LEDs tornam a produção vegetal muito mais sustentável pois conseguem reduzir o consumo de energia e consequentemente os custos de produção.

11 Estudo de caso Escuro LED Incandesc Escuro LED Incandesc Iluminação A. Planta (cm) Nº inflor Nº hastes AVALIAÇÕES FITOTÉCNICAS MS. Caule (g) MS. Inflor (g) MS. Folhas (g) MS. P. Aérea (g) LED 23,1 A 100,6 A 20,4 ns 6,3 A 10,6 A 5,8 A 22,6 A Incandesc 23,4 A 94,6 A 19,1 ns 5,9 A 10,8 A 5,9 A 22,6 A Escuro 17,2 B 71,4 B 20,9 ns 3,7 B 8,5 B 3,8 B 15,9 B

12 Estudo de caso Corte longitudinal: Escuro LED Incandescente

13 Estudo de caso Escuro LED Incandescente Iluminação Comp. 1 (µm) Comp. 2 (µm) AVALIAÇÕES ANATÔMICAS Altura merist. (µm) Largura med. (µm) Nº cel. Medula Nº cel. Densa LED 247,8 B 579,6 ns 100,1 B 689,9 A 24,2 A 7,7 B Incandesc 248,6 B 527,7 ns 92,6 B 651,7 A 24,8 A 7,3 B Escuro 575,2 A 554,2 ns 286,6 A 281,6 B 12,4 B 12,4 A

14 Tecnologia disponível

15 TEC-LED Aplicação: Painel de iluminação (400x212x60mm) para produção vegetal com espectro luminoso específico para fotossíntese. Benefícios e Vantagens: Espectro de iluminação ideal para produção vegetal Prático e compacto Bivolt Automático Fácil instalação

16 TEC-LAMP Aplicação: Lâmpada LED para cultura de tecidos e multiplicação in vitro. Benefícios e Vantagens: Durabilidade superior as lâmpadas utilizadas. Baixo consumo de energia elétrica. Bivolt Automático Prático, leve e compacto Fácil instalação.

17 TECLUX Aplicação: Utilizado em propagação, germinação, multiplicação, produção de plantas, cultura de tecidos e microbiologia. Ideal para casas de vegetação, laboratórios, universidades e institutos de pesquisa. Benefícios e Vantagens: Vida útil superior a horas de uso. Sistema de iluminação com LED em toda a faixa do visível com controle fluxo, espectro e fotoperíodo programáveis. Não emite radiação Infra Vermelho e Ultra Violeta. Melhor distribuição/homogeneidade da luz aplicada. Comunicação Wi-Fi entre os módulos de iluminação.

18 FOTO-BIT Aplicação: O módulo de cultivo acompanha o sistema de iluminação LED integrado. Este modelo é ideal para estudos e estabelecimento de protocolos do sistema de imersão e espectro luminoso. Benefícios e Vantagens: Controle preciso da velocidade e do período de imersão/aeração. Sistema de iluminação com LED em toda a faixa do visível com controle fluxo, espectro e fotoperíodo programáveis. Equipamento totalmente automatizado. Sistema modular compacto.

19 Fitotron SGC Câmara SGC 120 LED Câmaras climáticas com iluminação LED para simulação ambiental. Aplicação: Oferece a possibilidade de simulação de diferentes climas através do controle de temperatura, iluminação, umidade relativa do ar, concentração de gases, entre outros. Dentro destes ambientes controlados, pode-se realizar desde o cultivo de plantas e tecidos até incubação de insetos e armazenamento de sementes. Tudo isso com uma maior precisão no controle do espectro e intensidade luminosa provenientes da tecnologia LED. Benefícios e Vantagens: Fornecida pronto para o uso - Sem a necessidade de montagem. Alta qualidade espectral para pesquisa de fitocromos Baixa emissão de calor sobre as plantas Econômica Possibilita estudos comparativos de plantas sob diferentes tipos de iluminação Ampla área de cultivo chegando a 0,68m² por prateleira Compacta e de fácil mobilidade

20 Fitotron HGC Câmaras HGC (High Specification Growth Chambers) Câmaras climáticas de alta precisão para simulação ambiental. Aplicação: As câmaras HGC oferecem uma maior precisão e performance na simulação de diferentes climas. Ela pode ser customizada e possuí controles finos de temperatura, iluminação, umidade relativa do ar, concentração de gases, entre outros. Dentro destas câmaras é possível simular qualquer clima do planeta Terra, desde o ártico até o tropical. Benefícios e Vantagens: Controle climático preciso Módulos de iluminação diversos Fluxo de ar horizontal Ciclo diurno/noturno Fácil mobilidade através de rodinhas

21 Fitotron SGR Salas de cultivo SGR (Standard Growth Rooms) Salas climáticas para simulação ambiental Aplicação: As salas de cultivo SGR podem ser utilizadas para realizar desde o cultivo de plantas e tecidos até incubação de insetos e armazenamento de sementes. Elas estão disponíveis em diferentes tamanhos, com áreas de cultivo variando de 1,4m² até 24,5m², e são do tipo "walk-in" onde é possível entrar e se locomover dentro delas. Possuem iluminação de até 500 µmols/m²/s, com controle total de temperatura e umidade. Benefícios e Vantagens: Consultoria e planejamento Desenvolvimento de sistemas para atender às necessidades específicas Projeto e construção Salas do tipo padrão ou customizadas Instalações totalmente personalizadas usando as tecnologias e princípios estabelecidos. Salas modulares "Walk-in Estudos de viabilidade Soluções de baixo custo

22 Alguns projetos executados XIX Congresso Brasileiro de Floricultura e Plantas TECNAL s Ornamentais LED Lightning & VI Congresso sytem Brasileiro de Cultura de Tecido de Plantas

23 Alguns projetos executados

24 Muito Obrigado Gabriel Prado Garde Tel: (19)

25