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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.

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Eficiência Energética

• Melhor desempenho gastando uma menor quantidadede energia elétrica;

• Diminuição dos impactos econômicos;

• Responsabilidade social e ambiental;

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Panorama Energético

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Políticas de Eficiência Energética

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• 1984 – Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE);


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Economia de energia nos últimos cinco anos.

• 1985 – Programa Nacional de Conservação de EnergiaElétrica (Procel);

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• 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

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• Retrofit:

Termo designado ao processo de modernização dealgum equipamento considerado ultrapassado ou forade norma.

Elementos básicos da lâmpada de vapor de mercúrio.

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• Lâmpada de Vapor de Mercúrio

Lâmpada, luminária e reator, respectivamente.

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• Lâmpada de Vapor de Mercúrio

Fluxo de elétrons no LED.

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• LED


Componentes de uma luminária LED.

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• LED

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• 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;

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• 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

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Imagens dos insumos armazenados no galpão.

Estudo de Caso

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-

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

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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

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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


• Payback Simples e Descontado

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Estudo de Caso


• 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


• 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%

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Estudo de Caso

Vapor de Mercúrio

Em = 267 lux

LED

Em = 315 lux

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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.

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MUITO OBRIGADO!

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