TE067 - Laboratório V - Eficiência da Energia Elétrica
Palestra "Introdução à Luminotécnica"

Clique aqui para fazer o download - Formato Adobe PDF - 2,5 MB - Autor: Eng. Eletricista Fernando Augusto Lopes Corrêa

 

Uso de diodos emissores de luz - LEDs - em semáforos de trânsito

Semáforo com LEDsEstamos disponibilizando um artigo publicado na Revista Energia Alternativa (Ano 1, Edição 3, pp. 42-51, 2009), tendo como autores Anderson L. de Lima, André Gonçalves Jedyn, Fernando A. L. Corrêa e Ewaldo Luiz de Mattos Mehl. Neste trabalho são apresentados os principais conceitos referentes a diodos emissores de luz (LEDs) e o seu uso na substituição das lâmpadas incandescentes dos semáforos de trânsito. São apresentados alguns testes realizados no Laboratório de Luminotécnica do LACTEC com módulos focais para semáforos construídos com LEDs, comparando os resultados obtidos com módulos focais tradicionais dotados de lâmpadas incandescentes. Em seguida é apresentada uma simulação de uma situação na qual seria adotada a tecnologia de LEDs em todos os semáforos da cidade de Curitiba, que possuia na época em que o trabalho foi escrito aproximadamente 27 mil lâmpadas instaladas em semáforos, em 953 cruzamentos. A análise conclui que, se todas as lâmpadas incandescentes dos semáforos de Curitiba fossem substituídas por LEDs, seria obtida uma economia de quase 8.000 MWh/ano, o que mostra que a substituição é economicamente viável. Clique aqui para obter o artigo completo - Formato Adobe PDF .
 

Etiquetas do Inmetro comprovarão eficiência energética de construções
Pesquisas mostram que a grande concentração de edifícios em uma cidade contribui para o aumento do efeito estufa. Além disso, os arranha-céus espalhados pelas metrópoles mundiais podem consumir mais energia do que o necessário. Por isso, universidades e instituições de engenharia e de arquitetura estudam formas para reduzir o impacto dessas construções sobre o meio ambiente.

Um desses estudos acaba de sair do papel: é a etiqueta de eficiência energética em edificações. Lançada em julho pela Eletrobras e pelo Inmetro e desenvolvida pela Universidade Federal de Santa Catarina (Ufsc), com a participação do Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia, a etiqueta é o símbolo do programa Procel Edifica. Prédios avaliados obtém conceitos que variam entre A e E, dependendo de como conseguem ser eficientes energeticamente. São analisadas a envoltória, a iluminação e o condicionamento de ar das construções.

Joyce Carlos, pesquisadora do Laboratório de Eficiência Energética em Edificações, que desenvolveu o método para aplicar as etiquetas, informa que existem três tipos de interessados na etiquetagem. “Há vantagens para o proprietário de um imóvel que deseja agregar valor na hora da venda; o segundo interessado é o proprietário que mora na residência e vai pagar uma conta de luz menor; o terceiro interessado é o governo, que dá o exemplo para a população e poupa gastos com uma conta de luz menor”, explica a pesquisadora.

As cinco primeiras construções que receberam a etiqueta foram uma agência da Caixa Econômica Federal em Curitiba; a sede da Caixa Econômica Federal em Belém; o Edifício Cetragua (laboratório da Ufsc); a Faculdade de Tecnologia de Nova Palhoça; e o Centro de Tecnologia do Carvão Limpo, em Criciúma.

Por enquanto, a certificação não é compulsória. Joyce acredita que em cinco anos poderá haver uma movimentação nesse sentido. Até o momento, apenas etiquetas para edifícios comerciais, públicos ou de serviços foram desenvolvidas. As etiquetas para construções residenciais devem ficar prontas no segundo semestre de 2010.

O coordenador nacional das Câmaras Especializadas de Arquitetura, do Sistema Confea/Crea, Lúcio Dantas Júnior, comenta que, infelizmente, nas fiscalizações que os Creas realizam se encontram muitas construções que não são eficientes quando o assunto é consumo de energia. Entretanto, ele informa que a arquitetura brasileira está criando soluções para o problema.“O uso de energias limpas como a eólica e solar, já é objeto de diversos estudos e pesquisas visando sua aplicação em grande escala em construções. Através da aplicação de placas fotovoltaicas, a energia solar já é uma realidade em todo o Brasil, seja para o aquecimento de água, seja para a iluminação de ambientes em casas populares, inclusive na região do semi-árido nordestino”, declara Dantas.
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sexta-feira, 17 de julho de 2009
Megausina solar no Saara fornecerá eletricidade para a Europa
Energia limpa

Um consórcio de 10 empresas multinacionais - que reúne gigantes como Siemens, RWE, E.On e Deutsche Bank, entre outros - assinou uma carta de intenções para criar o maior projeto de energia solar do planeta: a Iniciativa Industrial Desertec.

O projeto prevê a construção de uma rede de usinas de produção de energia totalmente limpa no Deserto do Saara, no norte da África, e de redes transmissão de energia, capazes de fornecer pelo menos 15% da eletricidade consumida na Europa, além de dois terços da necessidade do norte da África e do Oriente Médio.

Energia termossolar

O projeto prevê a construção de uma rede de usinas de produção de energia totalmente limpa no Deserto do Saara, no norte da África, e de redes transmissão de energia, capazes de fornecer pelo menos 15% da eletricidade consumida na Europa, além de dois ter [Imagem: Desertec]
Em vez de produzir eletricidade diretamente, como as células solares fotovoltaicas, a energia termossolar utiliza espelhos para concentrar a luz do Sol sobre encanamentos para produzir vapor em seu interior, que por sua vez movimenta turbinas que produzem eletricidade.

O calor excedente produzido durante o dia pode ser armazenado em tanques especiais para manter a usina em funcionamento durante a noite ou em dias nublados.

A ideia de se aproveitar o sol do Saara vinha amadurecendo há décadas, mas só agora o avanço das tecnologias, tanto solar quanto de transmissão de eletricidade, teria viabilizado o investimento.

Aproveitando o Sol e usando a sombra

A água necessária para criar o vapor que movimenta as turbinas sairia do Mar Mediterrâneo, que dessalinizada - com o sal derretido sendo usado nas baterias para estocar calor -, poderia ainda ser reaproveitada em regiões desérticas. Especialistas sugerem ainda que a sombra dos espelhos poderia ser usada para plantação de espécies que normalmente não sobreviveriam ao intenso calor do deserto.

Essa tecnologia, chamada Energia Solar Concentrada(CSP, na sigla em inglês) já é usada em usinas solares nos Estados Unidos e na Espanha. A ideia, que surgiu na Alemanha, vem sendo defendida com vigor pelo próprio governo alemão e pela Comissão Europeia, embora ainda existam dúvidas sobre como seriam equacionados os problemas políticos de um projeto verdadeiramente internacional como este.

Esquecendo a globalização

"O conceito de energia renovável está associado também ao de independência energética. Então, me pergunto por que deveríamos depender novamente de outros para o nosso fornecimento", disse o especialista alemão Wolfgang Palz, presidente europeu do Conselho Mundial de Energias Renováveis.

Outros acusam a iniciativa europeia de representar um suposto "colonialismo energético" - crítica prontamente rebatida por um dos diretores da Desertec, Michael Straub. "Da nossa rede de 60 cientistas e especialistas em energias renováveis, a metade é da África e do Oriente Médio. A outra metade é de europeus", afirmou Straub, acrescentando que representantes dos países envolvidos participaram do projeto desde o início.

Fonte: Inovação Tecnológica
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sexta-feira, 29 de maio de 2009
Plante uma árvore ao lado de sua casa e economize energia
Que cultivar árvores faz bem ao meio ambiente, todas as crianças já sabem. Mas que elas podem ajudar a diminuir a conta de luz no fim do mês já não é tão óbvio.

Pesquisadores norte-americanos descobriram que as árvores plantadas ao lado das residências podem diminuir o consumo de energia em 5%, desde que elas sejam plantadas na posição correta. Para o melhor benefício, as árvores devem ficar posicionadas para oferecer sombra nos lados oeste e sul das residências.

A pesquisa envolveu o acompanhamento de 460 residências na cidade de Sacramento, durante o verão. Estatísticas precisamente coletadas demonstraram que os ganhos vão além da diminuição da conta de luz: o "custo de carbono" também é diminuído com o cultivo das árvores.

"As pessoas já sabem há muito tempo que as árvores têm múltiplos efeitos para as pessoas, mas nós quantificamos esses benefícios pela primeira vez usando dados reais e colocamos valores nesses efeitos," justifica o pesquisador David Butry, do instituto NIST.

Segundo o estudo, árvores plantadas nos lados oeste e sul diminuem a conta de eletricidade em até 5%. Se elas estiverem no lado leste não há qualquer efeito mas, se as árvores forem plantadas no lado norte, elas podem de fato aumentar a conta de energia. [Extendendo as conclusões da pesquisa para o Brasil, é de se supor que, uma vez que estamos no Hemisfério Sul, as árvores deverão ser plantadas nos lados oeste e norte da casa, protegendo-a portanto do frio trazido pelo vento sul].

"Além de fornecer sombra, as árvores sequestram carbono," diz Butry. "Nós medimos o quanto essas árvores reduziram o carbono criado pela queima de combustíveis para produzir a eletricidade e descobrimos que as árvores também sequestraram uma quantidade equivalente de carbono, o que representa um benefício em dobro."

A pesquisa chamou a atenção de empresas de energia da Coreia do Sul e da África do Sul, que contataram os pesquisadores para que o estudo seja expandido para outras regiões e para outras estações do ano, a fim de que as conclusões possam ser mais gerais.

Fonte: Inovação Tecnológica
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LED orgânico com estrutura em série promete luz branca de alta qualidade
Cientistas chineses divulgaram uma nova técnica para a fabricação de LEDs que os coloca mais próximos da utilização para iluminação em larga escala, em substituição às lâmpadas incandescentes e às lâmpadas fluorescentes compactas.

Os LEDs ("Light Emitting Diode"), ao contrário das atuais lâmpadas, são fontes de luz de estado sólido. Uma lâmpada incandescente transforma apenas 5% da energia que consome em luz. Uma lâmpada fluorescente compacta, ou PL, tida como de alta eficiência, aproxima-se dos 20%, mas à custa da utilização de vapor de mercúrio em seu interior.

Os LEDs, por seu lado, têm taxas de eficiência entre 30 e 50%, dependendo da tecnologia com que são fabricados, além de durarem dezenas de vezes mais do que as lâmpadas PL.

Um dos grandes entraves à utilização dos LEDs na iluminação é o fato de que eles são muito bons em gerar luzes coloridas. Para gerar a luz branca adequada à iluminação de ambientes é necessário empilhar os circuitos que geram luz vermelha, verde e azul, construindo um LED híbrido. Isso encarece a sua fabricação e diminui a eficiência do conjunto.

Agora os cientistas da Academia Chinesa de Ciências descobriram uma forma de construir uma estrutura em série, muito mais simples do que as atuais, e capaz de produzir até duas vezes mais luz do que um LED normal - o que equivale a dobrar sua eficiência energética, deixando as lâmpadas atuais ainda mais para trás quando o assunto é a economia de energia.

"Este trabalho é importante porque ele representa a realização da meta de produção de luz branca por meio de uma estrutura serial," diz Dongge Ma, coordenador da pesquisa.


A produção de luz branca de alta qualidade é outro entrave a ser vencido pelos LEDs. Esta qualidade da luz é medida por um índice chamado CRI (color-rendering index), que estabelece um valor com base na capacidade de uma determinada fonte de luz em reproduzir a verdadeira cor do objeto que está sendo iluminado. Para uma luz de leitura, um CRI de 70 ou mais é considerado ótimo.

O novo LED em série é o primeiro a se aproximar dessa marca, produzindo uma luz branca com um CRI próximo de 70.

A outra vantagem do novo LED é que ele é feito de materiais orgânicos, à base de carbono - na prática o material é uma espécie de plástico - em vez dos materiais semicondutores muito mais caros, como o gálio. E a sua estrutura em série é muito mais simples de se fabricar do que a complicada superposição das camadas semicondutoras dos LEDs brancos atuais.

Bibliografia:
A high-performance tandem white organic light-emitting diode combining highly effective white-units and their interconnection layer
Qi Wang, Junqiao Ding, Zhiqiang Zhang, Dongge Ma, Yanxiang Cheng, Lixiang Wang, Fosong Wang
Journal of Applied Physics
April 2009
Vol.: 105 076101 (2009)
DOI: 10.1063/1.3106051

Fonte: Inovação Tecnológica
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