Iluminação Eficiente em Energia: Benefícios, Tecnologias e Estratégias de Implementação

Iluminação Eficiente e Como Implementá-la

Estima-se que a iluminação represente cerca de 20% da geração total de energia do mundo. A qualidade e a quantidade de luz não afetam apenas nossa saúde, conforto, segurança e produtividade, mas também a economia. Muitas nações gastam uma parcela enorme de seu orçamento de eletricidade com iluminação.

Para alcançar o uso eficiente da eletricidade, os países vêm adotando de forma sustentada a iluminação eficiente, que é o método mais econômico e confiável de economia de energia. Tecnologias bem conhecidas são utilizadas no setor de iluminação para otimizar controles e equipamentos existentes, reduzindo o consumo de energia com maior qualidade de luz. Vamos discutir este conceito em detalhes.

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O que é Iluminação Eficiente em Energia?

Quando o consumo de energia de um produto é reduzido sem afetar sua saída, resposta final ou níveis de conforto do usuário, isso é chamado de eficiência energética. Um produto energeticamente eficiente consome menos energia para realizar a mesma função em comparação com um similar que consome mais energia.

A eficiência energética no setor de iluminação fornece o nível de iluminação requerido pelo projeto para a aplicação a que se destina, consumindo a menor quantidade de energia. Em resumo, a iluminação eficiente economiza eletricidade mantendo boa qualidade e quantidade de luz.

A iluminação eficiente envolve a substituição (ou relampagem) de lâmpadas tradicionais (como incandescentes) por lâmpadas eficientes, como fluorescentes, CFLs e LEDs. Também incorpora controles de iluminação adequados, como temporizadores, sensores PIR e ultrassônicos, entre outros.

Inclui o desligamento automático das luzes quando não estão em uso, especialmente durante o dia. Utiliza reatores eletrônicos em vez de reatores convencionais e, com circuitos eletrônicos, pode atingir o dimerização das luzes quando necessário.

Esses esquemas eficientes podem ser aplicados em iluminação externa, interna para edifícios residenciais e internos para edifícios comerciais. Não apenas reduzem o consumo de energia, mas também melhoram a qualidade da iluminação, aumentam a segurança e o bem-estar dos ocupantes, e reduzem os impactos ambientais.

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Qual a Necessidade de Iluminação Eficiente?

A iluminação é requisito básico de qualquer instalação e impacta as atividades diárias das pessoas. Representa uma parcela considerável do consumo total de energia em instalações domésticas, comerciais e industriais.

Na indústria, o consumo de energia para iluminação constitui apenas um pequeno componente do total, cerca de 2-5%. No setor doméstico, representa 50 a 90%, e pode chegar a 20-40% em setores comerciais, de TI e hotéis.

Portanto, torna-se uma área importante para conservação de energia, especialmente no setor doméstico. Soluções de eficiência em iluminação desempenham papel chave nas oportunidades de economia de energia.

Devido ao alto consumo, lâmpadas incandescentes tradicionais e de descarga de alta intensidade devem ser substituídas por lâmpadas eficientes. Lâmpadas tradicionais não só consomem grande quantidade de energia elétrica, mas usam grande parte dessa energia para produzir calor em vez de luz (por exemplo, 90% da energia consumida no caso de lâmpadas incandescentes).

Com a instalação de iluminação eficiente, o consumo de energia é reduzido, resultando em contas de eletricidade mais baixas.

Portanto, a iluminação eficiente é necessária:

• Para reduzir o consumo de eletricidade, diminuindo as contas
• Para economizar eletricidade em vez de desperdiçá-la em perdas
• Para reduzir emissões de gases de efeito estufa, pois lâmpadas convencionais causam emissões de CO₂
• Para atingir redução de pico de carga

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Dicas, Truques e Técnicas para Implementar Iluminação Eficiente

A melhor e mais eficaz solução para conservação de energia é a adoção de tecnologias de iluminação eficiente, que permitem o redesenho abrangente de sistemas de iluminação e controle.

Houve grandes melhorias e inovações em tecnologias de iluminação que oferecem grande potencial de economia em muitas aplicações: iluminação residencial, pública, spots de hospitalidade e varejo, escritórios e indústrias.

A seguir, as técnicas ou tipos de iluminação eficiente comumente praticadas como oportunidades de economia de energia.

1. Relampagem com Lâmpadas Eficientes

Lâmpadas eficientes fornecem a mesma quantidade de luz com maior economia de energia e menor custo, comparadas às convencionais. Lâmpadas incandescentes tradicionais consomem muita energia para produzir luz, onde 90% da energia consumida é liberada como calor, consumindo tipicamente 3-5 vezes mais energia do que o necessário para produzir luz.

Lâmpadas eficientes superam esses problemas, oferecendo muitas vantagens sobre as incandescentes. As duas escolhas mais populares são CFLs (lâmpadas fluorescentes compactas) e LEDs (diodos emissores de luz).

Lâmpadas Fluorescentes Compactas (CFLs)

CFLs são versões miniaturas ou espirais de tubos fluorescentes longos. Combinam a eficiência da iluminação fluorescente com a popularidade e conveniência de soquetes incandescentes.

Rosqueiam-se em soquetes que aceitam lâmpadas incandescentes padrão, mas não em soquetes fluorescentes padrão de tubos longos. Dependendo da marca e aplicação, vêm em diferentes estilos, cores e tamanhos.

CFLs usam 75% menos energia e produzem 75% menos calor para a mesma iluminação comparadas às incandescentes. Duram 10 a 15 vezes mais e custam 10 a 20 vezes mais que as incandescentes.

Essas lâmpadas são feitas com tubo de vidro fosforescente contendo gás inerte (argônio) e vapor de mercúrio. Usam reator eletrônico para criar alta tensão na partida, podendo ser unidade separada ou embutida. Alguns modelos especiais e antigos vêm com reator separado, enquanto outros têm reator embutido.

Quando corrente elétrica passa pelos eletrodos, elétrons ligados a átomos de mercúrio são excitados, emitindo luz ultravioleta. Ao atingir o revestimento fluorescente, a luz UV é convertida em luz visível.

Quadro comparativo para lâmpadas incandescentes, CFL e LED.

Existem diferentes tipos de CFLs no mercado: lâmpadas espirais, triplo tubo, padrão, globo, refletoras e candelabro. Para substituir incandescentes, escolhe-se CFLs com lúmens equivalentes, indicando a quantidade de luz gerada, como mostra a figura abaixo.

Disponíveis em várias cores de luz: branco quente, branco suave, branco frio, branco brilhante, etc., dependendo da aplicação. A tabela abaixo ilustra a gama de cores de CFLs para aplicações específicas.

Diodos Emissores de Luz (LEDs)

LEDs são dispositivos semicondutores de estado sólido e são mais eficientes que CFLs. Produzem pouco calor e luz de maior qualidade que qualquer outra lâmpada. No início, seu uso era limitado a indicadores de único bulbo em circuitos eletrônicos.

Posteriormente, vários LEDs foram agrupados para desenvolver pequenas lâmpadas em dispositivos a bateria, como lanternas. Hoje, lâmpadas LED estão disponíveis em muitos novos estilos, brilhantes o suficiente para substituir lâmpadas incandescentes tradicionais.

Lâmpadas LED usam 75% menos energia que incandescentes tradicionais e 50% menos que CFLs. Duram 8-25 vezes mais que incandescentes e até quatro vezes mais que CFLs. Ao contrário de incandescentes e CFLs, LEDs não produzem calor e são frios ao toque. São mais caros, mas acessíveis a longo prazo.

LEDs são feitos de materiais semicondutores formando junções PN. Quando corrente flui através dessas junções, libera energia na forma de luz. O comprimento de onda e a cor dependem da composição dos materiais. LEDs podem gerar luz amarela, vermelha, azul, verde e branca. Para iluminação, vários LEDs brancos são empilhados em clusters para produzir a iluminação necessária.

Lâmpadas LED estão disponíveis em diferentes formas, tamanhos e estilos conforme a aplicação: bulbos difusos, globos dimerizáveis, bulbos de base pino para trilhos, refletores de base rosca, LEDs de base candelabro tipo chama e tubos LED.

Comparação de lâmpadas incandescentes, CFL, LED e halógenas.

2. Melhoria dos Controles de Iluminação

A iluminação pode ser controlada com diversos sensores para permitir operação das lâmpadas apenas quando necessárias. Esses sensores detectam presença humana, movimento, tempo ou ocupação e, com base na saída do sensor, ligam e desligam as lâmpadas. Tipos de controles incluem sensores infravermelhos, temporizadores automáticos, sensores de movimento (PIR e ultrassônicos) e dimerizadores.

Fotossensores monitoram condições de luz natural e enviam sinais ao controlador principal para desligar as lâmpadas automaticamente ao amanhecer e ligar ao entardecer. Esse tipo de controle é comum em iluminação pública e externa.

Iluminação pública é outra grande área de conservação de energia, pois contribui com consumo considerável, especialmente em rodovias. Sistemas de controle centralizado são mais usados no controle de luzes de rua.

O controle centralizado popular é o sistema SCADA (supervisão, controle e aquisição de dados), que garante controle remoto da operação das luzes de rua a partir de local central. Sistemas baseados em GSM/GPRS também são usados para controle remoto.

3. Substituição de Luminárias e Reatores Existentes

Substituir acessórios ineficientes por novas luminárias e reatores eficientes proporciona economia superior, longevidade e confiabilidade. A principal função de uma luminária é distribuir, direcionar e difundir a luz.

Algumas luminárias podem absorver mais da metade da iluminação emitida pela lâmpada, reduzindo a eficiência. Luminárias de maior eficiência emitem mais luz, economizando energia e dinheiro. Tais luminárias consistem de refletores para direcionar a luz na direção desejada.

Todas as lâmpadas de descarga requerem reator para operação adequada. Reatores magnéticos convencionais causam perdas de potência, tipicamente 15% da potência da lâmpada, e podem elevar a temperatura da luminária. O reator adequado deve ser escolhido para reduzir perdas, temperatura e potência do sistema. No mercado atual, muitos reatores eletrônicos ou de estado sólido estão disponíveis, economizando 20 a 30% de energia sobre reatores padrão.

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