Avaliações LACTEC 2

Na sexta-feira (14/12/12) foram realizadas avaliações com os novos modelos de LED utilizados no projeto, bem como o sistema de controle desenvolvido pela equipe de Engenharia Elétrica da UFPR, parceira desde o início do projeto.

O objetivo das avaliações era obter informações sobre o funcionamento dos LEDs para posterior comparação com os LEDs utilizados anteriormente.

Para as avaliações, foi utilizado o modelo de luminária desenvolvido pelo mestrando Henrique Serbena. Esta luminária possui o corpo feito em porcelana, e visa efetuar a iluminação geral dos ambientes, diferentemente da versão anterior da luminária, que, além da iluminação geral, efetua a iluminação direta e indireta do ambiente.

Os LEDs selecionados para o novo modelo da luminária foram os desenvolvidos e produzidos pela Nichia, empresa japonesa de tecnologia, detentora da patente sobre o LED azul. Estes LEDs, segundo a fabricante, podem atingir a eficiência lumínica de 115 lúmens/watt. Uma lâmpada fluorescente compacta possui cerca de 60 lúmens/watt. Contudo, não foi possível obter qual a forma de medição desta eficiência pela Nichia, pois a distância do luxímetro para com os pontos de luz influencia no resultado dos testes.

Luminária avaliada

Também foram feitas comparações entre diferentes elementos de difusão da luz, afim de se obter conhecimento de qual elemento utilizar na instalação em residências.

As avaliações mostraram que os LEDs da Nichia possuem eficiência muito maior do que os utilizados anteriormente no projeto, o que justifica a alteração de fornecedor. A eficiência chegou a ser 100% superior ao modelo utilizado anteriormente.

Uma questão que foi observada nas avaliações foi o aquecimento proveniente dos LEDs em funcionamento máximo, o que implica em mudanças na instalação da luminária e mudanças com relação aos dissipadores de calor da mesma. Vale lembrar que a vida útil de um LED é determinada pela temperatura de operação do mesmo. Caso a temperatura supere a margem de segurança, que varia entre os produtos, a vida útil dos mesmos pode sofrer uma queda drástica, podendo, até mesmo, parar de funcionar de maneira permanente.

Avaliações LACTEC

Ocorreram no dia 31/10/12 as primeiras avaliações de desempenho lumínico e energético do protótipo da luminária LEDHIS. As avaliações aconteceram no laboratório de luminotécnica do Instituto LACTEC sob a supervisão de Fabio Sanada.

As avaliações foram divididas em 2 grupos principais:

- Avaliações de temperatura das superfícies das luminárias

Averiguação da temperatura das suprfícies das luminárias e dissipadores de calor, onde foram medidas as temperaturas de cada dissipados individualmente, afim de comprovar a eficiência dos mesmos. Também foram medidas as temperaturas do corpo das luminárias, afim de analisar se as mesmas oferecem risco aos usuários, ao serem tocadas.

Execução da medição de temperatura

- Avaliações luminotécnicas das luminárias

Averiguação da eficiência lumínica e consumo energético, além do cálculo de consumo x eficiência (lúmens x watt) das luminárias com suas diferente configurações. Foram feitos testes com e sem o difusor de luz.

Execução das avaliações luminotécnicas

Os resultados dos testes servirão como base para o prosseguimento do desenvolvimento da luminária e devem mostrar dados referentes à eficiência dos LEDs selecionados, eficiência do difusor de luz, consumo e necessidades de mudança dos produtos de acordo com os pontos de maior temperatura.

Projeto LEDHIS na feira INOVATEC

Entre os dias 16 e 18 de outubro ocorreu no CIETEP a Feira INOVATEC, com o propósito de prover uma oportunidade para empresas que desejam inovar em parceria com provedores de serviços tecnológicos e institutos de ciência e tecnologia.
Foi possível observar diversos projetos e protótipos das mais variadas áreas de atuação, como saúde, arquitetura, engenharia mecânica, civíl e química.
A participação do Projeto LEDHIS ocorreu no dia 18/10, no stand da Agência de Inovação da UFPR e foi representado pelo pesquisador Rafael Pastorin e pelo bolsista de Iniciação Científica Juliano Lima, que tinham como objetivo esclarecer os processos envolvidos na produção da luminária, desde a fase de levantamento de dados até a execução do protótipo.

O protótipo foi exposto em um display desenvolvido pela equipe do projeto e possuía como material de apoio folders e uma animação gráfica explicando de forma simples o funcionamento do protótipo.

Pesquisador Rafael ao lado do display no stand da Agência de Inovação

Ligações externas:

Site oficial da Feira INOVATEC: http://www.inovatecparana.com.br/index.php

Site oficial da Agência de Inovação da UFPR: http://www.inovacao.ufpr.br/

Site oficial do SENAI: http://www.pr.senai.br/senaicietep/

FEIRA INOVATEC

Para mais informações à repeito da FEIRA INOVATEC, clique na imagem abaixo.

Preparação para as avaliações técnicas do protótipo

As avaliações têm como objetivo gera a obtenção de dados quantitativos referentes à eficiência lumínica e energética de um protótipo de luminária LED e a avaliação e comparação do desempenho lumínico e energético da luminária quando integrada com uma fonte de energia solar fotovoltaica.

Para atingir estes objetivo geral busca-se a realização das três séries de ensaios descritos a seguir.

Faz-se necessária a obtenção de dados referentes à temperatura da superfície da luminária e da temperatura dos dissipadores de calor dos LEDs após um período de 4 horas de utilização. Essas informações serão importantes para a avaliação de eventuais riscos ao usuário, bem como identificação de aperfeiçoamentos no próprio dissipador e, também, avaliação de adequação desta temperatura às condições de contorno observadas na edificação.

As avaliações devem ocorrer de maneira que sejam obtidos dados das diferentes possibilidades de utilização da luminária, ou seja, utilizando primeiramente os módulos de 4W ligados ao mesmo tempo, totalizando 8W de potência. Posteriormente, utilizando os dois módulos de 6,08W, o que totaliza uma potência de 12,16W. Após estas medições, devem ser obtidos dados referentes aos dois conjuntos combinados, totalizando 20,16W de potência.

Faz-se necessário o levantamento dos seguintes dados referentes à eficiência lumínica:

- Fluxo luminoso;

- Temperatura de cor;

- Fator de potência;

- Distorção harmônica total;

Com referência ao consumo de energia, o levantamento deve obter dados referentes à:

Potência consumida;

- Corrente de consumo;

- Em relação à segurança de uso e vida útil da luminária, é necessária a obtenção de dados referentes à:

- Temperatura das superfícies da luminária;

- Temperatura dos dissipadores dos LEDs;

- Passagem de corrente elétrica no corpo da luminária.

As avaliações serão executadas pelo LACTEC, que é um centro de pesquisa tecnológica, sem fins lucrativos, auto-sustentável, que através de soluções tecnológicas contribui e promove o desenvolvimento econômico, científico e social, preservando e conservando o meio ambiente. (Fonte: http://www.lactec.org.br/pt/?page=instituto)

Há também a possibilidade de integração do protótipo da luminária LED com uma fonte de energia solar que vem sendo desenvolvida pela empresa Sol Bravo. Esta possibilidade vem sendo estudada como uma forma para se atingir maior eficiência energética, onde a ligação com a rede de eletricidade poderia ser substituída.

Os resultados das avaliações serão colocados no blog, para acesso de todos os interessados.

Reunião de análises do Protótipo 1.0

No dia 12/09 ocorreu uma reunião com o objetivo de se analisar e propor melhoramentos no Design da luminária em desenvolvimento. A reunião teve como participantes equipe do Núcleo de Design e Sustentabilidade, mestrandos e professores do Programa de Pós-Graduação em Design da UFPR.

A reunião teve início com uma visão geral do conceito do produto desenvolvido e a explicação das funcionalidades do protótipo e como foi executada a produção, onde foi mostrado o mapeamento dos atores envolvidos na mesma.

Mapeamento do sistema produtivo da protótipo
Fonte: Projeto LEDHIS

Após a apresentação do conceito e do produto, o mesmo foi montado pela equipe de desenvolvimento do projeto, visto que a montagem também foi um dos focos das análises.

A dinâmica da atividade foi dividida da seguinte maneira:

- 1 hora para análise das funções do protótipo.

Esta fase teve como objetivo analisar aspectos como a montagem, instalação, manutenção, limpeza, acionamento, feedback de utilização e sistemas de prevenção de erros.

- 1 hora para análises formais do protótipo.

Esta fase teve como objetivo analisar as questões estéticas do protótipo, cores, texturas e a difusão da luz e seus impactos no ambiente.

Equipe reunida durante a atividade

Os resultados das análises foram relevantes ao projeto e serão levados em conta no processo de melhoramento do produto. Os mesmos serão publicados no blog em breve, assim que forem devidamente compilados e separados por categorias.

Avaliação do modelo funcional

Para a avaliação da viabilidade funcional do conceito desenvolvido foi necessária a produção de um modelo funcional com base no modelo virtual previamente desenvolvido.

O conceito desenvolvido após a análise dos requisitos de usuário é que a luminária deve atender às necessidades de ambientes multifuncionais, ou seja, permitir que diferentes usuários realizem diferentes tarefas ao mesmo tempo no mesmo ambiente ou até mesmo em ambientes diferentes.

Com isso, foi desenvolvida uma alternativa que possui funcionamento baseado em módulos, sendo que um é fixo e é responsável pela iluminação geral do ambiente (mostrado em vermelho nas imagens abaixo), e o outro é um módulo móvel, responsável por realizar a iluminação direta, quando necessária. O módulo móvel conecta-se através de um plugue de tomada convencional, disponível no mercado.

O modelo foi produzido utilizando como material principal para a estrutura das duas peças a espuma de poliuretano expandida. Este material permite facilidade em esculpir as formas desejadas e bom nível de acabamento.

Baseando-se nos protocolos e parâmetros da norma NBR 5382/1992 da ABNT foi realizada uma comparação da tecnologia LED e das tecnologias incandescente e fluorescente. Esta norma fixa o modo pelo qual se faz a verificação de iluminância de interiores de áreas retangulares. Para tal, a norma indica que deve ser utilizado um instrumento com fotocélula com correção de cosseno e cor, com temperatura do ambiente variando entre 15ºC e 50ºC. Os testes realizados seguiram a orientação do tópico 3.4 da mesma norma, que fixa a altura da superfície da fotocélula em relação ao piso do ambiente em 80 cm no plano horizontal.

Os resultados das medições lumínicas mostraram que a diferença de intensidade luminosa entre as lâmpadas incandescente de 60W, fluorescente de 22W e a luminária com o sistema de iluminação LED utilizando potências de 8, 16, 24 e 32W é significativa. É possível observar que o sistema de iluminação LED supera a lâmpada fluorescente 22W à partir da utilização da metade do seu potencial de iluminação (16W), 80% da energia usada pela lâmpada fluorescente e supera a lâmpada incandescente 60W a partir da utilização de 25% do seu potencial (8W) com 13% da energia utilizada pela lâmpada incandescente.

Durante o teste foi possível observar que a luz proveniente do LED é demasiadamente forte, provocando ofuscamento quando olhado diretamente para a luminária. 

É possível concluir que o difusor de luz é um importante requisito de produto e parte integrante da luminária a ser desenvolvida.