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Título: Análise comparativa de protótipos de sistemas de iluminação residencial fluorescente e LED alimentados por sistema fotovoltaico isolado
Autor(es): Barbosa, Danilo
Pereira, Diego Souza
Wieler, Rafael
Orientador(es): Alves, Gilberto Manoel
Palavras-chave: Iluminação elétrica
Iluminação de interiores
Diodos emissores de luz
Lâmpadas fluorescentes
Electric lighting
Interior lighting
Light emitting diodes
Fluorescent lamps
Data do documento: 9-Abr-2013
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: BARBOSA, Danilo; PEREIRA, Diego Souza; WIELER, Rafael. Análise comparativa de protótipos de sistemas de iluminação residencial fluorescente e LED alimentados por sistema fotovoltaico isolado. 2013. 291 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2013.
Resumo: O presente trabalho aborda dois estudos que foram analisados paralelamente durante seu desenvolvimento. Realizou-se dois dimensionamentos de sistemas fotovoltaicos isolados aplicados como fonte de alimentação para o circuito de iluminação residencial, apenas. O outro estudo, abrange a comparação de lâmpadas fluorescentes com as lâmpadas LEDs, quando aplicadas em uma residência, seguindo o dimensionamento por normas brasileiras específicas. No caso das lâmpadas LEDs, ainda não há normatização definida para os dimensionamentos luminotécnicos residênciais. Por este motivo, elaborou-se primeiramente um projeto luminotécnico para as lâmpadas fluorescentes, respeitando normas brasileiras de projeto. Por conseguinte, adotou-se como critério de dimensionamento o parâmetro dos fluxos luminosos das lâmpadas, sendo um fator comum entre a escolha das lâmpadas LEDs e fluorescentes, procurando lâmpadas com as especificações que mais se assemelham às fluorescentes, principalmente quanto ao fluxo luminoso, IRC (Índice de Reprodução de Cor), Temperatura de Cor, e ainda, com melhor espalhamento possível da luz no ambiente. Após a escolha das lâmpadas, tanto das LEDs quanto das fluorescentes, foram realizadas as previsões de cargas para os dois circuitos de iluminação propostos para a residência, servindo de base para os dimensionamentos fotovoltaicos, sendo independente um do outro. O objetivo em questão, se trata de evidenciar o sistema fotovoltaico, que aplicado à iluminação com lâmpadas LEDs ou fluorescentes, trazem melhores benefícios energéticos e financeiros na sua implantação em uma residência. Para efeitos de estudo, escolheu-se uma casa situada em Piraquara - PR, que no momento do desenvolvimento deste trabalho se encontrou com algumas pendências em serviços de construção civil. Após serem levantados os parâmetros necessários para os dimensionamentos fotovoltaicos, como níveis de radiação do local estimado anualmente e previsão de cargas do circuito de iluminação em estudo, desenvolveu-se um protótipo para fins de representação de uma amostragem dos ensaios dos dois projetos fotovoltaicos, um para aplicação na iluminação da residência constituídos por lâmpadas fluorescentes, e o outro, aplicado para lâmpadas LEDs. Como amostragem, escolheu-se um dos cômodos da residência. Desta forma, foram verificados os parâmetros luminotécnicos, como medições de iluminâncias e verificação do espalhamento da luz no ambiente, procedimentos que foram seguidos por norma brasileira. Paralelamente, foram aquisitados dados do comportamento diário dos parâmetros elétricos envolvidos com os protótipos de sistemas fotovoltaicos, tais como tensões e correntes de entrada no inversor, controlador de carga, dentre outros. Finalmente, após constatar o funcionamento correto dos protótipos desenvolvidos, foram analisados os dados obtidos por meio de gráficos e, finalmente, analisados os benefícios energéticos e os custos para implantação do melhor sistema fotovoltaico isolado quando aplicado na iluminação residencial.
Abstract: This present work discusses two studies that were analyzed in parallel during its development. Two design of photovoltaic isolated systems was held applied as the power source for the residential lighting circuit only. The other study, includes a comparison between fluorescent lamps with LED lamps applying its in a residence, sizing through specific brazilian standards. In the case of LEDs, there are no standards for implementation the residential luminotechnical projects. For this reason, it was prepared primarily a luminotechnical project for fluorescent lamps, acconding to brazilian standards. Therefore, it was adopted as a criterion for the sizing parameter of the lamps´s luminous flux, being a common factor between the choose LED lamps and fluorescent lamps with looking over the specifications that resemble to fluorescent, especially about the lamps´s luminous flux, colour rendering índex (CRI), colour temperature, and also, with the best possible scattering of light on areas inside the residence. After the lamps being chosen, both the LEDs as the fluorescent it was made the load forecasting for both residential lighting circuit proposed, providing the basis for the photovoltaic dimensioning being independent of each other. The main objective it is evident the photovoltaic system, which applied to lighting circuit with LEDs or fluorescent lamps, bring better energy and financial benefits in their implementation in a residence. For study effects, it was chosen a house situated in Piraquara city, in Parana state, which in this time of the development of this work it was with some backlog in civil construction services. After being determinated the necessary parameters for photovoltaic systems dimensioning, as local solar radiation levels estimates annually and forecasting loads of lighting circuit among the study, it was developed a prototype representing a sampling test of the two photovoltaic projects, one for being applied to lighting of the residence consist of fluorescent lamps, and the other one applied to LED lamps. As sampling was chosen one of the rooms of the residence. Thus, the luminotechnical parameters were checked, like the measurements of illuminances verification of scattering of light in the room, procedures that were done according to brazilian standards. In Parallel, data were registered for the daily behavior of electrical parameters involved with the prototypes of photovoltaic systems, such as voltage and current input to the inverter, charge controller, among others. Finally, after evidencing the correct functioning of the prototypes developed, it was analyzed the data through charts as well as the analysis of the energy benefits and costs to implement the best photovoltaic system applied in isolated residential lighting.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/985
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