Redução do consumo de energia elétrica através de dimmers

Redução do consumo de energia elétrica através de Dimmers

Grupo 5

Pedro Augsten

Bruno Coimbra

Thiago Santos

Giovanna Silva

Ideia: Montar um circuito para controlar a potência de lâmpadas buscando assim obter um menor consumo de energia e manter um ambiente mais agradável de acordo com a necessidade.

Conceito: Circuito para controlar a luminosidade de um ambiente com uma ou mais lâmpadas e substituir os interruptores comuns.

Pesquisa: Muitas pessoas precisam usar um mesmo ambiente para vários propósitos e muitas vezes diferentes atividades exigem diferentes intensidades de luz ambiente. O dimmer é o dispositivo ideal para tornar um mesmo ambiente mais versátil. Além disto, é um dos principais equipamentos que auxiliam a reduzir o desperdício de eletricidade por permitir atenuar a iluminação quando necessário.

Uma casa consome, em média, 15% de sua eletricidade na iluminação. No entanto, existem algumas maneiras de reduzir esse consumo de eletricidade, como por exemplo, a troca das lâmpadas incandescentes para as fluorescentes compactadas ou LEDs.

Outra forma complementar é a instalação de um controlador de intensidade de luz, ou interruptores dimmer. Com essa simples alteração, é possível reduzir o gasto de energia com iluminação em 25% ou até mais, dependendo do período de utilização da lâmpada e da intensidade determinada.

Além da economia direta no consumo de energia, existem outras vantagens de combinar o uso da dimerização:

• Vida útil: o uso em conjunto dessas tecnologias oferece economia direta no consumo de energia, mas, além disso, ela aumenta a vida útil dos produtos.
• Sustentabilidade: empresas preocupadas com o consumo consciente e o meio ambiente obtém vantagem competitiva e agregam valor à sua imagem.
• Segurança: ambientes com iluminação adequada oferecem maior segurança e contribuem na diminuição de acidentes.
• Produtividade: um ambiente com excelente iluminação, favorece a concentração dos colaboradores, aumentando a produtividade nas empresas.

Supermercados e grandes varejos

O sistema permite o equilíbrio automático, mantendo a loja sempre bem iluminada, garantindo o destaque dos produtos e o bem-estar dos clientes em todos os momentos do dia.

Indústrias

A iluminação adequada em todos os momentos do dia proporciona maior conforto visual aos colaboradores, o que influencia diretamente na produtividade e na segurança.

Ambientes Corporativos

O uso inteligente das tecnologias na iluminação é capaz de oferecer excelente conforto visual para colaboradores que passam boa parte do dia no escritório, além gerar economia e contribuir para o consumo consciente, diferencial valorizado pelos novos profissionais.

Instituições de ensino

Uma boa iluminação faz com que os níveis de concentração aumentem e, consequentemente, a capacidade de memorização e aprendizagem melhorem.

A combinação entre a luz natural e a artificial é perfeita para isso, proporcionando um ambiente iluminado de maneira uniforme em todos os momentos do dia, favorecendo tanto os alunos mais próximos às janelas, quanto aos que estiverem mais distantes. Com os sensores de luminosidade isso é possível de forma automatizada.

O gráfico abaixo representa um estabelecimento que abre às 07:00 e fecha às 21:00. É possível perceber que a luminosidade é a mesma durante o dia todo, enquanto o consumo ocorre apenas nos momentos de pouca luz natural.

Figura 1 - Gráfico do consumo de energia após a utilização de dimmers

Para entendermos o funcionamento do circuito precisamos antes saber o que é um TRIAC. Um TRIAC, ou Triode for Alternating Current é um componente eletrônico equivalente a dois retificadores controlados de silício (SCR/tiristores) ligados em antiparalelo e com o terminal de disparo (ou gatilho - gate) ligados juntos. Este tipo de ligação resulta em uma chave eletrônica bidirecional que pode conduzir a corrente elétrica nos dois sentidos.Um TRIAC pode ser disparado por uma corrente alternada aplicada no terminal de disparo (gate). Uma vez disparado, o dispositivo continua a conduzir até que a corrente elétrica caia abaixo do valor de corte, como o valor da tensão final da metade do ciclo de uma corrente alternada.

Figura 2 - Forma de onda

Disparando o TRIAC em diversos pontos do sinal senoidal da rede de energia é possível aplicar a uma carga potências diferentes.Assim, se o disparo for feito no início do semiciclo todo ele pode ser conduzido para a carga e ela receberá maior potência. No entanto, se o disparo for feito no final do semiciclo pequena parcela da energia será conduzida até a carga que operará com potência reduzida.

Para obter o disparo do triac em diversos pontos dos semiciclos da energia da rede o que fazemos é usar uma rede RC de retardo onde R é variável. Com R (P1) na sua posição de valor máximo o tempo de carga de C1 até o disparo do diac é maior. Nestas condições  uma parcela menor do semiciclo da energia da rede passa e o disparo só ocorre no seu final. Com R na posição de mínimo a carga de C1 é rápida e o disparo do TRIAC ocorre no início do semiciclo. Temos a condição de máxima potência aplicada à carga.

O potenciômetro P1 regula a passagem de corrente para o capacitor C1, quando a tensão no capacitor for suficiente para atingir a condução do Diac é disparado um pulso para o Triac permitir a passagem de tensão a carga.

Figura 3 - Diagrama do circuito do dimmer

Materiais Utilizados:

Semicondutores:

Triac - Sufixo B para a rede de 110 V e sufixo D para a rede de 220 V.

Diac - qualquer tipo de diac

Resistores:

R1 - 10 k ohms x 1 W

P1 - 100 k ohms – potenciômetro

Capacitores:

C1 - 220 nF – poliéster

Diversos:

X1 – Tomada

Placa de circuito impresso, cabo de força, caixa para montagem, botão para o potenciômetro, fios, solda, etc.

Referências Bibliográficas

http://www.newtoncbraga.com.br/index.php/artigos/54-dicas/2025art294.html

https://www.bluelux.com.br/o-que-e-um-dimmer/

https://www.ecycle.com.br/component/content/article/35-atitude/1593-instale-controladores-de-intensidade-para-diminuir-gasto-de-energia-com-iluminacao.html