Roadmap da indústria do Led

set, 2014

Edição 103 – Agosto de 2014
Por Juliana Iwashita

A iluminação de estado sólido (SSL), conhecida como as tecnologias de Led e Oled, tem o potencial de reduzir significativamente o consumo de energia com iluminação e reduzir as emissões de gases de efeito estufa. O DOE – Departamento de Energia dos Estados Unidos – estima que a mudança para a iluminação Led ao longo dos próximos 20 anos poderia economizar US$ 250 bilhões em custos de energia durante esse período, reduzir o consumo de eletricidade para iluminação por quase um semestre e evitar 1,8 milhões de toneladas de emissões de carbono.

A promessa de economia de energia da tecnologia SSL tem particular relevância para o mercado americano, dada a transição em curso para lâmpadas de alta eficiência, exigidas por políticas energéticas, como o Energy Independence and Security Act de 2007. O propósito declarado deste ato é mover os Estados Unidos em direção a uma maior independência e segurança energética, aumentar a produção de combustíveis renováveis e não poluentes, proteger os consumidores para aumentar a eficiência de produtos, edifícios e veículos,  promover a pesquisa e implantar opções de captura e armazenamento de gases de efeito estufa, além de melhorar o desempenho energético do Governo Federal, entre outros fins.

Apesar da tecnologia de iluminação de estado sólido estar ainda numa fase de desenvolvimento, ela está evoluindo rapidamente, com novas gerações de dispositivos introduzidos a cada poucos meses. Segundo o DOE, embora muitos desses produtos possam economizar energia e proporcionar iluminação de alta qualidade em um número crescente de aplicações, melhorando sua qualidade global de forma constante, alguns deles não conseguem igualar o desempenho das tecnologias que são projetadas para substituir e podem não corresponder às especificações de seus fabricantes. Com tantos novos produtos de iluminação Led que chegam ao mercado, nem sempre é fácil identificar os itens de qualidade.

Por esta razão, nos Estados Unidos, o Departamento de Energia possui diversas ações para estimular o uso consciente e consistente  da tecnologia SSL. No mês de agosto, foi publicada a edição de 2014 do Solid-State Lighting Manufacturing R&D Roadmap. Este documento complementa o Plano do Programa Plurianual, que orienta os programas centrais de Pesquisa e Desenvolvimento de Produtos SSL. Um dos objetivos do Roadmap é orientar o programa de P&D de fabricação e ajudar as solicitações de financiamento direto para ele. O Roadmap também oferece orientação para equipamentos e materiais, com base no consenso da indústria sobre a evolução esperada da fabricação de SSL, para assim reduzir os riscos, melhorar a qualidade, aumentar a produtividade e diminuir os custos.

Este documento é atualizado anualmente com o feedback da indústria, por uma série de mesas-redondas com especialistas convidados e participantes das oficinas promovidas pelo DOE, sendo um documento bastante valioso para pessoas que possuem interesse no estado tecnológico atual do Led.

Segundo este Roadmap, o DOE concluiu que a economia de energia anual de fontes de iluminação de diodo emissor de luz (Led) em 2013 mais do que duplicou em relação ao ano anterior nos Estados Unidos, indo para 188 trilhões de unidades térmicas britânicas (BTUs), o que equivale a uma economia de custos anuais de energia de cerca de US$ 1,8 bilhão. Embora essas economias atuais sejam significativas, a penetração no mercado ainda é bastante modesta, segundo o DOE. Como referência, estima-se que apenas cerca de 1% da base instalada de lâmpadas do tipo A (lâmpadas de bulbo convencional) é de lâmpadas Led, mas o crescimento está acelerando rapidamente. A partir de 2012 e 2013, verificou-se que nos EUA a base instalada de Leds em aplicações de iluminação geral mais do que duplicou para cerca de 105 milhões de unidades. O estudo concluiu ainda que os 188 trilhões de BTU poupados representam apenas uma pequena fração do total do potencial de economia de energia de cerca de 4,1 quatrilhões de BTU, assumindo a adoção completa de SSL.

Embora a adoção generalizada possa ser de vários anos afora, o potencial destaca a importância do desenvolvimento de uma capacidade de produção alta e robusta para SSL. A adoção do mercado tende a acelerar, os preços continuam a cair (veja o cenário na Figura 1) e as vendas devem aumentar a um ritmo muito mais rápido.

Segundo o Roadmap do DOE, alguns pontos-chaves referentes ao Led são resumidos a seguir:

  • No caso de produtos de iluminação com base em Led, atingir o ponto de cor de destino consistentemente adiciona custo e complexidade ao processo de fabricação de luminárias, especialmente onde as exigências de aplicações de controle de cores é rígido.
  • A estabilidade de cor a longo prazo ainda é pouco compreendida e a mitigação adiciona custo aos produtos de iluminação Led. A capacidade de compreender e prever mudança de cor ao longo do tempo pode aumentar a confiança dos consumidores em produtos de iluminação Led e simplificar o processo de fabricação, reduzindo assim o custo de fabricação.
  • A fabricação da luminária continua a mudar dramaticamente em resposta à nova tecnologia, com menos ênfase no paradigma da
    âmpada-luminária e mais ênfase em luminárias integradas para minimizar custos e maximizar a eficácia.
  • Luminárias de aplicação flexível e fabricação de módulos serão necessárias para atender ao mercado em rápida expansão. Ou seja, para ser capaz de acomodar a enorme variedade de modelos procurados pelos consumidores para múltiplas aplicações, linhas terão de ser eficientes e eficazes em termos de custos, mesmo com números relativamente baixos para um determinado modelo. Isso pode apelar para equipamentos e métodos de fabricação inovadores.
  • Mais atenção deve ser dada para a fabricação de fósforos/down-conversores e aplicação eficiente desses materiais dentro do pacote de LED. Há oportunidades para reduzir custos, melhorar a eficiência e qualidade de cor, aumentar a produção de luz, bem como simplificar o processo de fabricação.

O documento na íntegra está disponível para download no site do Departamento de Energia dos Estados Unidos: http://energy.gov/eere/solid-state-lighting

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