Blgo. Jos Carlos Chacaltana Mendoza

Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica

Escuela de Pos Grado

Maestra en Gestin de Energa y Medio Ambiente

Curso: Modelos Energticos

Dr. Ing. Esteban Castellanos

Es un sistema que busca optimizar los recursos energticos en las

distintas actividades econmicas que utilizan energa, a travs de la

sectorizacin, monitoreo, determinacin de estndar y fijacin de metas,

con el objeto de obtener importantes beneficios econmicos para las

empresas.

ANALISIS DE RESULTADOS DEL

DIAGNOSTICO ENERGETICO

DIAGNOSTICO ENERGETICO

(ESQUEMA OPERACIONAL)

SELECCIN DE

CENTROS DE

COSTOS

ENERGETICOS

INSTALACION

DE NUEVOS

MEDIDORES O

ADICIONALES

SELECCIONAR

ENERGETICOS DE

MAYORES

CONSUMOS Y

COSTOS

DEFINIR

ESTANDARES

DE CONSUMOS

ENERGTICOS

ESTABLCER

METAS DE

CONSUMOS

ENERGTICOS

REVISAR Y ACTUALIZAR CUANDO

SEA NECESARIO (POR LO MENOS

UNA VEZ AL AO)

Monitoreo de Energticos

El monitoreo de los consumos de los energticos puede ser realizado

con:

Medidores simples o sofisticados

Medidores fijos o porttiles

Puede ser con recopilacin de datos en forma manual o

automtica.

El objeto es realizar la medicin y contar con informacin confiable.

Tambin es necesario registrar la informacin de la produccin (por

tipos, por batch, semana, etc)

Monitoreo y Control de la Energa MCE

Qu es el MCE?

Es una tcnica gerencial para el control de los consumos y costos de los energticos que permite identificar potenciales de ahorro,

implementar acciones y comprobar las mejoras.

El monitoreo y control de energticos debe permitir obtener las mximas ventajas econmica, mediante dos funciones principales :

El control in situ del uso de energa El planeamiento del uso eficiente de la energa.

Su esquema de gestin se basa en indicadores que evalan los niveles de eficiencia de los consumos energticos desde la perspectiva

de los Procesos Internos, la Innovacin y Aprendizaje.

Los indicadores deben medir el logro de los objetivos identificados dentro de la Gestin Energtica.

Ejemplo

Objetivos especficos (metas)

Calidad en los procesos Mejorar los productos no conformes en un 20% Reducir la mxima demanda en 10% Reducir los consumos especficos en un 2%

Compromiso del personal Mejorar la capacitacin y aprendizaje del personal (20

horas/mes)

Implementar mejoras en la infraestructura

Perspectivas del MCE

Procesos: Mide la eficiencia de los procesos a travs de los cuales se agrega valor

Innovacin y aprendizaje de la organizacin: Mide la calidad del aporte del recurso humano en temas de innovacin como habilitador de desempeo exitoso.

Eficiencia Energtica: Mide los logros obtenidos en la reduccin de los consumos de energa.

Ciclo del Monitoreo y Control

de la Energa

PRINCIPALES ELEMENTOS

Medir y registrar los principales flujos de energa por CCE sobre un perodo especifico de tiempo .

Procesamiento de la Informacin, relacionando el consumo de energa de cada CCE con una medida de salida para definir un estndar de consumo.

Anlisis de la Informacin Reporte de las variaciones en el consumo del CCE. Acciones correctivas y mejoras Fijar metas (target) para reducir el consumo.

CENTRO DE COSTOS DE ENERGA CCE

Es un rea de la planta donde el uso de la energa es controlado.

Un CCE generalmente corresponde a un centro de control de costos

existente, y puede ser una lnea de produccin, una casa de calderas, o un

tem especfico de la planta.

CRITERIOS PARA LA SELECCIN DE UN CCE

El potencial de ahorros econmicos justifica los costos de medidores a instalar.

El consumo de energa puede ser medido. Es posible establecer la pertenencia de costos del CCE. La produccin variable es identificada. Los costos del CCE puede integrarse a la estructura de reportes de la empresa.

MEDICION Y REGISTROS DE CONSUMOS

Fuentes para obtener los consumos:

Medicin Datos histricos Clculos y estimaciones Aplicacin mixta

MEDICION Y REGISTROS

OBTENCION DE DATOS

Coleccin manual e ingreso manual de datos a la PC. Coleccin manual usando data logger porttil con ingreso automtico a la PC.

Monitoreo remoto, con adquisicin automtica de datos.

MEDICION Y REGISTROS

AREAS Y EQUIPOS ENERGETICAMENTE IMPORTANTES AREAS Y SERVICIOS AUXILIARES SUPERVISION DE LAS MEDICIONES RECOPILACION DE INFORMACION DE LOS INSTRUMENTOS DE PLANTA VERIFICACION DE LA INSTALACION Y CONEXIONADO

MEDICIONES

REGISTRO DE LA EFICIENCIA

ENERGETICA

REGISTRO DE LA EFICIENCIA DE LA

ENERGIA

FRECUENCIA DE MEDICION Y

REGISTOS

FRECUENCIA DE LA COLECCIN:

Mensual Semanal Diario.

PROCESAMIENTO Y ANALISIS

INGRESO DE DATOS ANLISIS DE DATOS Tipos de Anlisis

- Rutinario

- Investigacin

Tcnicas de Anlisis

- Anlisis de regresin lineal

- Variaciones acumuladas

Instrumentacin porttil y fija utilizada

en monitoreos

Indicadores Energticos

Se considera, entre otros conceptos, como ratio tcnico-econmico, que

se utilizan a niveles de usos finales y otros.

Es la relacin de un consumo de energa (kWh, gal, etc.) con un indicador

de actividad medido en trminos fsicos (t, lt, etc.), a este trmino

tambin se le denomina Consumos Especficos

Estos indicadores energticos representan factores de normalizacin,

que posibilitan la comparaciones intersectoriales e internacionales

El clculo de estos parmetros que indican la intensidad de los

consumos de energa por unidad de referencia, estos pueden ser:

Se utilizan para determinar el nivel de eficiencia energtica de consumos

y su control permanente y efectuar un Benchmarking Energtico

Indicador por produccin = kWh / Producto

Indicador por empleado = kWh / Empl.-mes

Indicador por empleado = kWh / Empl.-mes

Indicador por rea const. = kWh / m2 - mes

UNIDADES DE INDICADORES

DE EFICIENCIA ENERGTICA

Posibilidades de formar Indicadores de Eficiencia Energtica:

m / kWh

pieza / kWh

Kg / kWh

Kg / galones de petrleo

Toneladas / US $ de energa

m3 / Tep, etc.

BENCHMARKING ENERGETICO

Mediante esta tcnica se compara los consumos especficos con: Otras empresas, Con series histricas propias, Con estndares tecnolgicos. Establecen los datos de partida de las mejoras en Programas de ahorro de Energa.

Muestra la informacin para el seguimiento y control de la implementacin de mejoras.

Mediante la comparacin se determina las Ineficiencias en las

instalaciones y equipos, las cuales son evaluadas para proponer mejoras.

La comparacin se hace a travs de nmeros caractersticos energticos

denominados INDICADORES DE EFICIENCIA ENERGTICA.

A partir de estos resultados se fijan nuevos estndares de consumo por

rea y de manera global.

METAS DEL BENCHMARKING

ENERGTICO

Establecer INDICADORES ENERGTICOS Ampliar conocimientos sobre la eficiencia de la empresa. Ampliar conocimientos sobre soluciones posibles para optimizacin energtica.

Reducir barreras para cambios y desarrollo dentro de la empresa. Mejorar la competitividad de la empresa. Lograr el nivel del mejor conocido.

EJEMPLO

Consumo de electricidad por toneladas de producto producido.

El grfico anterior muestra el consumo especfico de energa elctrica

mensual por tonelada de harina producida en una planta de harina

prime.

En el grfico se observa que el promedio de consumo mensual de la

competencia es inferior al de la empresa analizada, lo cual es un

indicativo de que se pueden obtener nuevas metas.

Energa Elctrica Produccin C.E

kWh Tn kWh/tn

Sep-00 1 640 144,88 1 416,32 1 158,04

Oct-00 1 262 935,71 931,36 1 356,01

Nov-00 1 005 755,18 724,13 1 388,92

Dic-00 649 110,77 395,67 1 640,54

Ene-01 1 111 458,74 910,48 1 220,74

Feb-01 1 296 774,90 952,93 1 360,83

Mar-01 1 405 058,45 1 087,27 1 292,28

Abr-01 1 321 212,59 1 196,77 1 103,98

May-01 1 338 937,70 1 246,18 1 074,44

Jun-01 1 611 733,20 1 278,34 1 260,80

Jul-01 1 282 256,73 1 307,67 980,57

Ago-01 1 203 249,48 1 021,29 1 178,16

Sep-01 1 125 186,10 1 108,22 1 015,31

Oct.-01 1 447 546,25 1 294,67 1 118,08

Promedio 1 224,91

Maximo 1 640,54

Mnimo 980,57

Promedio (1/) 1 127,95

(1/): Promedio del perodo marzo - octubre del 2001

Mes

CONSUMOS ESPECIFICOS (CE)

TENDENCIA: CONSUMO DE EE vs PRODUCION

y = 832,24x + 380350

R2 = 0,808

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

1 600 000

1 800 000

0 150 300 450 600 750 900 1050 1200 1350 1500

Produccin (Tn)

En

erg

a E

lc

tric

a (

kW

h)

EVOLUCION DE LOS CONSUMOS ESPECIFICOS GLOBALES

0,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

1400,0

1600,0

1800,0

Sep-00

Oct-00

Nov-00

Dic-00

Ene-01

Feb-01

Mar-01

Abr-01

May-01

Jun-01

Jul-01

Ago-01

Sep-01

Oct.-01

Meses

Co

nsu

mo

Esp

ec

ific

o

(kW

h/T

n)

Indicador Energtico o Consumo

Especfico (CE) Global

EMPRESA

Agua Agentes

Producto Materia

Prima

Energa Trabajo Humano

CEE = Energa consumida dentro de la frontera

Produccin til final

Potencial de Ahorro

18.5

15.9

10.9

7.6

1.31.1

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

Electricidad (kWh/hl) Agua (Hl/hl) Combustible (gal/hl)

1995 1997

EMPRESA CERVECERA

1995 1997 Unidades

Electricidad 18.46 15.93 KWh/hl

Agua 10.88 7.55 Hl/hl

Combustible 1.32 1.06 Gl/hl

Consumos Especficos

Potencial de Ahorro en Textiles

38

39

40

41

42

43

44

45

46

A B C

40.6

40.6 40.6

45.61

44.5

42.41

MJ/kg

EMPRESAS TEXTILES

INDICADORES ENERGETICOS

Secuencia de Implementacin

1. Conformacin del Comit de Energa

2. Efectuar un diagnstico energtico

3. Identificacin de los Centros de Costos

4. Monitoreo de los energticos en condiciones actuales

5. Determinacin de estndares y metas (1ra fase)

6. Formulacin y aplicacin de acciones

7. Monitoreo permanente (con instalacin de equipos de medicin)

incluyendo cambios tecnolgicos (2da fase)

Configuracin de una Planta para el

Monitoreo de Energticos

Empresa

Planta

Centro Costo

Centro Costo

Medidor

Medidor

Planta

Produccin

Energa elctrica

Combustible

Producto 1

.

.

.

Desde el punto de vista del

monitoreo de energticos la

fabrica es representada bajo

una estructura jerrquica que

en trminos de software se

conoce como TreeView.

Estudios de Indicadores Energticos - Per

ESTUDIO DE INDICADORES EN EL SECTOR MINERO

OBJETIVO

Determinar indicadores energticos en

empresas de la mediana y gran minera.

CONSUMO ESPECFICO DE ENERGA

METODOLOGIA PARA EL CALCULO

DE INDICADORES ENERGTICOS

Anlisis productivo energtico El anlisis energtico de los procesos se ha desarrollado en varios niveles

para determinar:

Indicadores energticos globales. Indicadores energticos por reas. Indicadores energticos por secciones

Se elabor, el diagrama de bloques donde indicamos los energticos

(energa elctrica y combustibles) que emplean en cada rea/seccin; as

como el flujo del mineral en las partes del proceso hasta la obtencin del

concentrado final.

FLUJO DE ENERGA EN EL PROCESO

PRODUCTIVO

MEDICIONES PARA PRECISAR LOS

FLUJOS ENERGETICOS

Definicin de los puntos de medicin y posibles dificultades Mediciones de los consumos de energticos Recopilacin de la informacin de produccin estadstica y la simultanea a las mediciones.

Recopilacin de informacin complementaria requerida para el estudio (procesos, estadsticas de consumos, tecnologa de equipos).

CARACTERISITICAS DE LAS

EMPRESAS MINERAS EVALUADAS

ESTRUCTURA DEL CONSUMO

DE ENERGA ELCTRICA POR AREAS

INDICADORES GLOBALES POR UNIDAD

MINERA

INDICADORES POR AREAS

MEJORAS IDENTIFICADAS

Control automtico de la mxima demanda para reducir gastos por potencia.

Sectorizar el encendido de lmparas de acuerdo a necesidad de iluminacin.

Mantenimiento permanente de planchas traslcidas existentes en techos y paredes para aprovechar al mximo incidencia de luz natural.

Evaluacin de prdidas en la red de aire comprimido.

Planificar operacin de seccin chancado en horas fuera de punta.

Sustituir el uso de los calentadores y termas elctricas por sistemas que utilicen briquetas de carbn y energa solar.

Establecer una base de datos de motores para coordinar operacin de acuerdo a su tamao y requerimientos de carga.

Evaluar el cambio progresivo de motores por equipos de alta eficiencia.

MONITOREO Y FIJACIN DE METAS

INDICADORES ENERGETICOS EN CENTROS

EDUCATIVOS

Parmetros que indican la intensidad de los consumos de energa por unidad

de referencia, estos fueron:

Indicador por alumno = kWh / Alumno

Indicador por rea = kWh / m2

INDICADORES ENERGETICOS

OBTENIDOS

PROYECCION PRELIMINAR DE

AHORROS EN LIMA METROPOLITANA

Muestra

No. de Colegios = 12

Alumnos de la muestra evaluada = 32 435

Indicador prom. de consumo de la muestra = 2.26 kWh/alumno

Porcentaje de ahorros promedio de la muestra = 25.28 %

Universo

Total de Alumnos en Lima Metropolitana = 1 249 574

Cons. proyectado del total de alumnos de Lima = 33 888 447 kWh/ao

Ahorros proyectados del total de consumos = 8 566 999 kWh/ao

Demanda Media Ahorrada = 1.8 MW

INDICADORES ENERGETICOS EN INSTITUCION PUBLICA

Indicadores establecidos:

Indicador por Empleado = kWh / Empleado-mes

Indicador por rea const.= kWh / m2 mes

Indicadores Energticos globales:

MEJORAS IDENTIFICADAS

Mejoras en el sistema de iluminacin.

Mejora por Compensacin Reactiva.

Mejoras en motores elctricos.

Mejoras en equipos de sauna.

Mejoras en trminos de contratacin de energa.

Mejoras operativas y campaa de sensibilizacin.

Recomendaciones

Realizar estudios tcnico-econmicos que permitan identificar y cuantificar inversiones de corto, mediano y largo plazo, para incrementar

la eficiencia energtica y reducir costos de operacin.

Introducir sistemas avanzados que controlan y administran el uso de la energa.

Crear organismos internos de gestin energtica (comit de energa).

Reemplazar productos estndar por productos de alta eficiencia.

Promover cambios de hbitos en el uso de la energa.

Capacitar al personal en temas relacionados al ahorro de energa.

Implementar incentivos y premios para el personal.

Energa solar trmica y eficiencia

energtica Indicadores Energticos

Potencial

Por qu la energa solar trmica?

Dependiendo del uso es una tecnologa de relativo bajo costo y alto rendimiento

Uso de una fuente energtica sin valor de mercado autctona y renovable.

Posibilidad de desarrollo de una industria nacional.

Para calentamiento de agua es una tecnologa probada y en primeras fases de I+D

Barreras de la Eficiencia Energtica

Falta de informacin Cultura adversa Mercado reducido Falta capacidad tcnica Falta de incentivos Falta de financiamiento

GRACIAS