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AHORRO DE ENERGÍA EN SISTEMAS ELÉCTRICOS
INDUSTRIALES
Dirección de Energías Renovables y Eficiencia Energética
Ministerio de Energía y MinasPrograma de Naciones Unidas para el
DesarrolloIng. Santiago Sánchez M. M.Sc. M.E.E.
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OBJETIVOS DEL AHORRO DE ENERGÍA
• Reducción del consumo de energía eléctrica (Planilla de luz)
• Mejorar las condiciones de funcionamiento de los equipos
• Extender la vida útil de la planta• Mejorar los procesos productivos • Disminuir las pérdidas de potencia • Optimizar los recursos• Reingeniería y mejoramiento para cumplir normas
de calidad • Impacto positivo en el medio ambiente• Responsabilidad ciudadana• Manejo integral de los residuos
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EL AHORRO DE LA ENERGÍA
CONOZCO EL SISTEMA
ELÉCTRICO
IDENTIFICO AREAS
PROBLEMAS
TOMO MEDIDAS CORRECTIVAS
EVALÚO LOS RESULTADOS
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Paso 1) CONOCIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Y SUS
RELACIONES A) EL MEDIO ELÉCTRICO
• ¿Cómo funciona un sistema eléctrico? • ¿Qué es la electricidad?• Generación, transmisión, distribución• Parámetros eléctricos: Corriente, voltaje,
resistencia.• Potencia y Energía• Cargas: inductiva, capacitiva, resistiva• Los elementos eléctricos: motores,
ventiladores, transformadores, bombas, sistemas de control, iluminación, conductores, capacitores.
• Carga y demanda eléctrica
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Paso 1) CONOCIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Y SUS
RELACIONES B) LA EMPRESA ELÉCTRICA
• Es el proveedor del servicio• Estudiar las regulaciones aplicables: Ley de
régimen del sector eléctrico, regulaciones del CONELEC, normativas, ordenanzas
• Conocer a los suministradores y fabricantes de equipos
• Pedir una asesoría técnica adecuada y seria
• Experiencias de los usuarios similares• Impuestos y adicionales de la planilla
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Paso 1) CONOCIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Y SUS
RELACIONES 3) EL USUARIO (INDUSTRIA)
• Procesos productivos• Uso de la energía: electricidad y calor• Los insumos• El producto• Los residuos• Capacidad y experiencia del personal de
planta y de ingeniería (diseño, planificación)
• Estar informado de las nuevas tecnologías• Información de las planillas de consumo
de energía (histórico)
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Paso 2) IDENTIFICO LOS PROCESOS SUSCEPTIBLES DE
MEJORAMIENTO O CON PROBLEMAS
• Determino la capacidad instalada• Calculo la demanda eléctrica (consumo)
mediante mediciones independientes y totalizadas
• Inventario actualizado del equipamiento eléctrico con los parámetros de cada elemento, incluyendo tiempos de funcionamiento
• Dispongo o actualizo los planos de las instalaciones eléctricas: fuerza, control, Elaboro de manera precisa los procesos productivos con consumos
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Paso 2) IDENTIFICO LOS PROCESOS SUSCEPTIBLES DE
MEJORAMIENTO O CON PROBLEMAS
• Histórico de registros de mantenimiento, reparaciones, costos, problemas
• Estudio los parámetros de demanda y consumo
• Empiezo por los procesos de mayor consumo: bombas, grandes motores, transformadores, iluminación
• Hago un estudio financiero de las medidas correctivas
• Me decido por la solución
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Paso 3) TOMO LAS MEDIDAS DE CORRECCIÓN 1) EXÓGENAS
Aquellas que no podemos controlar directamente
• Condiciones del suministro de la Empresa Eléctrica:
• Calidad: Voltaje, frecuencia, potencia• Oportunidad: Cuando se la requiere • Cantidad. En los volúmenes exigidos• Confiabilidad. Seguridad en el suministro• Precio: Razonable• Servicio: Mantenimiento
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Paso 3) TOMO LAS MEDIDAS DE CORRECCIÓN 2) ENDÓGENAS
Sobre las que tenemos el control
TÉCNICASOPERATIVAS AUTOGENERACIÓN
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MEDIDAS DE CORRECCIÓN Técnicas
• Mejoramiento del factor de potencia• Desconexión de motores eléctricos y
transformadores trabajando en vacío• Selección adecuada de la potencia y tipo
de los motores eléctricos• Uso de transformadores y motores de
alta eficiencia• Aplicación de accionamientos eficientes• Operación económica de
transformadores
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MEDIDAS DE CORRECCIÓN Técnicas
• Selección adecuada de la potencia de los transformadores
• Mejora de la efectividad y de la eficiencia en los sistemas de iluminación
• Mejora de la calidad de la energía eléctrica• Reparación eficiente de las máquinas
eléctricas• Incremento de voltaje nominal de operación
de los motores• Selección correcta de los calibres de los
conductores• Revisión del medidor eléctrico
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MEDIDAS DE CORRECCIÓNOperativas
• Control de la demanda máxima y del consumo de energía eléctrica
• Horarios de funcionamiento • Programación eficiente de los procesos y
su control • Ubicación adecuada de los centros de carga• Realizar auditorías energéticas• Procurar el financiamiento para ejecutar las
medidas
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MEDIDAS DE CORRECCIÓNAutogeneración
• Aprovechamiento de los residuos para producción de electricidad y calor
• Aprovechamiento de las capacidades de generación y cogeneración
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MEDIDAS DE CORRECCIÓN Mejoramiento del Factor de Potencia
Potencia activa P = VI cos F (kW) TrabajoPotencia reactiva Q = VI sen F (KVAR) PérdidasPotencia aparente S= P + Q (KVA) Consumo $$Factor de potencia = cos -> 1 Q --> cero
P
QS
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MEDIDAS DE CORRECCIÓN Mejoramiento del Factor de Potencia
Compensación reactiva
kVARc=kW(tantanQ1-Q2kVARc
P1 = P2 = kW
Q1
S1
Q2S2<S1
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MEDIDAS DE CORRECCIÓN Mejoramiento del Factor de Potencia
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MEDIDAS DE CORRECCIÓNControl de la Demanda Máxima
Administración y control de las cargas eléctricas para reducir los cargo por demanda máxima de potencia y por consumo de energía, durante ciertos períodos de tiempo, de acuerdo con la tarifa que se aplica
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MEDIDAS DE CORRECCIÓNControl de la Demanda Máxima
Consideraciones:
FACTOR DE CARGA: Carga Promedio/ Carga Pico
IDENTIFICACIÓN DE LAS CARGAS: Base, cíclicas, esporádicas
MÉTODOS DE CONTROL DE LA DEMANDA MÁXIMA
Control manual
Control automático
- Instrumentos: Analizador de redes P,Q,S, f.p.,V,I,R,armónicos
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MEDIDAS DE CORRECCIÓNAccionamientos Eficientes (variadores de velocidad)
Control de la velocidad de los motores de inducción en corriente alterna mejorar su eficiencia. La velocidad del motor depende de la frecuencia y del número de polos.
Q
nomη.η 90=
nomηη =
H
C u r v a sd e l s is t e m a
0 0
1 .0
1 .2 5
0 .7 1 . 0
B
A
nomη.η 950=
nomηη =
Q
H
C u r v a d e ls is t e m a
0 0
1 .0
0 .7 1 . 0
0 .6
A
B
Reducción de la potencia requerida con el control de velocidad variable en lugar del estrangulamiento en una bomba
nf
Ps 120
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MEDIDAS DE CORRECCIÓNSustitución de motores
•Determino la eficiencia de los motores
•Motores subcargados
•Motores monofásicos
•Selección del motor adecuado para cada trabajo
•Motores asincrónicos de alta eficiencia•Instalaciones nuevas•Compra de equipos como compresores, sistemas de calentamiento, refrigeración, A/C bombas.•Remodelación de instalaciones•En lugar de reparar un motor viejo•Por motores subcargados y sobredimensionados•Como parte de programas de mantenimiento preventivo
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MEDIDAS DE CORRECCIÓNEficiencia de sistemas de iluminación
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
710131720223235405570901351601802504001,000Potencia Eléctrica
W
Vapor de Sodio en Baja Presión
Vapor de Sodio en Alta Presión
Aditivos y Halogenuros Metálicos
Fluorescentes Convencionales
Fluorescentes Ahorradores
Vapor de Mercurio
Luz Mixta
Incandescentes
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AUTOGENERACIÓN
La industria aprovecha de sus residuos para la producción de electricidad y calor para uso propio interno y para venta.
FUENTES RENOVABLES•Solar térmica•Solar fotovoltaica•Eólica•Biomasa
Potencial energético de los residuos: Agrícolas, Industriales, Municipales
MÉTODOS DE APROVECHAMIENTO•Combustión directa•Digestión anaeróbica•Gasificación•Biocombustibles