reporte gestion de energia

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Sistema de gestión de energía en el edificio de Ing. Industrial LUIS ROBERTO ESQUER VALENZUELA ID: 90629 Para lograr tener una revisión cíclica y continuo mejoramiento de una red eléctrica en un edificio es necesario contar con un sistema de gestión de energía o en forma abreviada, SGE (figura 1), el cual es un conjunto de medidores inteligentes capaces de darnos los datos necesarios para la revisión continua del sistema, estos se conectan a la red de potencia eléctrica y a la red de cómputo de un edificio, a través de un software para comunicación, a fin de recolectar datos y generar toda la información que es necesaria para el administrador, para realizar uno de los objetivos principales de un SGE que es el mejoramiento continuo de la eficiencia energética de dicho edificio. Figura 1.- Sistema de gestión de energía. Los puntos necesarios para comenzar con el establecimiento de un sistema de gestión de energía, se encuentran normalizados por la ISO 50001. Este documento especifica los

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Page 1: Reporte Gestion de Energia

Sistema de gestión de energía en el edificio de Ing. Industrial

LUIS ROBERTO ESQUER VALENZUELAID: 90629

Para lograr tener una revisión

cíclica y continuo mejoramiento

de una red eléctrica en un

edificio es necesario contar con

un sistema de gestión de energía

o en forma abreviada, SGE

(figura 1), el cual es un conjunto

de medidores inteligentes

capaces de darnos los datos

necesarios para la revisión

continua del sistema, estos se

conectan a la red de potencia

eléctrica y a la red de cómputo

de un edificio, a través de un

software para comunicación, a

fin de recolectar datos y generar

toda la información que es

necesaria para el administrador,

para realizar uno de los objetivos

principales de un SGE que es el

mejoramiento continuo de la

eficiencia energética de dicho

edificio.

Figura 1.- Sistema de gestión de energía.

Los puntos necesarios para

comenzar con el establecimiento

de un sistema de gestión de

energía, se encuentran

normalizados por la ISO 50001.

Este documento especifica los

requerimientos para establecer,

implementar, mantener y

mejorar un sistema de gestión de

energía, con el fin de realizar su

objetivo de mejorar la eficiencia

energética en un edificio.

Las organizaciones toman las

metas a las cuales desea llegar y

posteriormente diseña un plan

de acción para alcanzar las

expectativas para su

mejoramiento. Con este enfoque

Page 2: Reporte Gestion de Energia

estructurado, una organización

tiene más posibilidades de

observar beneficios financieros

tangibles ya que con un buena

planeación y un buen estudio y

análisis se llega a la conclusión

de si el plan es el adecuado para

el incremento de la eficiencia

energética y ahorro.

Para tener buenas bases en la

creación del sistema de gestión

de energía se basó en la

metodología implementada en el

estándar ISO 50001. Esta

metodología usada Plan-Do-

Check-Act con su significado en

español (Planificar-Hacer-

Verificar-Actuar), (PDCA) es el

modelo que se siguió para llegar

a los objetivos.

Este modelo de diseño inicia

estableciendo las necesidades de

información que el administrador

necesitara para que el sistema

creado sea capaz de

proporcionarlas.

Lo siguiente será la selección de

los distintos elementos con los

cuales cuenta un sistema de

gestión de energía, tomando en

cuenta varias opciones y llegar a

la decisión de cuál es el más

conveniente económicamente y

necesario, hablando de

medidores, por la información

que se puede obtener de estos.

El diseño del sistema de gestión

de energía para el edificio del

laboratorio de ingeniería

industrial del Instituto

Tecnológico de Sonora (ITSON)

refleja cómo se llegó a la lógica

para las distintas decisiones,

para esta ver ser más

específicos, se manejaron los

siguientes puntos para comenzar

la realización con la metodología

comentada anteriormente.

1 Identificación del

problema.

2 Recopilación de las

necesidades.

3 Búsqueda de soluciones.

4 Paso de la idea a los

diseños preliminares.

5 Evaluación y selección

óptima de los elementos

del sistema.

Page 3: Reporte Gestion de Energia

6 Preparación de informes,

planos y especificaciones.

7 Puesta en práctica del

diseño.

La información que deberá ser

proporcionada por el sistema a

crear es demanda y energía

instantánea y mensual en los

periodos base, intermedia y

punta, el factor de potencia y los

parámetros básicos de calidad de

la energía. El sistema debe

aceptar los costos por los

conceptos de facturación en la

tarifa horaria en media tensión

(H-M), imprimir el recibo de pago

a Comisión Federal de

Electricidad y tener puerto de

comunicación con la red.

Después se comenzó con la

revisión del tablero principal de

interruptores del edificio

industrial, de este punto se

tomaron las cargas que se

alimentan y se construyó un

diagrama unifilar para trabajar

sobre el mismo (Figura 2). Este

diagrama muestra las cargas en

cual línea y cuanto valor maneja,

así como el valor del

transformador que las alimenta.

Figura 2. – Diagrama unifilar actual del edificio de ingeniería industrial.

El siguiente paso será la

selección del medidor, para ello

se analizaran las distintas

características de algunos

medidores de la marca Power

Logic tales como: CM4250,

CM400T, CM3350, CM3250, PM870,

PM850 y PM710 cuyas

características se muestran en la

Figura 3.

Page 4: Reporte Gestion de Energia

Figura 3.- Características de los

medidores Power Logic.

De igual manera se analizaron los

medidores ION 8600, 7650, 7550,

7350, 7330, 7300 y 6200 de los

cuales sus características se

muestran en la Figura 4.

Figura 4.- Características de los

medidores ION.

Tomando como referencia la Figura 3

se selecciona el medidor CM3350

para el área de iluminación, aire

acondicionado, y sistemas ramales,

ya que este medidor es barato,

cuenta con entradas Ethernet y

actualización de Firmware, además

de que satisface nuestras

necesidades.

En la figura 5 se puede observar el

medidor CM3350 este medidor tiene

una entrada de alimentación de 120 /

240 VCA nominal, soporta una carga

máxima de 27 VA, trabaja a una

frecuencia de 60 Hz y tiene un

aislamiento de 2300 V, en un periodo

de 1 minuto.

Figura 5.- Medidor CM3350

También se hace la selección del

medidor ION 7350(Figura 6) para uso

general del edificio de Ingeniería

Industrial ya que este nos permite

Page 5: Reporte Gestion de Energia

monitorear el estado de la red a

distancia y en caso de fallas podemos

en cualquier momento ser notificados

vía e-mail o celular. Además es

posible determinar las condiciones de

alarma.

Sus características son: Cuenta con

entradas y salidas con 8 cada una

tanto analógica como digital, memoria

de eventos y datos de tendencias y

facturación, máximos y mínimos, una

resolución de la estampa de tiempo

de 0.001 segundos, mide voltaje,

corriente, frecuencia, factor de

potencia, demanda, potencia,

energía, Time Of Use (TOU), su

exactitud es de 0.5 según norma

ANSI, tiene puerto de

comunicaciones Ethernet, servidor

Web, email, modem, puerto infrarrojo,

puerto RS485, protocolos Modbus y

MV-90, programación personalizada

con funciones aritméticas y

actualizaciones de firmware.

Además, supervisa la calidad de la

energía no de acuerdo a la Norma

EN50160, ni mide flicker, ni captura

disturbios de alta velocidad, pero

mide armónicos, sags, swells y

calcula el número de 9s o de

confiabilidad del sistema, además

captura la forma de onda de la señal.

Figura 6.- ION 7350

Este edificio esta alimentado por una

subestación de 300KVA. La corriente

máxima en el secundario cuando el

transformador se encuentra a plena

carga es de:

Ismax= 300,000(1.73∗220)

=788.229 A

Por lo tanto, los transformadores de

corriente seleccionados tienen una

relación de transformación de 800/5

Amperes, 600 volt de aislamiento

eléctrico y 3 pulgadas de diámetro.

Se selecciona la tablilla de

conexiones de 10 terminales y se

utiliza para poner en corto circuito el

secundario de los transformadores de

Page 6: Reporte Gestion de Energia

corriente cuando se requiera

desconectar el medidor. Los fusibles

seleccionados de las terminales de

voltaje son de 2 amperes y el

diagrama trifilar se muestra en la

Figura 7.

Figura 7.- Diagrama trifilar de

conexiones

En la Figura 8 se observa el diagrama

unifilar del edificio, en el cual se

puede observar la colocación de los

medidores en puntos estratégicos y

ademas se muestra que los

medidores CM3350 están conectados

entre si por medio de un cable de

fibra óptica el cual manda la señal al

medidor ION 7350 para el monitoreo

de toda la carga del edificio.

Figura 8.-Sistema de gestión de

energía del edificio

Antes de que el ION 7350 pueda

comunicarse con una red de control

de la alimentación, deberá configurar

el medidor a través del panel frontal.

La configuración básica determina

cómo el ION 7350 interpreta el

sistema de alimentación al que está

conectado y cómo el medidor se

comunica con las redes o estaciones

de trabajo conectadas. Las

estaciones de trabajo no pueden

comunicarse con el ION 7350 hasta

Page 7: Reporte Gestion de Energia

que se haya completado esta

configuración.

Configurar la fecha, la hora, la

relación de transformación de los TCs

y el sistema trifásico, 4 hilos.

Parámetros de configuración de la

red, Este elemento del menú le

permite configurar el canal de

comunicación Ethernet 10Base-T (o

el opcional 10Base-FL). Aquí puede

configurar los siguientes parámetros:

Dirección IP del ION 73330, máscara

de subred si se aplican subredes a su

red y gateway en configuraciones de

redes múltiples

Por regla general, su Administrador

de la red le facilita la dirección IP

adecuada para el ION 7350. Los

parámetros de la máscara de

subredes y del Gateway sólo son

necesarios para las comunicaciones

entre redes Ethernet múltiples en las

que se utilizan subredes.

Utilice los cuatro botones de

Navegación (Navigation) para editar

los valores de los parámetros de red

de modo que coincidan con las

direcciones de su sistema. Para las

instrucciones sobre el modo de uso

de estos botones, consulte

“Funciones de los botones” en la

página 25.

Al configurar las direcciones de red,

el panel frontal descarta

automáticamente los ceros de la

izquierda innecesarios de cada grupo

de tres dígitos. Los ceros de la

izquierda ocultos aparecen (y

desaparecen) al desplazar el cursor

por la dirección de red.

89.123.40.056

En el ejemplo anterior, el cero

resaltado se descarta en el momento

que se modifica la posición del

cursor.

Page 8: Reporte Gestion de Energia
Page 9: Reporte Gestion de Energia

En la tabla 1 se muestran los

materiales a utilizar para la gestión de

calidad de energía en el edificio de

Ingeniería Industrial.

Tabla 1 Lista de material a utilizar.

Cantida

d

Equipo

1 ION 7350.

3 MC 3350.

1 Equipo de cómputo.

1 Juego de TC’s de 1000:5.

40 mts Fibra óptica mono modo.

(comunicación)

1 Fuente de alimentación de

127 volts.

Tomando los datos de la Tabla 1 se

hizo un presupuesto, en la Tabla 2 se

muestra el precio total y precio

unitario de los materiales a utilizar.

Tabla 2 Precio de equipo a instalar.

Cantidad Equipo Precio

unitario

Precio

final

1 ION 7550 $130000 $140000

3 CM3350 $5600 $16800

55m Fibra

óptica

$185/m $10175

1 Equipo de

computo$5500 $8500

Total de la inversión (pesos

mexicanos)

$175475

Se tiene una inversión de $ 175,675

Page 10: Reporte Gestion de Energia

En la tabla 3 se muestran los ahorros

mensuales estimados en los

parámetros de facturación, se

observa que el ahorro total es de

2,000 $/mensuales, por lo que el

periodo de recuperación de la

inversión es de:

PRI = Inversión/ ahorro mensual

PRI = $175475 /2,000$/mes

PRI = 88 meses

Tabla 3 Ahorros estimados

Concept

o

2013 2014 Ahorr

o

Ahorr

o $

DP (kW) 1,28

0

1.10

0

180

EP

(kwh)

1,50

0

1,20

0

300

fP 0.85 0.95

Conclusiones

Hoy en día, la importancia que se

le da al correcto y buen uso de la

energía eléctrica es muy

importante y sigue en

crecimiento, ya que un buen

equilibrio en la implementación

de esta energía ayuda a que las

empresas, instituciones o

cualquier lugar donde se pueda

implementar un SGE, tengan un

buen control para disminuir los

gastos que se tienen al utilizarla,

así como también, otro tema

muy importante en estos días, el

cuidado del medio ambiente ya

que las fuentes de suministro de

energía aún son contaminantes y

evitar el mal uso de la energía,

disminuye la contaminación para

el habitad.

El objetivo principal es mejorar el

desempeño energético y de

eficiencia energética de manera

continua, y adicionalmente

identificar oportunidades de

reducción de utilización

energética.

Este enfoque sistemático

ayudará a las organizaciones a

establecer sistemas y procesos,

así como a aprovechar su

potencial. Esto ayudando en

implementar, mantener y

mejorar un sistema de

administración de energía, cuyo

propósito es el de permitir a una

organización para alinearse con

un enfoque sistemático, y de

esta manera lograr el

mejoramiento continuo del

Page 11: Reporte Gestion de Energia

desempeño de energía,

incluyendo eficiencia energética,

seguridad energética, utilización

de energía y consumo. Estos

sistemas permiten a las

organizaciones reducir

continuamente sus costos

relacionados con energía, y la

emisión de gases de efecto

invernadero esto para contribuir

en la ayuda al medio ambiente.

Estos sistemas deben alertar a

los empleados y en particular al

nivel ejecutivo y gerencial acerca

de las posibles ganancias de

largo plazo en relación a su

consumo energético. La

organización puede descubrir

posibles ahorros y ventajas

competitivas. Incluso puede

tratarse de un fortalecimiento

importante para la imagen de la

compañía.

Lo más relevante que se tiene de

la realización del sistema de

gestión de energía es el análisis

y la búsqueda de los distintos

elementos que el SGE necesita

para su funcionamiento,

tomando en cuenta como punto

importante el ahorro de dinero

para la institución si el proyecto

se llevara cabo ya que se

analizaron los elementos de

mejor resultado pero también de

mejor precio.

Así como también la impaciente

búsqueda de identificar las

mejores oportunidades de ahorro

para la institución en base a lo

que tenga que ver con el

consumo de la energía eléctrica

para que esto no se vea reflejado

en la facturación de CFE y como

ya se sabe, tener un ahorro

monetario para la institución por

medio del buen uso de la energía

eléctrica y no verse perjudicado

al gasto innecesario de esta.

Como recomendaciones para los

siguientes sistemas a realizar se

puede tomar en cuenta que si el

proyecto en verdad esta

analizado de la manera correcta

y redactado correctamente en el

informe este se pudiera

presentar a las altas autoridades

de la institución para el análisis

correspondiente y lograr llevarlo

a cabo para su beneficio.

Page 12: Reporte Gestion de Energia

También se le podría dar

seguimiento al proyecto e irlo

mejorando, fomentando así la

participación de las personas que

allí laboran con el fin de que se

sientan identificados y

comprometidos con el trabajo,

para que con el paso del tiempo

se tenga una mayor perfección y

eficiencia de este, así como

también se podrá ir integrando

tecnologías más elevadas para

que la manipulación de la

información entregada por el

sistema sea más elevada. Como

por ejemplo llegar a obtener toda

la información arrojada por el

sistema directamente de

internet, desde una página web o

algo similar con la ayuda de la

programación y diseño de

páginas web por medio de

ingenieros en software o por

ingenieros electromecánicos con

el conocimiento necesarios para

llevar esto acabo.

Continuar con la búsqueda de

distintos proveedores para la

disposición de los elementos

utilizados en el SPE, para así

tener más variedad de opciones

y precios.