FORO FORO DE A HORRO Y EFICIENCIA DE DE AHORRO Y EFICIENCIA DE ENERG ENERGÍ Í A EL A EL É ÉCTRICA CTRICA Diagn Diagnó ósticosEnerg sticosEnergé éticos ticos Ing.AlfredoAguilarGalv Ing.AlfredoAguilarGalvá án [email protected][email protected]• Conocer que es un diagnóstico energético. • Identificar la clasificación de los diagnósticos energéticos en función de sus alcances. • Identificar las herramientas necesarias para la evaluación energética de los diferentes procesos y equipos. • Conocer una metodología general para realizar un diagnóstico energético. • Identificar algunas oportunidades existentes para ahorro de energía. • Conocer ejemplo de aplicación de Diagnósticos Energéticos. Objetivos Módulo
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• La parte de mayor importancia para el ahorro de energía en una
instalación es el diagnóstico energético.
• De la certeza y atención en que sea desarrollado dependerá el
éxito de las acciones que posteriormente sean emprendidas.
• Por el contrario, el pretender ahorrar energía sin haber pasado
antes por un diagnóstico energético suele llevar a estrepitosos
fracasos.
Relevancia
¿Qué es un Diagnóstico Energético?
Los análisis, mediciones yevaluaciones de losprincipales equipos,sistemas y procesosconsumidores de energía,que permiten determinar laeficiencia energética y las
posibilidades de mejora,modernización y ahorro deenergía.
• Los diagnósticos energéticos permiten determinar lospotenciales de ahorro de energía involucrados en losprocesos de producción.
¿Qué es un Diagnóstico Energético?
• Elemento positivo de laadministración, contribuyea incrementar larentabilidad, eliminandodesperdicios de energía yen consecuenciadisminuyen los costos deproducción.
Consumo de Energía kWh
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100,000
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Base
Inter
PuntaTotal
Lineal (Total) Línea de Tendencia enel Consumode Energía kWh
• Es un instrumento quepermite modernizar lossistemas de producción,sustituyendo tecnologíasobsoletas, ineficientes ycostosas.
¿Qué es un Diagnóstico Energético?
Aspectos a EvaluarACCIONES:
Hábitos y practicas de operación, costumbres de mantenimiento.
CAPACITACION:Que información tenemos y cual nos hace falta. Involucrar a todo elpersonal en el ahorro de energía.
MEDICION:¿Donde, cuando y cuanta energía se esta utilizando en cada proceso odepartamento productivo?.¿Cuáles son los equipos más consumidores?
TECNOLOGIA:¿Dónde se pueden incorporar equipos de alta eficiencia?¿Cuales son nuestros equipos mas eficientes?¿Qué adaptaciones Tecnológicas podemos implementar?¿Dónde podemos automatizar?
Los potenciales de ahorro de energía no se cuantifican,
Pueden o no lograrse,
El logro de los ahorros dependerá del personal responsable(mantenimiento y/o administrativo),
Su principal ventaja es dar una idea general sobre si existe ono posibilidad de ahorro energético.
Este nivel tiene un costo económico bajo.
Clasificación de Diagnósticos Energéticos
Nivel 2 o Fundamental.
Es el más útil para conocer los potenciales de ahorro deenergía de una instalación. Se cualifican y se cuantifican.
Analiza entre el 75 y 80% de los consumidores energéticos.
Dando prioridad a los de potencia superior y mayor tiempode utilización.
Proporciona información sobre el consumo de energía tantoeléctrica como térmica por áreas funcionales o procesosespecíficos de operación, se detecta los subsistemas demayor desperdicio energético.
Acopio de planos, listados, estadísticas etc. Diagramas unifilares.
Instalaciones eléctricas de fuerza y alumbrado. Diagramas de procesos.
Diagramas de líneas de distribución de aire comprimido. Listado de los principales equipos. Características de diseño de equipos. Estadísticas de la producción. Costumbres de operación de la instalación, área,
proceso, equipo.
Recibos eléctricos.
II. Recopilación de la información de la instalación.
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k W
kW (punta) 2004 kW (punta) 2003
kW (punta) 2005
k W ( p u n t a) 2 0 0 4 4 ,9 9 5 5 ,112 5 ,3 76 4 ,8 3 4 4 ,7 72 4 ,6 51 4 ,0 0 7 4 ,0 4 7 4 ,0 74 4 ,0 78 4 ,13 6 3 ,9 6 6
k W ( p u n t a) 2 0 0 3 2 ,2 8 1 2 ,3 9 3 2 ,5 49 2 ,6 8 4 2 ,9 6 5 3 ,9 9 2 4 ,0 17 4 ,4 11 4 ,5 23 4 ,2 9 3 4 ,9 0 8 4 ,6 8 2
k W ( p u n t a) 2 0 0 5 4 4 01 4 0 64 3 ,9 76 4 ,0 8 4 3 ,8 79 3 ,7 69 3 ,5 67
E ne ro F eb re ro M a rz o A br il M a yo J uni o J ul io A go st o S ep t O ct N ov D ic
II. Recopilación de la información de la instalación.
Una empresa textil con una tensión de suministro a 23,000Volts, registra el siguiente comportamiento histórico de losconsumos de energía eléctrica.
Nota la demanda facturadle es la que se cobra en México,para fines de este ejercicio en Centroamérica, no es útil, portanto puede ignorarse dicha columna.
Describa las tendencias energéticas de la planta.
Con la información presentada realice el análisis tarifarío.Alcanza a vislumbran algunas oportunidades?¿El factor de potencia con el que trabaja la empresa esadecuado?
II. Recopilación de la información de la instalación.
GENERALES
CICLOFCTN.
PERIODOFECHA
LECTURACANT.DÍAS
PUNTA INTERMEDIA BA SE MA XIMA FA CTURA BLEMEDIA(kW)
Analizadores de redes eléctricas programable. Multímetros y potenciometros. Analizador de Gases. Termómetros. Medidor de Flujos. Flexómetros, telémetros. Barómetro Tacómetro.
Cronómetros. Luxometros. Otros
II. Recopilación de la información de la instalación.Equipos de Mediciones
Índice EnergéticosIII. Evaluación del estado energético actual de la instalación.
En segunda fase se hace el diagnóstico de las rutinas de operación y mantenimiento, Ejemplo: Del total de equipos y operaciones energéticas en una empresa, se determino que las cargas que pueden desplazar su operación, sin perjudicar el proceso productivo son las siguientes:
Ejemplo: En una plantaindustrial se tiene unhorno de resistenciaseléctricas para el cual setienen dos propuestasde ahorro de energía:sustitución por unhorno de combustión o
por un horno infrarrojo.
Condiciones InicialesDemanda Máxima (kW) 62
Consumo de Energía Base (kW h/mes) 11,160
Consumo de Energía Intermedia (kWh/mes) 26,040
Consumo de Energía Punta (kW h/mes) 7,440
Consumo de Energía Total ( kW h/m es) 44,640
Condiciones PropuestasHorno de
CombustiónHorno
InfrarrojoDemanda Máxima (kW) 1 52
Consumo de Energía Base (kWh/mes) 180 6,120
Consumo de Energía Intermedia (kWh/mes) 420 14,280
Consumo de Energía Punta (kWh/mes) 720 4,080
Consumo de Energía Total (kWh/mes) 1,320 24,480
Potenciales de AhorroDemanda Máxima (kW) 61 10
Consumo de Energía Base (kWh/mes) 10,980 5,040
Consumo de Energía Intermedia (kW h/mes) 25,620 11,760Consumo de Energía Punta (kWh/mes) 6,720 3,360
Consumo de Energía Total (kWh/mes) 43,320 20,160
Energía AdicionalConsumo de Combustibles (litros/mes) 7,200 0
IV. Determinación del potencial de ahorro de energía.
Ejemplo: En otra planta, se emplean 22 toneladas de vaporsaturado en un proceso, este vapor es generado inicialmente comosobrecalentado y posteriormente estrangulado en una válvulareductora, al sustituir esta válvula por una turbina se podrángenerar 880 kW aprovechables en forma de energía eléctrica ómecánica.
IV. Determinación del potencial de ahorro de energía.
Las instalaciones para poder Apagarlámparas, parar motores y/o máquinas(circuitos separados, etc.)Cumplir normas de instalaciones eléctricas.Evitar accidentes y fugas de energía. Baja Inversión
Las nuevas tecnologías son más eficientesRequiere inversión
En general para ahorrar dinero, energía y cuidar la ecología
•Iluminación con: Sensores de Presencia, Timers.•Motores con: Variadores de Velocidad, Control inteligente de Motores
(Power Boss).•Aire Comprimido con: Velocidad Variable, Administrador de red de aire.•Otros: Control de Demanda.Requiere inversión
IV. Determinación del potencial de ahorro de energía.
El costo real de cualquier equipo es la integración dedos bloques fundamentales:
– El costo de operación. – El costo de inversión.Costo de operación:C.O.= C energía + C materiales + C manto
Costos por energía eléctrica:C energía = C potencia + C consumo
Costos por potencia:
C potencia = Demanda (kW) x (costo kW)Costos por consumo:C consumo = Energía consumida (kWh) x (costo kWh)
VI. Evaluación económica.
Tiempo de Recuperación. consiste en medir el tiempo quetarda un inversionista para recuperar el capital invertido,mediante los ingresos que produce el proyecto.
Una recuperación rápida puede ser un criterio importante parajuzgar una inversión cuando se dispone de recursosfinancieros para invertir por sólo un corto periodo.
El inversionista especulativo, que tiene un horizonte de tiemporelativamente limitado, generalmente desea una rápidarecuperación de la inversión inicial.
Período o Tiempo de Recuperación =anualesCostosanuales Beneficios
Si un proyecto requiere una inversión inicial de USD$1,000,000.00 y genera ingresos por USD $400,000.00anuales (en moneda constante) durante 6 años, el periodode recuperación es de 2.5 años
(1,000,000/400,000)=2.5.
Nótese que si el proyecto tuviera ingresos por dos años
más, el periodo de recuperación sería el mismo.
VI. Evaluación económica.
Se ha determinado instalar un convertidor de
frecuencia en una máquina de inyección para ahorrar
energía.
Esta medida tiene como resultado un ahorro
económico de USD $3,319.26 pesos anuales y la
inversión necesaria es de USD $4,914.
Esto significa que la inversión se recuperará en 1.48
Clasificación jerárquica en función del tiempo derecuperación:
Proyectos
Inmediatos. Corto Plazo (menos de 2 años).
Mediano Plazo (entre 2 a 4 años). Largo Plazo (más de 4 años).
VII. Selección de las medidas a implementar.
Inmediatos. Aquellos que no requieren inversiones.
Eliminación de desperdicios como producto de cambio de hábitos ysimilares.
Reducción del tiempo de acondicionamiento del aire en una hora ymedia, para algunas zonas.
Aprovechamiento de la luz natural al máximo, apagando los sistemasde iluminación que la reciban.
Reubicación de fotocopiadoras y equipos generadores de calor azonas separadas de la alta concentración de personal.
Limpieza de serpentines, turbinas y filtros de manejadoras de aire. Ajuste de las presiones de succión y descarga de compresores. Adopción de un método de mantenimiento permanente que sea
predictivo y preventivo. Ajuste del funcionamiento de válvulas de control de capacidad en
A corto plazo. Son aquellas cuya inversión es mínima y se recuperaen menos de dos años.
Corrección del factor de potencia.Eliminación de pérdidas y fugas de aire.Instalación de persianas, cortinas o películas altamentereflejantes en cristales.Instalación de un sistema de control eficaz en la distribución deaire acondicionado.Regulación de temperatura del agua de enfriamiento decondensadores.Optimización de la torre de enfriamiento.
Separación de circuitos eléctricos para el control de sistemas deiluminación.Redimensionamiento del sistema de bombeo.
VII. Selección de las medidas a implementar.
Mediano plazo. Son acciones en las cuales la inversión es tal quelos beneficios con ahorro de energía permiten un tiempo derecuperación no mayor a 4 años.
Instalación de Compresores Tornillo en Aire comprimidoAplicación de Motores Eléctricos de Alta EficienciaAcoplamiento de equipos de iluminación ahorradores de energía.Control y automatización de los sistemas de iluminación.
Rediseño de la iluminación.Instalación de convertidores de frecuencia en las bombas.Automatización de los sistemas de control y tracción deelevadores.
Largo plazo. Son acciones en las cuales el beneficio por ahorro deenergía es importante, sin embargo, la inversión es de unamagnitud que ocasiona tiempos de recuperación no menores a 4años.
Por ejemplo:
Cambio de la tarifa eléctrica.Modificación de las computadoras actuales a Energy Star oadquisición de nuevos equipos con esta característica.Sustitución de los motores actuales por equipos de alta eficienciaen bombas y elevadores.Modernización tecnológica del equipo generador de aire
acondicionado.Implementación de Bancos de Hielo para aire acondicionado.