Ses 3.6. Ahorro de Energia Electrica

Ing. Manuel Jesús Luna Hernández

Junio 2015

Ahorro de Energía Eléctrica en la Industria

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1.0 DEFINICIONES IMPORTANTES

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GeneraciónGeneración

TransmisiónTransmisión

DistribuciónDistribución

LEY DE CONCESIONES ELECTRICAS (D.L. 25844)

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HORAS PUNTA Y HORAS FUERA DE PUNTAHORAS PUNTA Y HORAS FUERA DE PUNTA

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MÁXIMA DEMANDAMÁXIMA DEMANDA

Es el más alto valor de las demandas integradas en periodos sucesivos de 15’, en el periodo de un mes.

La Demanda Máxima anual es el mayor valor de las Demandas Máximas mensuales en el periodo de 12 meses consecutivos.

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2.0 MÁXIMA DEMANDA

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Control de la Máxima Demanda

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Método de control de la Máxima Demanda

La máxima demanda puede ser controlada manualmente o con la ayuda de dispositivos automáticos.

Con ambos métodos de control existen ventajas y desventajas, además de diferentes grados de complejidad y costos.

El control de demanda manual mas efectivo, es hacer una buena programación de la operación de las diferentes cargas

Cuando las variaciones posibles son demasiadas para un control manual, el control automático es una solución mas sofisticada, versátil y confiable para asegurar un límite a la demanda máxima

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Un controlador de demanda es un dispositivo que actúa sobre una señal, que temporalmente apaga cargas eléctricas predeterminadas, para tener la demanda máxima bajo control.

El controlador apaga o establece ciclos de trabajos a la cargas cuando la demanda alcanza un valor preestablecido

El punto prefijado debe ser cuidadosamente seleccionado, para que no afecte la producción o necesidades de operación

Controladores de demanda

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Caso 1: Control de Máxima demanda

Tipo de Empresa: Empresa minera dedicada a la extracción de oro, Cliente Libre

Precios de compra de energía y potenciaPrecio de la Potencia = 7,83

US$/kW-mes (1/)Precio de la energía en horas punta = 0,0333 US$ /kWh (1/)Precio de la energía en horas fuera punta = 0,0225 US$/kWh (1/)Precio promedio de la energía = 0,0248

US$/kWh (2/)Precio de compra promedio de la energía = 0,0352 US$/kWh (3/) (1/):  Precio obtenido de la facturación de energía del mes de marzo 2003.(2/):  Precio obtenido efectuando el promedio del precio de la energía en

horas punta y horas fuera de punta, tomando en cuenta las horas de cada período.

(3/): Precio calculado tomando en cuenta lo que se factura mensualmente en dólares entre el consumo de energía.

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Planta operando con dos líneas = 2 447 kWPlanta operando con una línea = 1 435 kWReducción de demanda en el período de horas punta = 1 012 kW

El ahorro económico por control de la demanda es:

Ahorro Económico = 1 012 kW * 7,83 US$/kw-mes * 12 meses/año = 95 088 US$/añoComo consecuencia de la disminución de la potencia en horas punta, se tendrá un ahorro de energía:Ahorro de Energía = 1 012 kW * 5 h/día * 24 días/mes * 12 meses/año = 1 457 280 kWh/año

Económicamente el ahorro ascendería a:

Ahorro Económico = 1 457 280 *( 0,0333 - 0,0225) = 15 739 US$/año

El ahorro total por control de la demanda en el período de horas punta es:Ahorro Económico Total = 110 827 US$ /año

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3.0 BOMBAS

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Eficiencia Energética - Bombas

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Eficiencia Energética - Bombas

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Eficiencia Energética - Bombas

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Sistema típico de variación de velocidad

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Eficiencia Energética - Bombas

Consumo de energía:Estación de Bombeo 1 = 2 330 * 24 * 30 = 1 677 600 kW/mesEstación de Bombeo 2 = 1 418 * 24 * 30 = 1 020 960 kWh/mesEnergía Total Mes = 2 698 560 kWh/mes

El ahorro de energía estimada con la implementación de variadores de velocidad será:Ahorro de Energía = 2 698 560 kWh/mes * 0.30 * 12 mesesAhorro de Energía = 9 714 816 kWh/mes

Tomando en consideración el costo promedio de compra de energía (0,0352 US$/kWh) el ahorro económico a obtenerse será:

Ahorro económico = 9 714 816 kWh/año * 0,0352 US$/kWh

Ahorro Económico = 341 962 US$ /año

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4.0 COMPRESORES

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COMPRESORES

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Eficiencia Energética - Compresores

Depende de las horas de

Operación por año

Pocas Mucha horas

Inversión 29 - 14%

Mtto. y Operación 2 - 3%

Energía 69 83%

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GASTOS EN SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO

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ENERGIA ESPECIFICA EN COMPRESORES

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Costo de la energia electrica

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Energia consumida por un compresor

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Medidas de ahorro de energia en sistemas de aire comprimido

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Ahorro de enrgia por distribución de cargas

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Eficiencia Energética - Compresores

Diseño correcto de compresores

Buen mantenimiento, ahorra energía

Reducción de presión en la red: reducción de energía de 6 a 10% cada bar de reducción, tal vez es rentable subdividir la red

Aspira el aire más frío y limpio

-5% del aire de a la aspiración = - 1% de electricidad

FUGA DE 1 mm = CONSUMO ADICIONAL DE 0.5 kW

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Monitoreo de fugas

Revisión de fugas

Co

nsu

mo

lit

ros/

seg

Co

nsu

mo

lit

ros/

seg

SemanasSemanas

Consumo objetivoConsumo objetivoConsumo objetivoConsumo objetivo

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5.0 MOTORES

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Eficiencia Energética – Motores Eléctricos

Máquinas que transforman la energía eléctrica en energía mecánica. Su eficiencia debería ser una característica crítica de selección ya que afecta al costo de operación.

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Motor de Alta Eficiencia

Ahorran Energía

Reducen demanda

Reducen carga en los cables,

transformadores (menos kW, mayor factor de potencia)

Operan a menor temperatura (menores pérdidas) duran más

La velocidad es ligeramente superior

CARACTERÍSTICA DE LOS MAECARACTERÍSTICA DE LOS MAE

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Eficiencia Energética – Motores Eléctricos

El incremento de 1% en la E (de 94% a 95%) en un motor de 500HP que opera a un 80% de factor de carga representaría un ahorro en energía de:

Energía 94%: (0.746x500x0.80)/0.94= 317.45 kW

Energía 95%: (0.746x500x0.80)/0.95= 314.11 kW

Entonces un MAE de 95% consume menos energía, el ahorro es de kW= 317.45-314.11= 3.34 kW, sí el motor trabaja 6,000 horas/año, y con un costo de energía eléctrica de 5 centavos por kW-h, entonces el ahorro por año será: 3.34x6,000x5= US$ 1,002.

Ejemplo: Incremento de la Eficiencia (1%)

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6.0 ILUMINACIÓN

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Eficiencia Energética – Iluminación

Flujo luminoso es una medida de la cantidad de luz que sale de una lámpara.

Unidad: Lumen (lm)

Flujo luminoso

W lm

Flujo luminoso (lm)= Potencia eléctrica (W)

Eficacia Luminosa

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Eficiencia Energética – Iluminación

ILUMINANCIA

Cantidad de luz que incide en una superficie. Nivel de

iluminación.

Luxes

Lx

•Intensidad luminosa reflejada por una superficie.

•Expresa el efecto de luminosidad que una superficie produce en el ojo humano.

Cd/m2

LUMINANCIA

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Eficiencia Energética – Iluminación

La iluminación podría representar entre el 10%

y 15% de la energía consumida por la

industria, y cerca de un 41% para el sector

comercial.

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Eficiencia Energética – Iluminación

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Eficiencia Energética – Iluminación

• aproveche la luz natural

• apáguelas si el ambiente quedó vacío

• …es necesaria toda esa iluminación ?

LUCES

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Eficiencia Energética – Iluminación

Limpieza periódica de artefactos de alumbrado, revisión de

circuitos y recableado donde sea necesario

Pintar las paredes con colores claros y usar cortinas transparentes

Reemplazar fluorescentes T-12 de 40 W por T-8 de 36 W y utilizar reactores electrónicos en ambientes y edificios nuevos

Independizar los

circuitos de alumbrado

por áreas o zonas

• Instalar superficies reflectoras abrillantadas en las luminarias

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Eficiencia Energética – Iluminación

En exteriores tales como estacionamientos, áreas grandes,

alumbrado público, etc., utilice iluminación preferiblemente del

tipo de sodio de alta presión o halogenuros metálicos; esto le

ayudará a tener bajos consumos eléctricos, altos niveles de

iluminación y una mayor vida útil de las luminarias, además por

supuesto, de bajos costos de mantenimiento.

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Eficiencia Energética – Iluminación

Tipo Potencias

(Watt)

Flujo Lumínico

Lumen

Rendimiento

(Lumen/ Watt)

Vida Util

Horas

Lámpara

Incandescente 100 1350 45 100

Lámparas

Fluorescentes 40 2500 75 7500

Mixta 250

500

5250

1400

21

28

5000

5000

Vapor de

Mercurio

250

400

12700

23000

54

55

24000

24000

Vapor de

Sodio

100

150

250

400

9500

13500

25000

47000

95

90

100

117

24000

24000

24000

24000

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Los Célebres dicen de la medición

““Lo que no se puede medir hazlo medible” Galileo

“Lo que no se mide no se puede controlar”

De Marco

“….y lo que no se controla, no se puede administrar” – W.E. Deming

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¡Muchas Gracias!

Manuel Luna Hernández

manueljlunah@yahoo.es

Cel. 998872356