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UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO
PROJETO FINAL DE CURSO
Diagnóstico Energético em uma Unidade
de Separação de Gases
por
JOÃO VICENTE TORRES NETO
Recife, Maio de 2010.
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO
ESCOLA POLITÉCNICA DE PERNAMBUCO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Diagnóstico Energético em uma Unidade de Separação de
Gases
por
JOÃO VICENTE TORRES NETO
Monografia apresentada ao curso de
Engenharia Elétrica da Universidade de
Pernambuco, como parte dos requisitos
necessários à obtenção do grau de Engenheiro
Eletricista.
ORIENTADOR: CARLOS FREDERICO
DIAS DINIZ
Recife, Maio de 2010.
© João Vicente Torres Neto, 2010
AGRADECIMENTOS
Aos professores do ciclo profissional da Escola Politécnica de Pernambuco, pelo
exemplo de pessoas e profissionais que são em especial meu orientador, professor
Carlos Frederico Dias Diniz. Aos meus pais e irmãos, a quem devo além de uma vida
inteira, o maior exemplo de integridade, inteligência e bondade. Aos meus avós que me
transmitiram suas ricas experiências e sabedoria. E aos meus amigos Bentto Vieira,
Carlos Eduardo e Elder Araújo por terem me auxiliado bastante na realização deste
projeto.
Aos amigos da POLI, principalmente da turma de Engenharia Elétrica pelas suas
companhias. Aos amigos da White Martins pela oportunidade de ter trabalhado em uma
de suas unidades.
Por fim a Deus e ao Brasil que me deram à oportunidade de estudar na gloriosa
Escola Politécnica de Pernambuco.
Resumo da Monografia apresentada ao curso de Engenharia Elétrica da Escola
Politécnica de Pernambuco.
Diagnóstico Energético em uma Unidade de Separação de
Gases
JOÃO VICENTE TORRES NETO
Recife, Maio de 2010
Orientador: Carlos Frederico Dias Diniz
Área de Concentração: Combate aos desperdícios de energia elétrica na indústria.
Palavras-chave: Diagnóstico Energético, PROCEL, Eficiencia Energética, Redução
de Energia Elétrica na Indústria.
Número de Páginas: 57.
Neste trabalho é apresentado o resultado de um diagnóstico energético, que é
uma estratégia de conservação de energia e eficientização energética, baseada na
eliminação do desperdício de energia elétrica e na utilização de uma metodologia de
sistematização de ações mais eficiente aplicada a instalações elétricas. A metodologia
adotada consta de três etapas: levantamento da curva de carga, apresentação de
diagnósticos dos desperdícios encontrados e suas viabilidades econômicas. Como
aplicação prática, é apresentado um estudo de caso realizado em uma unidade de
separação de gases, localizada em Jaboatão dos Guararapes/PE. Após todo
levantamento sistemático, conclui-se que é possível obter uma redução de
aproximadamente 17% na conta de energia elétrica, sendo que o maior percentual de
economia reside no uso de gerador em horário de ponta.
LISTA DE SÍMBOLOS
Simbologia Descrição
kWh Unidade de Energia – Quilowatt-hora
kVarh Unidade de Energia – Quilovolt -ampère-reativo-hora
kVar Unidade de Potência – Quilovolt -ampère-reativo
kW Unidade de Potência – Quilowatt (Pa)
kVA Unidade de Potência – Volt-Ampere (Ps)
Ω Unidade de Resistência – Oms
kV Unidade de Tensão – Quilovolts
cosϕ Fator de Potência
ϕ Ângulo do Fator de Potência
@ Arroba
lm Unidade de fluxo luminoso - lúmen
cd Unidade de Intensidade luminosa - candela
LUX Unidade de Iluminância
K Unidade de temperatura - Kelvin
h Unidade de tempo - hora
LISTA DE ABREVIATURAS / SIGLAS
Termo Descrição
EPE Empresa de Pesquisa Energética
ANEEL Agência Nacional de Energia Elétrica
CELPE Companhia Energética de Pernambuco
ELO50 ELO Sistemas Eletrônicos S.A.
PROCEL Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica
HSA Horo-Sazonal Azul
HSV Horo-Sazonal Verde
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Parcela do consumo mensal de energia elétrica da unidade .......................... 17
Figura 2 - Média de consumo dos últimos 12 meses da unidade ................................... 18
Figura 3 – Histórico da demanda dos últimos 12 meses da unidade .............................. 18
Figura 4 - Triângulo das Potências ................................................................................. 30
Figura 5 - Triângulo das Potências/ correção do fator de potência ................................ 36
Figura 6 - Parcela do consumo mensal de energia elétrica de Iluminação ..................... 41
Figura 7 - Luxímetro Digital .......................................................................................... 42
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Classe de consumo de energia elétrica do país - julho 2008 ......................... 10
Tabela 2 - Potência instalada da unidade........................................................................ 16
Tabela 3 - Consumo de energia elétrica da unidade ....................................................... 17
Tabela 4 - Classes de consumidores ............................................................................... 20
Tabela 5 - Potência instalada em cada Transformador ................................................... 26
Tabela 6 - Levantamento do contrato da unidade (2008/2009) ...................................... 27
Tabela 7 - Simulação THV+Gerador ............................................................................. 28
Tabela 8 - Simulação THA+Gerador ............................................................................. 29
Tabela 9 - Comparativo de preços .................................................................................. 29
Tabela 10 - Preço de material e mão de obra do banco de capacitores .......................... 37
Tabela 11 - Iluminâncias por classe de tarefas visuais ................................................... 42
Tabela 12 - Potência e consumo das bombas e motores da unidade .............................. 46
Tabela 13 - Potência e consumo dos ar condicionados da unidade ................................ 47
Tabela 14 - Potência e consumo com iluminação na unidade ........................................ 47
Tabela 15 - Potência e consumo de equipamentos de escritório da unidade .................. 48
Tabela 16 - Potência e consumo de outros equipamentos da unidade ........................... 49
Tabela 17 - Tarifas CELPE ............................................................................................ 49
Tabela 18 - Faturamento de energia e demanda Reativa – FER e FDR ......................... 50
SUMÁRIO
SUMÁRIO ................................................................................................................................. 09
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 10
1.1. Contextualização do Assunto .......................................................................................... 10
1.2. Motivação do Trabalho ................................................................................................... 12
1.3. Objetivos do Trabalho ..................................................................................................... 13
1.3.1. Objetivo Geral .............................................................................................................. 13
1.3.2. Objetivos Específicos ................................................................................................... 13
1.4. Metodologia Utilizada ..................................................................................................... 14
1.5. Organização do Trabalho ................................................................................................ 15
2. CARGA INSTALADA DA UNIDADE ........................................................................... 16
2.1. Levantamento da carga da instalada ................................................................................ 16
2.1. Participação em cada segmento no uso final de energia ................................................. 17
3. DIAGNÓSTICOS ENERGÉTICOS ............................................................................... 19
3.1. Análise tarifária e estudo da curva de carga .................................................................... 19
3.1.1. Conceitos básicos ......................................................................................................... 19
3.1.2. Característica da empresa ............................................................................................. 26
3.1.3. Estudo de caso .............................................................................................................. 26
3.2. Análise e correção do fator de potência .......................................................................... 30
3.2.1. Conceitos básicos ......................................................................................................... 30
3.2.2. Característica da empresa ............................................................................................. 35
3.2.3. Estudo de caso .............................................................................................................. 35
3.3. Iluminação ....................................................................................................................... 38
3.3.1. Conceitos básicos ......................................................................................................... 38
3.3.2. Característica da empresa ............................................................................................. 41
3.3.3. Estudo de caso .............................................................................................................. 41
4. VIABILIDADES................................................................................................................ 44
4.1 Viabilidade econômica e tempo de retorno de investimento .......................................... 44
5. CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS.................................................................. 45
6. ANEXOS ........................................................................................................................... 46
6.1. Anexo I ............................................................................................................................ 46
6.1. Anexo II .......................................................................................................................... 50
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 57
10
1. INTRUDUÇÃO
1.1. Contextualização do Assunto
Utilização racional de energia, eficiencia energética e conservação de energia
são temas que estão em evidente discussão ultimamente. Não somente no hall da
engenharia elétrica, mas ambientalistas, economistas e políticos, têm voltado atenção
especial para essa questão. Embora esse assunto tenha ganhado repercussão nacional,
não se trata de um tema novo, pois há anos engenheiros, economistas e executivos
envolvidos com o sistema energético têm sido freqüentemente solicitados a conservar
energia e reduzir desperdícios nos mais variados níveis de produção e consumo. De
fato, usar bem a energia é a forma mais inteligente de gerir adequadamente as demandas
e melhorar a produtividade em qualquer contexto, com benefícios ambientais e
econômicos, tanto em escala local como para toda a nação. Usar bem a energia talvez
seja uma das poucas alternativas para enfrentar racionalmente as expectativas de
expansão de demanda.
A energia elétrica é uma das formas de energia mais úteis para a humanidade e é
obtida principalmente através de termoelétricas, usinas hidroelétricas, usinas eólicas e
usinas termonucleares. Ela é amplamente empregada em residências, comércios,
indústrias e vias públicas. No Brasil, no lar, a eletricidade fornece luz e produz calor
para o funcionamento de refrigeradores, rádios, televisores, aspiradores de pó, etc. Os
edifícios comerciais dependem de eletricidade para o funcionamento de elevadores,
escadas rolantes, iluminação de fachadas, de vitrines e todos os equipamentos
eletrônicos dos escritórios. Além disso, a energia elétrica ajuda a mover praticamente
todos os equipamentos das indústrias [1].
A classe industrial é a de maior consumo de energia elétrica do país, chegando a
46% do consumo de energia elétrica, segundo dados da Empresa de Pesquisa Energética
– EPE, sendo também responsável por expressiva parcela de desperdício de energia.
Tabela 1 - Classe de consumo de energia elétrica do país - julho 2008
CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA (GWh)
BRASIL 32.509 100%
Residencial 7.673 23,6%
Industrial 15.476 47,6%
Comercial 4.813 14,8%
Outros 4.547 14,0% Fonte: EPE – Julho 2008
11
Sistemas motrizes são responsáveis por cerca de 50% do total da energia elétrica
consumida nas indústrias. Sistemas motrizes compreendem, predominantemente,
acionamento eletro-eletrônico, motor elétrico, acoplamento motor-carga, cargas
mecânicas acionadas (bombas, compressores, ventiladores, exaustores e correias
transportadoras) e instalações (transporte e consumo dos fluidos).
Em Jaboatão dos Guararapes a unidade Prazeres da White Martins é uma
unidade estratégica. Pois concentra alem da unidade industrial de separação de gases, o
escritório administrativo em Pernambuco. A localização geográfica é favorável tanto
para distribuição de gases hospitalares para toda região metropolitana de Recife, quanto
para distribuição de gases para industria no complexo industrial de Suape.
A meta deste projeto é mostrar um estudo de eficiencia energética em energia
elétrica na unidade, a fim de apresentar bons resultados. Análises criteriosas foram
realizadas na Instalação Elétrica, preocupando-se em elaborar diagnósticos energéticos
detalhados. Após a avaliação dos diagnósticos serão mostradas medidas para eliminar
os desperdícios, com a finalidade de reduzir o custo com o consumo e uso consciente de
energia elétrica.
12
1.2. Motivação do Trabalho
A escolha desse tema é muito apropriada, pois além de envolver muitas
disciplinas da engenharia elétrica e situações do cotidiano de um engenheiro é grande
importância no cenário energético atual. Por isso se adéqua a um trabalho de conclusão
de curso.
O desenvolvimento de novos estudos, implantação de novos métodos e
tecnologias visando uma melhor utilização de recursos nas indústrias é de grande
importância para o combate ao crescimento desordenado do consumo energético
nacional. Uma melhor utilização de recursos gera por conseqüência uma redução de
custos. E produzir mais consumindo menos, seja energia elétrica, mão de obra ou
recursos naturais, aliado à sustentabilidade e preservação do meio ambiente, é, ou
deveria ser, o objetivo de toda indústria hoje, não importando o seguimento.
13
1.3. Objetivos do Trabalho
1.3.1. Objetivo Geral:
O presente trabalho tem como objetivo global estudar de maneira detalhada os
diversos meios de fazer um estudo de eficiencia energética em energia elétrica nas
instalações de uma unidade de separação de gases.
1.3.2. Objetivos Específicos:
Este trabalho tem os seguintes objetivos específicos:
Estudar a instalação elétrica como um todo;
Observar seus pontos falhos;
Aplicar os conhecimentos teóricos adquiridos ao longo do curso para
solucionar estes pontos;
Apresentar formas de reduzir custos com o consumo de energia elétrica;
Apresentar formas de reduzir o consumo de energia elétrica;
Conscientizar e formar uma cultura nacional de eficiencia energética;
Estimular a implantação de programas de gerenciamento energético em
unidades industriais.
14
1.4. Metodologia Utilizada
Foram usadas literaturas existentes que abordam esses temas para o
aprofundamento teórico sobre o que é eficiencia energética. Foram usados também,
programas que auxiliam na interpretação dos casos. Dados coletados na unidade de
separação de gases também fazem parte do escopo deste trabalho.
O desenvolvimento da solução é concretizado a partir da realização de
diagnósticos energéticos que constaram numa seqüência de atividades, tais como:
Estudo da curva de carga, que mostra o comportamento diário do consumo de
potência elétrica em função do número de cargas ligadas e da potência
consumida. Participação de cada segmento no consumo de energia elétrica.
Estudo da tarifação, que é importante compreender a sua estrutura e como são
calculados os valores expressos nas notas fiscais de energia elétrica. É um
parâmetro importante para a correta tomada de decisão em projetos envolvendo
a conservação de energia.
Estudo do fator de potência, que são consideradas todas as possibilidades de se
obter o seu baixo fator, que pode indicar utilização inadequada, e também
desperdícios.
Estudo da iluminação, que é uma combinação de lâmpadas, reatores, e refletores
eficientes, associados a uma manutenção preventiva, que podem ser aplicados
para reduzir o consumo de energia elétrica.
No final deste projeto são apresentados os resultados obtidos e suas
interpretações, definindo quais estudos em questão se aplicam ou não na eficiencia
energética, juntamente com a relação de custo-benefício.
15
1.5. Organização do Trabalho
O presente trabalho estudou as diversas maneiras de diagnosticar o uso da
energia elétrica.
Este trabalho foi dividido em cinco etapas. Na primeira foi feita uma introdução
ao tema, ressaltando a importância deste assunto para a sociedade em geral.
Na segunda etapa foi citada toda a operação da unidade de separação de gases da
White Martins de Prazeres – Jaboatão dos Guararapes.
Na terceira etapa foi descrito o problema da instalação com relação ao consumo
de energia elétrica.
Na quarta etapa foram apresentados com detalhes os estudos de casos, que foi
citado na seqüência de atividades. Estudo da curva de carga, da tarifação, do fator de
potência, da iluminação e dos equipamentos.
Na ultima etapa foi realizado um estudo de viabilidade econômica para cada
atividade, com a comparação do preço do kWh desperdiçado com o investimento em
melhoria.
16
2. CARGA INSTALADA DA UNIDADE
2.1. Levantamento da carga instalada
A ANEEL define carga instalada com sendo: soma das potências nominais dos
equipamentos elétricos instalados na unidade consumidora, em condições de entrar em
funcionamento, expressa em quilowatts (kW) [3].
A tabela abaixo mostra a potência instalada dos principais equipamentos, ou
seja, aqueles que apresentam um maior consumo de energia elétrica na instalação da
unidade. Os cálculos das somas das potências estão detalhados em tabelas no anexo I.
Tabela 2 - Potência instalada da unidade
POTÊNCIA INSTALADA
Descrição dos Equipamentos Potência (kW)
Motores 187.46
Iluminação 61.48
Ar condicionado 145.99
Escritório 19.93
Outros 10.83
Total 425.69
17
2.2. Participação em cada segmento no uso final de energia
A estimativa do consumo de energia determina quanto desta é consumida por
cada grupo de equipamentos de uma instalação. Esta estimativa é muito importante na
hora de se fazer um estudo de eficiencia energética, mostrando assim, os pontos mais
evidentes a serem trabalhados.
A seguir é mostrado o consumo mensal de energia elétrica da unidade, tendo sua
maior parcela com os motores elétricos. Ar condicionado vem em segundo, com
consumo muito significativos.
Figura 1 - Parcela do consumo mensal de energia elétrica da unidade
A Tabela 3 mostra um levantamento do consumo mensal de energia elétrica,
feitas na unidade dos principais equipamentos de consumo.
Tabela 3 - Consumo de energia elétrica da unidade
CONSUMO MENSAL
Descrição dos Equipamentos Consumo (kWh)
Motores 35,365.89
Iluminação 15,662.48
Ar condicionado 32,407.40
Escritório 4,132.83
Outros 1,594.18
Total 89,162.78
A figura a seguir mostra a média de consumo de energia elétrica dos últimos
doze meses da unidade Prazeres, que foi de 67.629,7 kWh. Os dados foram coletados
Parecela de Consumo Mensal de Energia Elétrica
BOMBAS E MOTORES 40%
AR CONDICIONADO 36%
ILUMINAÇÃO 17%
ESCRITÓRIO 5%
OUTROS 2%
18
das contas de energia elétrica da White Martins o que vem a confirmar todo o
levantamento mostrado na tabela 3.
Figura 2 - Média de consumo dos últimos 12 meses da unidade
Figura 3 – Histórico da demanda dos últimos 12 meses da unidade
0.0010,000.0020,000.0030,000.0040,000.0050,000.00
60,000.0070,000.0080,000.0090,000.00
Histórico do Consumo
kWh
19
3. DIAGNÓSTICOS ENERGÉTICOS
Um diagnóstico energético a uma instalação ou a um sector da mesma assume
particular importância, dado que, qualquer processo de gestão de energia terá
necessariamente que começar pelo conhecimento da situação energética da instalação.
O princípio é óbvio - para gerir é indispensável conhecer o objeto de gestão.
O diagnóstico energético pode interpretar-se como uma radiografia ao
desempenho energético de uma área específica de uma instalação consumidora, como
por exemplo, ao sistema de ar comprimido ou ao sistema de iluminação. Através dele,
avaliam-se quanta energia é efetivamente consumida e de que forma é essa energia
utilizada, estabelecem-se os principais fluxos e identificam-se os sectores ou áreas onde
é prioritário atuar, seguindo-se a definição das economias de energia passíveis de
implementar.
3.1. Análise tarifária e estudo da curva de carga
3.1.1. Conceitos básicos
A seguir, são apresentadas várias definições relacionadas à eletricidade, que são
úteis no correto entendimento do projeto apresentado. Esses conceitos foram obtidos da
resolução 456 da ANEEL, que estabelece as condições gerais de fornecimento de
energia elétrica.
CARGA INSTALADA
Carga instalada é a soma das potências nominais dos equipamentos elétricos
instalados na unidade consumidora, em condições de entrar em funcionamento, expressa
em quilowatts (kW).
20
CLASSES DE CONSUMIDORES
As classes de consumidores estão descritas na tabela 4.
Tabela 4 - Classes de consumidores
CLASSES DE CONSUMIDORES
Nível de Tensão
Tipo de Consumidor
Tipo de Tarifa
B1 Residencial Monômia Convencional
B2 Rural Monômia Convencional
B3 Poder Público Monômia Convencional
B4 Iluminação Pública Monômia Convencional
A1 Geral em 230 kV Contrato de Fornecimento
A2 Geral em 138 kV Contrato de Fornecimento
A3 Geral em 69 kV Contrato de Fornecimento
A4 Geral em 13,8 kV Contrato de Fornecimento
CONCESSIONÁRIA OU PERMISSIONÁRIA
Concessionária ou permissionária é o agente titular de concessão ou permissão
federal para prestar o serviço público de energia elétrica, referenciado, doravante,
apenas pelo termo concessionária.
CONSUMIDOR
Consumidor é a pessoa física ou jurídica, ou comunhão de fato ou de direito,
legalmente representada, que solicitar à concessionária o fornecimento de energia
elétrica e assumir a responsabilidade pelo pagamento das faturas e pelas demais
obrigações fixadas em normas e regulamentos da ANEEL, assim vinculando-se aos
contratos de fornecimento, de uso e de conexão ou de adesão, conforme cada caso.
DEMANDA
Demanda é a média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao
sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora,
durante um intervalo de tempo especificado.
DEMANDA CONTRATADA
Demanda contratada é a demanda de potência ativa a ser obrigatória e
continuamente disponibilizada pela concessionária, no ponto de entrega, conforme valor
21
e período de vigência fixados no contrato de fornecimento e que deverá ser
integralmente paga, seja ou não utilizada durante o período de faturamento, expressa em
quilowatts (kW).
DEMANDA DE ULTRAPASSAGEM
Demanda de ultrapassagem é a parcela da demanda medida que excede o valor
da demanda contratada, expressa em quilowatts (kW).
DEMANDA FATURADA
Demanda faturável é o valor da demanda de potência ativa, identificado de
acordo com os critérios estabelecidos e considerada para fins de faturamento, com
aplicação da respectiva tarifa, expressa em quilowatts (kW).
DEMANDA MEDIDA
Demanda medida é a maior demanda de potência ativa, verificada por medição,
integralizada no intervalo de 15 (quinze) minutos durante o período de faturamento,
expressa em quilowatts (kW).
ENERGIA ELÉTRICA ATIVA
Energia elétrica ativa é a energia elétrica que pode ser convertida em outra forma
de energia, expressa em quilowatts-hora (kWh).
ENERGIA ELÉTRICA REATIVA
Energia elétrica reativa é a energia elétrica que circula continuamente entre os
diversos campos elétricos e magnéticos de um sistema de corrente alternada, sem
produzir trabalho, expressa em quilovolt-ampère-reativo-hora (kvarh).
ESTRUTURA TARIFÁRIA
Estrutura tarifária é o conjunto de tarifas aplicáveis às componentes de consumo
de energia elétrica e/ou demanda de potência ativas de acordo com a modalidade de
fornecimento.
22
ESTRUTURA TARIFÁRIA AZUL (THA)
É a modalidade tarifária estruturada para aplicação de preços diferenciados de
demanda e consumo de energia elétrica, de acordo com as horas de utilização do dia e
os períodos do ano.
ESTRUTURA TARIFÁRIA CONVENCIONAL
Estrutura tarifária convencional é a estrutura caracterizada pela aplicação de
tarifas de consumo de energia elétrica e/ou demanda de potência independentemente das
horas de utilização do dia e dos períodos do ano.
ESTRUTURA TARIFÁRIA VERDE (THV)
É a modalidade tarifária estruturada para aplicação de preço único para a
demanda e de preços diferenciados de consumo de energia elétrica, de acordo com as
horas de utilização do dia e os períodos do ano.
FATOR DE CARGA
Fator de carga é a razão entre a demanda média e a demanda máxima da unidade
consumidora, ocorridas no mesmo intervalo de tempo especificado. Seu valor varia de 0
a 1. Em linhas gerais, esse indicador informa se o consumidor utiliza racionalmente a
energia elétrica que consome. O fator de carga possibilita ao administrador da instalação
avaliar se a energia elétrica está sendo bem utilizada.
Normalmente, quanto maior o fator de carga menor será a despesa com energia
elétrica e maior a vida útil de toda a instalação elétrica. Valores baixos de fator de carga
são ocasionados pela concentração de cargas em determinados períodos. Isto pode
ocorrer quando existem equipamentos de grande potência, operando a plena carga
somente algumas horas do período de utilização, funcionando com carga reduzida ou
sendo desligados nos demais períodos, no caso de cargas de grande porte ligadas
simultaneamente e quando da ocorrência de curtos-circuitos e fugas de corrente.
FATOR DE DEMANDA
Fator de demanda é a razão entre a demanda máxima num intervalo de tempo
especificado e a carga instalada na unidade consumidora.
23
FATURA DE ENERGIA ELÉTRICA
Fatura de energia elétrica é a nota fiscal que apresenta a quantia total que deve
ser paga pela prestação do serviço público de energia elétrica, referente a um período
especificado, discriminando as parcelas correspondentes.
GRUPO “A”
Grupo “A” é o grupamento composto de unidades consumidoras com
fornecimento em tensão igual ou superior a 2,3 kV, ou, ainda, atendidas em tensão
inferior a 2,3 kV a partir de sistema subterrâneo de distribuição e faturadas neste Grupo,
subdividido nos seguintes subgrupos:
a) Subgrupo A1 - tensão de fornecimento igual ou superior a 230 kV;
b) Subgrupo A2 - tensão de fornecimento de 88 kV a 138 kV;
c) Subgrupo A3 - tensão de fornecimento de 69 kV;
d) Subgrupo A3a - tensão de fornecimento de 30 kV a 44 kV;
e) Subgrupo A4 - tensão de fornecimento de 2,3 kV a 25 kV;
f) Subgrupo AS - tensão de fornecimento inferior a 2,3 kV.
GRUPO “B”
Grupo “B” é o grupamento composto de unidades consumidoras com
fornecimento em tensão inferior a 2,3 kV, ou, ainda, atendidas em tensão superior a 2,3
kV e faturadas neste, subdividido nos seguintes subgrupos:
a) Subgrupo B1 - residencial;
b) Subgrupo B1 - residencial baixa renda;
c) Subgrupo B2 - rural;
d) Subgrupo B2 - cooperativa de eletrificação rural;
e) Subgrupo B2 - serviço público de irrigação;
f) Subgrupo B3 - demais classes;
g) Subgrupo B4 - iluminação pública.
HORÁRIO DE PONTA
Corresponde ao intervalo de três horas consecutivas, situado no período
compreendido entre 17:00 e 22:00 horas de cada dia, exceto os sábados e domingos,
definidos segundo as características da carga do sistema elétrico da Concessionária.
24
HORÁRIO FORA DE PONTA
É formado pelas 21 horas restantes de cada dia definido no sub-ítem anterior,
bem como pelas 24 horas dos sábados e domingos.
PERÍODO ÚMIDO
Período de 5 meses consecutivos, compreendendo os fornecimentos abrangidos
pelas leituras de dezembro de um ano e abril do ano seguinte.
PERÍODO SECO
Período de 7 meses consecutivos, compreendendo os fornecimentos abrangidos
pelas leituras de maio a novembro.
POTÊNCIA
Potência é a quantidade de energia elétrica solicitada na unidade de tempo,
expressa em quilowatts (kW).
POTÊNCIA DISPONIBILIZADA
Potência disponibilizada é a potência que o sistema elétrico da concessionária
deve dispor para atender às instalações elétricas da unidade consumidora, segundo os
critérios estabelecidos nesta Resolução e configurada nos seguintes parâmetros:
a) unidade consumidora do Grupo “A”: a demanda contratada, expressa em quilowatts;
b) unidade consumidora do Grupo “B”: a potência em kVA, resultante da multiplicação
da capacidade nominal ou regulada, de condução de corrente elétrica do equipamento de
proteção geral da unidade consumidora pela tensão nominal, observado no caso de
fornecimento trifásico, o fator específico referente ao número de fases.
TARIFA
Tarifa é o preço da unidade de energia elétrica e/ou da demanda de potência
ativas. As tarifas são classificadas em:
- Tarifa monômia: tarifa de fornecimento de energia elétrica constituída por preços
aplicáveis unicamente ao consumo de energia elétrica ativa.
- Tarifa binômia: conjunto de tarifas de fornecimento constituído por preços aplicáveis
ao consumo de energia elétrica ativa e à demanda faturável.
25
TARIFA DE ULTRAPASSAGEM
Tarifa de ultrapassagem é a tarifa aplicável sobre a diferença positiva entre a
demanda medida e a contratada, quando exceder os limites estabelecidos.
5% (cinco por cento) para unidades consumidoras atendidas em tensão de
fornecimento igual ou superior a 69 kV e conseqüentemente enquadradas na
tarifa azul;
10% (dez por cento) para unidades consumidoras atendidas em tensão de
fornecimento igual ou inferior a 69 kV e enquadradas na tarifa azul ou verde,
com demanda contratada igual ou superior a 100 kW;
20% (vinte por cento) para unidades consumidoras atendidas em tensão de
fornecimento inferior a 69 kV e enquadradas na tarifa azul ou verde, com
demanda contratada de 50 kW até 100 kW.
TENSÃO SECUNDÁRIA DE DISTRIBUIÇÃO
Tensão secundária de distribuição é a tensão disponibilizada no sistema elétrico
da concessionária com valores padronizados inferiores a 2,3 kV.
TENSÃO PRIMÁRIA DE DISTRIBUIÇÃO
Tensão primária de distribuição é a tensão disponibilizada no sistema elétrico da
concessionária com valores padronizados iguais ou superiores a 2,3 kV.
UNIDADE CONSUMIDORA
Unidade consumidora é o conjunto de instalações e equipamentos elétricos
caracterizado pelo recebimento de energia elétrica em um só ponto de entrega, com
medição individualizada e correspondente a um único consumidor.
VALOR LÍQUIDO DA FATURA
Valor líquido da fatura é o valor em moeda corrente resultante da aplicação das
respectivas tarifas de fornecimento, sem incidência de imposto, sobre as componentes
de consumo de energia elétrica ativa, de demanda de potência ativa, de uso do sistema,
de consumo de energia elétrica e demanda de potência reativas excedente [3].
26
3.1.2. Característica da empresa
A Unidade Prazeres possui contrato de fornecimento de energia elétrica com a
CELPE. Esta se encaixa no Grupo “A”/ Subgrupo A4 de unidades consumidoras.
O contrato do possui uma demanda contratada de 240 kW e tem um consumo
médio mensal de 89.162,78 kWh, conforme mostrado na figura 2.
A Unidade possui em sua subestação dois transformadores de 500 kVA, um com
relação 13,8 – 0,380 kV e outro 13,8 – 0,440 kV.
3.1.3. Estudo de caso
A idéia é apresentar um diagnóstico com a união de dois estudos, o de tarifação
com a da curva de carga. Será verificada a adequação tarifária e a possibilidade do uso
de um gerador no horário de ponta.
A unidade não possui gerador para suprir faltas de fornecimento de energia
elétrica. O que é um ponto negativo na instalação, pois impede a economia de energia
utilizando o mesmo em horário de ponta e compromete a produção em caso de falta de
energia por parte da concessionária. A idéia é utilizar o gerador para suprir os circuitos
alimentados pelo transformador T1, com relação 13,8 kV – 0,440 kV, já que este supre
maior parte da carga instalada. A tabela 5 mostra o carregamento de cada
transformador.
Tabela 5 – Potência instalada em cada Transformador
CARREGAMENTO DOS TRANSFORMADORES
Trafo kW %
T1 13,8 - 0,440 V 285.40 67
T2 13,8 - 0,380 V 140.29 33
TOTAL 425.69 100
Foram usados dados de fabricante de um grupo gerador de 230 kVA. O gerador
consome trinta e cinco litros de diesel por hora [12]. O preço do litro é R$ 1,99. Se o
gerador for ligado 10 minutos antes e desligando 10 minutos depois do horário de ponta,
ficamos com um tempo diário de 200 minutos e mensal de 4400 minutos (73,33 horas).
Ou seja, o custo em manter operando o gerador por um mês é R$ 5.107,43, conforme
mostrado a seguir:
27
Tempo diário estimado: = 200min
Horário de ponta 3h = 180min
Acréscimo de tempo diário:
180+20 = 200min
Tempo mensal estimado: = 4400min
Dias de utilização 22d
Tempo em minuto 22 x 200 = 400min
Tempo em hora 4400min = 73,33h
Consumo em litros mensal: = 2.566,5 litros
Em 1 hora consome 35 litros
Em 73,33 horas consome: 73,33 x 35 =
2.566,5 litros
Custo mensal de diesel: = R$ 5.107,43
O litro de diesel custa R$ 1,99
Logo 2.566,5 litros custam: 2.566,55 x 1,99
= R$ 5.107,43
A tabela 6 foi montada a partir de dados de consumo e demanda retirados das
contas de energia elétrica da unidade.
Tabela 6 - Levantamento do contrato da unidade (2008/2009)
CONTRATO DE FORNECIMENTO DE ENERGIA - HSV
Mês Consumo
Tarifa Consumo
Tarifa Demanda Demanda
Tarifa Importe
Ponta Fora Ponta Registrada Faturada Total
Nov-08 8,521.92 1.4449 67,238.40 0.1928 217.65 240.00 20.8751 30,289.52
Dez-08 8,577.03 1.4172 59,325.00 0.1750 221.76 240.00 20.9329 27,561.40
Jan-09 7,689.36 1.4189 55,230.00 0.1752 222.60 240.00 20.9574 25,616.35
Fev-09 7,386.75 1.3961 52,983.00 0.1724 219.24 240.00 20.6203 24,394.43
Mar-09 8,388.87 1.4131 57,120.00 0.1745 221.76 240.00 20.8721 26,830.57
Abr-09 7,450.80 1.4125 53,613.00 0.1744 225.12 240.00 20.8630 24,881.94
Mai-09 7,780.50 2.1505 53,151.00 0.2062 214.20 240.00 21.9357 32,954.67
Jun-09 7,280.49 1.9170 51,597.00 0.2008 204.96 240.00 18.8234 28,835.06
Jul-09 7,328.37 1.9211 57,666.00 0.2012 193.20 240.00 18.8639 30,210.28
Ago-09 8,730.54 2.1265 69,216.00 0.2039 251.16 251.16 21.6905 38,123.40
Set-09 7,606.62 2.1286 68,145.00 0.2041 230.16 240.00 21.7123 35,308.83
Out-09 6,597.78 2.1767 72,933.00 0.2087 262.92 262.92 22.2027 35,418.44
IMPORTE TOTAL ANUAL 360,424.89
Em seguida, foi feita a simulação com o uso do gerador em horário de ponta
suprindo a parcela da carga referente ao transformador T1. Ou seja, foi considerado que
no horário de ponta o consumo da concessionária cai em aproximadamente 70%.
Primeiramente mantendo a estrutura THV. Este importe indica o valor aproximado do
consumo mensal em um ciclo de 12 meses passados. É dito como valor aproximado
28
porque não está incluso custos com baixo fator de potência, taxa de iluminação pública,
etc.
Tabela 7 - Simulação THV+Gerador
THV+GERADOR
Mês Consumo
Tarifa Consumo
Tarifa Demanda Demanda
Tarifa Importe
Ponta Fora Ponta Registrada Faturada Total
Nov-08 2,556.58 1.4449 67,238.40 0.1928 217.65 240.00 20.8751 26,777.68
Dec-08 2,573.11 1.4172 59,325.00 0.1750 221.76 240.00 20.9329 24,159.90
Jan-09 2,306.81 1.4189 55,230.00 0.1752 222.60 240.00 20.9574 23,086.58
Feb-09 2,216.03 1.3961 52,983.00 0.1724 219.24 240.00 20.6203 22,283.22
Mar-09 2,516.66 1.4131 57,120.00 0.1745 221.76 240.00 20.8721 23,639.92
Apr-09 2,235.24 1.4125 53,613.00 0.1744 225.12 240.00 20.8630 22,622.45
May-09 2,334.15 2.1505 53,151.00 0.2062 214.20 240.00 21.9357 26,349.72
Jun-09 2,184.15 1.9170 51,597.00 0.2008 204.96 240.00 18.8234 24,172.75
Jul-09 2,198.51 1.9211 57,666.00 0.2012 193.20 240.00 18.8639 25,462.53
Aug-09 2,619.16 2.1265 69,216.00 0.2039 251.16 251.16 21.6905 30,235.17
Sep-09 2,281.99 2.1286 68,145.00 0.2041 230.16 240.00 21.7123 29,082.19
Oct-09 1,979.33 2.1767 72,933.00 0.2087 262.92 262.92 22.2027 30,472.99
* Considerando redução de 70% de consumo da concessionária na Ponta IMPORTE TOTAL ANUAL 308,345.10
e adicionando R$ 5.107,43 (gasto médio mensal com diesel) ECONOMIA ANUAL 52,079.79
A tabela 7 mostra uma redução anual de R$ 52.079,79 com o uso do gerador no
horário de ponta, suprindo apenas os circuitos alimentados pelo transformador T1. Não
foram feitos acréscimo ou redução de demanda contratada, pois os valores atuais estão
adequados. Uma vez que a demanda contratada é de 240 kW e com o acréscimo de
10%, o valor máximo sem que se aplique multa sobre a demanda ultrapassada é de 264
kW, valor que não ocorre em nenhum dos meses analisados.
A tabela 8 mostra uma simulação da adequação tarifária. Desta vez feita para
estrutura THA, com o intuito de mostrar qual delas melhor se aplica em termos de
redução do custo com de energia elétrica.
29
Tabela 8 - Simulação THA+Gerador
THA+GERADOR
Mês
Consumo Tarifa Consumo Demanda Registrada
Demanda Faturada
Tarifa Demanda Importe
Ponta Fora Ponta Ponta Fora Ponta Ponta Fora
Ponta Ponta
Fora Ponta
Ponta Fora
Ponta Total
Nov-08 2,556.58 67,238.40 0.3172 0.1928 65.30 217.65 75.00 240.00 68.3675 20.8751 29,022.27
Dec-08 2,573.11 59,325.00 0.2864 0.1750 66.53 221.76 75.00 240.00 68.5569 20.9329 26,392.02
Jan-09 2,306.81 55,230.00 0.2868 0.1752 66.78 222.60 75.00 240.00 68.6369 20.9574 25,622.79
Feb-09 2,216.03 52,983.00 0.2822 0.1724 65.77 219.24 75.00 240.00 67.5330 20.6203 24,879.77
Mar-09 2,516.66 57,120.00 0.2856 0.1745 66.53 221.76 75.00 240.00 68.3576 20.8721 25,929.20
Apr-09 2,235.24 53,613.00 0.2855 0.1744 67.54 225.12 75.00 240.00 68.3278 20.8630 25,227.89
May-09 2,334.15 53,151.00 0.3399 0.2062 64.26 214.20 75.00 240.00 77.9774 21.9357 27,971.88
Jun-09 2,184.15 51,597.00 0.3311 0.2008 61.49 204.96 75.00 240.00 68.2937 18.8234 25,830.85
Jul-09 2,198.51 57,666.00 0.3318 0.2012 57.96 193.20 75.00 240.00 68.4407 18.8639 27,101.36
Aug-09 2,619.16 69,216.00 0.3361 0.2039 75.35 251.16 75.00 251.16 77.1060 21.6905 31,328.93
Sep-09 2,281.99 68,145.00 0.3365 0.2041 69.05 230.16 75.00 240.00 77.1834 21.7123 30,781.29
Oct-09 1,979.33 72,933.00 0.3441 0.2087 78.88 262.92 75.00 262.92 78.9265 22.2027 32,765.11
* Considerando redução de 70% de consumo da concessionária na Ponta IMPORTE TOTAL ANUAL 332,853.35
e adicionando R$ 5.107,43 (gasto médio mensal com diesel) ECONOMIA ANUAL 27,571.54
A tabela 8 mostra uma redução anual de R$ 27.571,54, utilizando o gerador nas
mesmas condições anteriores, alterando a estrutura de THV para THS.
Fica evidente que das adequações tarifárias a que melhor se aplica é a THV,
pois tem a maior economia conforme mostrado na tabela 9.
Tabela 9 - Comparativo de preços
TABELA DE PREÇOS
Modalidade Tarifária Descrição Receita Anual Economia
Horo-Sazonal Verde - 360,424.89 -
Horo-Sazonal Verde HSV+Gerador 308,345.10 52,079.79
Horo-Sazonal Azul HSA+Gerador 332,853.35 27,571.54
30
3.2. Análise e correção do fator de potência
3.2.1. Conceitos básicos
De acordo com a resolução da ANEEL n. 456, de 29 de Novembro de 2000,
fator de potência é a razão entre a energia elétrica ativa e a raiz quadrada da soma dos
quadrados das energias elétricas ativa e reativa, consumidas num mesmo período
especificado.
No Brasil, a ANEEL estabelece que o fator de potência nas unidades
consumidoras deve ser superior a 0,92 capacitivo durante 6 horas da madrugada e 0,92
indutivo durante as outras 18 horas do dia. Esse limite é determinado pelo Artigo nº 64
da resolução nº456 de 2000 e quem descumpre está sujeito a uma penalidade que leva
em conta o fator de potência medido e a energia consumida ao longo de um mês. Esta
resolução estabelece também que a medição do fator de potência pelas concessionárias é
obrigatória para unidades consumidoras de média tensão (alimentadas com mais de
2.300 V) e facultativas para unidades consumidoras de baixa tensão (abaixo dos 2.300
V, como residências em geral).
Um triângulo retângulo é freqüentemente utilizado para representar as relações
entre kW, kvar e kVA, como mostra a figura abaixo.
Figura 4 - Triângulo das Potências
O fator de potência (cosϕ) pode ser expresso como a relação entre a potência
ativa, em kW, e a potência aparente, em kVA. Outra definição seria a relação entre a
corrente ativa, isto é, a que produz energia ativa, e a corrente total.
𝑐𝑜𝑠𝜑 = 𝐹𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 =𝑃𝑎𝑃𝑠
31
Onde:
Pa - é facilmente determinável, no entanto, o de um grupo de cargas deve ser,
geralmente, calculado, o que também pode ser potência ativa ou real, medida em kW
Pr - potência reativa, medida em kvar
PS - potência aparente, medida em kVA
O fator de potência de uma carga individual feito com facilidade.
Esse índice varia de 0 (zero) a 1 (um). Quanto mais próximo de 1, maior será a
eficiencia do sistema em análise.
Baixos valores de fator de potência são decorrentes de quantidades elevadas de
energia reativa. Essa condição resulta em aumento na corrente total que circula na rede
de distribuição de energia elétrica da concessionária e das unidades consumidores,
podendo sobrecarregar as subestações, as linhas de transmissão e distribuição,
prejudicando a estabilidade e as condições de aproveitamento do sistema elétrico. Como
conseqüência de baixos valores de fatores de potência, as perdas de energia elétrica
aumentam. Elas ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado da corrente
total. Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma
relação direta entre o incremento das perdas e o baixo fator de potência, provocando o
aumento do aquecimento de condutores e equipamentos. Outro importante efeito é a
queda de tensão acentuada que ocorre devido ao aumento da corrente devido ao excesso
de reativo, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a
sobrecarga em certos elementos da rede. Esse risco é, sobretudo, acentuado durante
períodos em que a rede é fortemente solicitada. As quedas de tensão podem provocar,
ainda, diminuição da intensidade luminosa nas lâmpadas e aumento da corrente nos
motores.
Do faturamento de energia e demanda reativas
Para unidade consumidora faturada na estrutura tarifária horo-sazonal ou na
estrutura tarifária convencional com medição apropriada, o faturamento correspondente
ao consumo de energia elétrica e à demanda de potência reativas excedentes, será
calculado de acordo com as seguintes fórmulas:
𝐼 − 𝐹𝐸𝑅(𝑝) = 𝐶𝐴𝑡 × 𝑓𝑟𝑓𝑡− 1
𝑛
𝑡=1
× 𝑇𝐶𝐴(𝑝);
𝐼𝐼 − 𝐹𝐷𝑅(𝑝) = 𝑀𝐴𝑋𝑡=1𝑛 𝐷𝐴𝑡 ×
𝑓𝑟𝑓𝑡 − 𝐷𝐹(𝑝) × 𝑇𝐷𝐴(𝑝).
32
onde:
FER(p) = valor do faturamento, por posto horário “p”, correspondente ao consumo de
energia reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência
“fr”, no período de faturamento;
CAt = consumo de energia ativa medida em cada intervalo de 1 (uma) hora “t”, durante
o período de faturamento;
fr = fator de potência de referência igual a 0,92;
ft = fator de potência da unidade consumidora, calculado em cada intervalo “t”
de 1 (uma) hora, durante o período de faturamento.
TCA(p) = tarifa de energia ativa, aplicável ao fornecimento em cada posto horário “p”;
FDR(p) = valor do faturamento, por posto horário “p”, correspondente à demanda de
potência reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência
“fr” no período de faturamento;
DAt = demanda medida no intervalo de integralização de 1 (uma) hora “t”, durante o
período de faturamento;
DF(p) = demanda faturável em cada posto horário “p” no período de faturamento;
TDA(p) = tarifa de demanda de potência ativa aplicável ao fornecimento em cada posto
horário “p”;
MAX = função que identifica o valor máximo da fórmula, dentro dos parênteses
correspondentes, em cada posto horário “p”;
t = indica intervalo de 1 (uma) hora, no período de faturamento;
p = indica posto horário, ponta ou fora de ponta, para as tarifas horo-sazonais ou
período de faturamento para a tarifa convencional; e
n = número de intervalos de integralização “t”, por posto horário “p”, no período de
faturamento.
Nas fórmulas FER(p) e FDR(p) serão considerados:
a) durante o período de 6 horas consecutivas, compreendido, a critério da
concessionária, entre 23 h e 30 min e 06h e 30 min, apenas os fatores de potência “ft”
inferiores a 0,92 capacitivo, verificados em cada intervalo de 1 (uma) hora “t”; e
b) durante o período diário complementar ao definido na alínea anterior, apenas os
fatores de potência “ft” inferiores a 0,92 indutivo, verificados em cada intervalo de 1
(uma) hora “t”.
33
O período de 6 (seis) horas definido na alínea “a” do parágrafo anterior deverá
ser informado pela concessionária aos respectivos consumidores com antecedência
mínima de 1 (um) ciclo completo de faturamento.
Havendo montantes de energia elétrica estabelecidos em contrato, o faturamento
correspondente ao consumo de energia reativa, verificada por medição apropriada, que
exceder às quantidades permitidas pelo fator de potência de referência “fr”, será
calculado de acordo com a seguinte fórmula:
𝐹𝐸𝑅(𝑝) = 𝐶𝐴𝑡 × 𝑓𝑟𝑓𝑡
𝑛
𝑡=1
− 𝐶𝐹(𝑝) × 𝑇𝐶𝐴(𝑝)
onde:
FER(p) = valor do faturamento, por posto horário “p”, correspondente ao consumo de
energia reativa excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência
“fr”, no período de faturamento;
CAt = consumo de energia ativa medida em cada intervalo de 1 (uma) hora “t”, durante
o período de faturamento;
fr = fator de potência de referência igual a 0,92;
ft = fator de potência da unidade consumidora, calculado em cada intervalo “t” de 1
(uma) hora, durante o período de faturamento;
CF(p) = consumo de energia elétrica ativa faturável em cada posto horário “p” no
período de faturamento; e
TCA(p) = tarifa de energia ativa, aplicável ao fornecimento em cada posto horário “p”.
Para unidade consumidora faturada na estrutura tarifária convencional, enquanto
não forem instalados equipamentos de medição que permitam a aplicação das fórmulas ,
a concessionária poderá realizar o faturamento de energia e demanda de potência
reativas excedentes utilizando as seguintes fórmulas:
𝐼 − 𝐹𝐸𝑅 = 𝐶𝐴 × 𝑓𝑟𝑓𝑚− 1 × 𝑇𝐶𝐴;
𝐼𝐼 − 𝐹𝐷𝑅 = 𝐷𝑀 ×𝑓𝑟𝑓𝑚− 𝐷𝐹 × 𝑇𝐷𝐴.
onde:
FER = valor do faturamento total correspondente ao consumo de energia reativa
excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência, no período de
faturamento;
34
CA = consumo de energia ativa medida durante o período de faturamento;
fr = fator de potência de referência igual a 0,92;
fm = fator de potência indutivo médio das instalações elétricas da unidade consumidora,
calculado para o período de faturamento;
TCA = tarifa de energia ativa, aplicável ao fornecimento;
FDR = valor do faturamento total correspondente à demanda de potência reativa
excedente à quantidade permitida pelo fator de potência de referência, no período de
faturamento;
DM = demanda medida durante o período de faturamento;
DF = demanda faturável no período de faturamento; e
TDA = tarifa de demanda de potência ativa aplicável ao fornecimento.
Para fins de faturamento de energia e demanda de potência reativas excedentes
serão considerados somente os valores ou parcelas positivas das mesmas. Nos
faturamentos relativos a demanda de potência reativa excedente não serão aplicadas as
tarifas de ultrapassagem [3].
35
3.2.2. Característica da empresa
Através da conta de energia elétrica da unidade verificou-se que há mais de um
ano se vem pagando multa pelo baixo Fator de Potência, que fica em torno de 0,89.
Os principais consumidores de energia reativa, os motores, trabalham
intermitentes, em períodos que vai de 10 a 30 minutos, e dependem do recebimento e/ou
fornecimento de gases. Quando acionados entram também bancos de capacitores, que
ajudam no fornecimento de reativo, aumentando o fator de potência.
O transformador de 500 kVA, que alimenta as maiores cargas motrizes, está
sobre dimensionado, o que ajuda a diminuição do fator de potência. Além disso, quando
os motores não estão operando, esse fator reduz mais ainda.
3.2.3. Estudo de Caso
Uma forma econômica e racional de se conseguir quantidades de energia reativa
necessárias para a operação adequada dos equipamentos é a instalação de capacitores
próximos a esses equipamentos. A instalação de capacitores, porém, deve ser precedida
de medidas operacionais que levem à diminuição da necessidade de energia reativa,
como o desligamento de motores e outras cargas indutivas ociosas ou
superdimensionadas. Nenhum dos motores possui banco de capacitor na unidade.
Para este estudo, foi solicitada a CELPE memória de massa, dados armazenados
nos medidores de energia das concessionárias que se traduzem em curvas de carga do
sistema. Esses dados podem ser “fornecidos nos formatos: “txt”, “@” ou impresso.
Neste caso foram fornecidos no formato “@” e, pode ser lido no programa ELO50.
Através da memória de massa foi montada uma tabela que simula os
desperdícios com o baixo fator de potência da conta de energia elétrica, mostrando o
FER e FDR. Foi considerada a quarta-feira o dia típico ideal para representar os demais
dias da semana (segunda a sexta) e multiplicada por 22, e um sábado e um domingo
multiplicados por 4 para totalizar os dias do mês.
Usando a tabela 18 no anexo II, podem achar os valores dos excedentes com
FDR e FER para HSV. O FDR é zero. Já o FER é separado por horário de ponta.
UFER’ no horário fora ponta é 526,079 e UFER’’ no horário de ponta é 123,692.
Aplicando a tarifa adequada, temos: FER’= R$ 106,98 e FER’’= R$ 185,89. Que dá um
total de FER = R$ 292,87 ao mês. Desperdício anual de R$ 3.514,44.
36
Para o dimensionamento do banco de capacitores necessário para fornecer a
quantidade de energia reativa necessária e conseqüente correção do fator de potência
para 0,95, foram usados os valores de maior contribuição para o consumo de reativo que
são fator de potência 0,87 e potência ativa de 88,32 kW, conforme da tabela 18.
Baseando-se nos triângulos de potências, mostrados na Figura 4.
Figura 5 - Triângulo das Potências/ correção do fator de potência
O ângulo Φ1 e os lados do triângulo maior correspondem respectivamente às
potências aparente (Ps), reativa (Pr) e ativa (Pa) antes da correção do fator de potência.
Após a correção (que implica em ligar o capacitor em paralelo com a carga) teremos o
ângulo Φ2 e os lados do triângulo menor, constituídos por P’s, Pr’c e Pa. Os catetos
opostos dos dois triângulos, que correspondem às potências reativas, têm a seguinte
igualdade: Pr’c = Pr – Prc. Sendo Prc a potência reativa fornecida localmente pelo
capacitor.
Pr’c = tgΦ2 x Pa = 0,33 x 88,32 = 29,03 kVar;
Pr = tgΦ1 x Pa = 0,57 x 88,32 = 50,05 kVar;
Prc = Pr – Pr’c = 20,85 – 9,47 = 21,02 kVar.
O banco dimensionado é de 25 kVar e sua melhor localização é no lado
secundário do transformador de potência. Geralmente ocorre no barramento do QGF
(Quadro Geral de Força). Tem sido a de maior utilização na prática, por resultar, em
geral, em menores custos finais. Tem a vantagem de liberar potência do transformador
de força e de poder instalar-se no interior da subestação, local normalmente utilizado
pelo próprio QGF.
Para implantação deste projeto foram levados em conta os custos médios com
os materiais e com a mão de obra do serviço de instalação do banco. Estes custos estão
descritos a seguir:
37
Dados dos principais materiais:
Banco de Capacitores
Eletroduto de PVC de ¾” em varas de 3m: 9pçs
Cabo 4x16mm2 isolação em PVC: 10m
Quadro de montagem 60x40x20
Chave fusível 120A do tipo NH
3 Fusíveis NH de 63A
Contactora CWM32C Weg
Programador Horário Altronic
Mini-Disjuntor termomagnético em caixa moldada de 4A WEG
Sinaleira Verde
Chave Seletora de 3 posições
Módulo Capacitor Trifásico 380 V de 25kvar
Tabela 10 - Preço de material e mão de obra do banco de capacitores
PREÇO MÉDIO DE MATERIAL E MÃO DE OBRA
Descrição Valor R$
Material 2.552,85
Mão de obra 3.800,00
Total 6.352,85
38
3.3. Iluminação
3.3.1. Conceitos básicos
Nesta seção faz-se uma seleção de termos e definições relacionadas com a
iluminação. Procura-se descrever os principais conceitos utilizados em luminotécnica.
FLUXO LUMINOSO ( F ): é a potência de radiação total emitida por uma fonte de
luz, ou é a potência de energia luminosa de uma fonte percebida pelo olho humano. O
lúmen pode ser definido como o fluxo luminoso emitido segundo um ângulo sólido, por
uma fonte puntiforme de intensidade invariável em todas as direções e igual a 1 candela.
As lâmpadas conforme seu tipo e potência apresentam fluxos luminosos diversos:
- lâmpada incandescente de 100 W: 1000 lm;
- lâmpada fluorescente de 40 W: 1700 a 3250 lm;
- lâmpada vapor de mercúrio 250W: 12.700 lm;
EFICIENCIA LUMINOSA: é a relação entre o fluxo luminoso emitido por uma
lâmpada e a potência elétrica desta lâmpada.
- lâmpada incandescente de 100W: 10 lm/W
- lâmpada fluorescente de 40 W: 42,5 lm/W a 81,5 lm/W.
- lâmpada vapor de mercúrio de 250W: 50 lm/W
INTENSIDADE LUMINOSA ( I ): é a potência da radiação luminosa numa dada
direção. A intensidade luminosa é a grandeza de base do sistema internacional para
iluminação, e a unidade é a candela (cd).
CURVA DE DISTRIBUIÇÃO LUMINOSA: trata-se de um diagrama polar no qual
se considera a lâmpada ou luminária reduzida a um ponto no centro do diagrama e se
representa a intensidade luminosa nas várias direções por vetores, cujos módulos são
proporcionais a velocidades, partindo do centro do diagrama. A curva obtida ligando-se
as extremidades desses vetores é a curva de distribuição luminosa. Costuma-se na
representação polar, referir os valores de intensidade luminosa constantes a um fluxo de
1000 lumens.
39
ILUMINÂNCIA OU ILUMINAMENTO (E): é a relação entre o fluxo luminoso
incidente numa superfície e a superfície sobre a qual este incide; ou seja é a densidade
de fluxo luminoso na superfície sobre a qual este incide. A unidade é o LUX, definido
como o iluminamento de uma superfície de 1 m2 recebendo de uma fonte puntiforme a
1m de distância, na direção normal, um fluxo luminoso de 1 lúmen, uniformemente
distribuído.
EXEMPLOS DE ILUMINÂNCIA
Dia ensolarado de verão em local aberto » 100.000 lux
Dia encoberto de verão » 20.000 lux
Dia escuro de inverno » 3.000 lux
Boa iluminação de rua » 20 a 40 lux
Noite de lua cheia » 0,25 lux
Luz de estrelas » 0,01 lux.
LUMINÂNCIA: é um dos conceitos mais abstratos que a luminotécnica apresenta. É
através da luminância que o homem enxerga. No passado denominava-se de brilhança,
querendo significar que a luminância está ligada aos brilhos. A diferença é que a
luminância é uma excitação visual, enquanto que o brilho é a resposta visual; a
luminância é quantitativa e o brilho é sensitivo. Por definição luminância é a razão da
intensidade luminosa ( dI ), incidente num elemento de superfície que contém o ponto
dado, para a área dA aparente vista pelo observador, quando esta área tende a zero. Área
aparente significa que é a área projetada, aquela que é vista pelo observador.
ÍNDICE DE REPRODUÇÃO DE COR – IRC: O índice de reprodução de cor é
baseado em uma tentativa de mensurar a percepção da cor avaliada pelo cérebro. O IRC
é o valor percentual médio relativo à sensação de reprodução de cor, baseado em uma
série de cores padrões.
TEMPERATURA DE COR: Em aspecto visual, admite-se que é bastante difícil a
avaliação comparativa entre a sensação de Tonalidade de Cor de diversas lâmpadas.
Para estipular um parâmetro, foi definido o critério Temperatura de Cor (Kelvin) para
classificar a luz. Assim como um corpo metálico que, em seu aquecimento, passa desde
o vermelho até o branco, quanto mais claro o branco (semelhante à luz diurna ao meio-
dia), maior é a Temperatura de Cor (aproximadamente 6500K). A luz amarelada, como
40
de uma lâmpada incandescente, está em torno de 2700 K. É importante destacar que a
cor da luz em nada interfere na Eficiencia Energética da lâmpada, não sendo válida a
impressão de que quanto mais clara, mais potente é a lâmpada.
VIDA MÉDIA: Normalmente especifica-se a “vida média” válida para um lote de
lâmpadas, funcionando em períodos contínuos de 3 h, quando 50% do lote está “morto”.
Considera-se “morta” a lâmpada que não mais se acende. O fluxo luminoso nominal é o
fluxo produzido pela lâmpada depois de ter sido “sazonada”, isto é, tenha funcionado
aproximadamente 10% de sua vida provável. O conceito de “vida” é bastante variável
conforme os fabricantes e usuários. Comparadas com as lâmpadas incandescentes, as
lâmpadas de descarga têm vida média muito mais longa. Ciclos de funcionamento mais
curtos, partidas mais freqüentes, encurtam a vida das lâmpadas de descarga e os ciclos
de funcionamento mais longos, partidas menos freqüentes, aumentam a vida. No
passado a relação entre o número de operações liga/desliga e a redução da vida útil das
lâmpadas fluorescentes era bastante crítica, hoje em dia já não é, uma vez que o volume
de pó ionizante sobre o filamento é bastante grande. No entanto, não se deve
ligar/desligar uma lâmpada fluorescente a cada um ou dois minutos. Se a freqüência for
de 10 a 15 minutos, já vale a pena, pois o custo da lâmpada em relação ao consumo de
energia é compensador [2].
41
3.3.2. Característica da empresa
A Unidade Prazeres possui três ambientes típicos referentes à utilização de sua
iluminação. Iluminação dos escritórios (salas administrativas), os postes que iluminam o
pátio, e a iluminação da área industrial. Como pode ser visto na figura abaixo, a maior
parcela de consumo de energia elétrica é das salas administrativas e da área industrial.
Figura 6 - Parcela do consumo mensal de energia elétrica de Iluminação
São ao todo 22 postes de iluminação com cerca de 9 metros de altura cada um, e
possuem lâmpadas de vapor sódio e mista de 100 W. Nas salas administrativas se
somam 912 lâmpadas fluorescentes de 40 W. Na área industrial são 570 lâmpadas
fluorescentes de 40 W. Tanto nas salas administrativas quanto na área industrial as
lâmpadas estão dispostas em luminárias duplas com duas lâmpadas de 40 W cada.
3.3.3. Estudo de Caso
Para dimensionar o sistema de iluminação adequado, é importante avaliar as
necessidades desta tarefa para compreender suas características. O principal objetivo da
iluminação de ambientes de trabalho é permitir que a atividade visual se faça de forma
confortável, sem dificuldades e com segurança, além de garantir o menor consumo
possível aliado à maior eficiencia do sistema.
O nível de iluminância da tabela 11 é baseado em tabelas elaboradas mediante
dados práticos, em função do local e das diferentes tarefas visuais que neles se
Parcela do consumo mensal de energia elétrica - Iluminação
Salas ADM 46%
Postes 5%
Industrial 49%
42
desenvolvem. Considerado o mais importante na especificação do sistema de
iluminação, o nível de iluminância mediada no plano de trabalho, isto é no local onde
são desenvolvidas as atividades.
Tabela 11 - Iluminâncias por classe de tarefas visuais
Classe Iluminância
(lux)
Atividade
Iluminação Geral para 20-30-50 Áreas públicas com arredores escuros
áreas usadas interruptamente ou com 50-75-100 Orientação simples para permanência curta
tarefas visuais simples 100-150-200 Recintos não usados para trabalho contínuo;
depósitos
200-300-500 Tarefas com requisitos visuais limitados,
trabalho bruto de maquinaria, auditórios
Iluminação geral para área de trabalho 500-750-1000 Tarefas com requisitos visuais normais,
trabalho médio de maquinaria, escritórios
1000-3000-5000 Tarefas com requisitos especiais, gravação
manual, inspeção, indústria de roupas
Iluminação adicional para tarefas visuais
difíceis
2000-3000-5000 Tarefas exatas e prolongadas, eletrônica de
tamanho pequeno
5000-7500-10000 Tarefas visuais muito exatas, montagem de
microeletrônica
10000-15000-
20000
Tarefas visuais muito especiais, cirurgia
Fonte: ABNT – NBR-5413 – NB-57 (1991).
Para saber se a iluminância dos ambientes em questão está adequado, foi
utilizado um luxímetro digital portátil, que faz medições rápidas da luz em LUX.
Figura 7 - Luxímetro Digital
Nas salas administrativas constatou-se que a quantidade de iluminância nos
diversos horários, está dentro da faixa de 500-1000 LUX, mostrada na tabela 11.
43
No ambiente industrial a iluminância medida também estava dentro dos limites
de 200-500 LUX.
No ambiente do pátio, iluminado por holofotes dispostos em postes, foi
constatada que a iluminância está adequada, dentro da faixa de 50-100 LUX, e todas as
lâmpadas e acessórios estão bem empregados, como por exemplo: luminárias com
espelho refletivo de auto rendimento, lâmpadas eficientes (lm/W), capacitores para
melhorar o fator de potência, etc.
44
4. VIABILIDADES
Um estudo de viabilidade técnico-econômica permite determinar a melhor
solução técnica para determinado problema, avaliando a sua prestação econômica. A
conjugação destes dois fatores, permite o desenvolvimento de um projeto de
investimento realista e otimizado para as reais necessidades do cliente, devendo ser
apresentados vários cenários, onde a palavra final será sempre do cliente.
4.1. Viabilidade econômica e tempo de retorno de investimento
Nos itens anteriores, foi apresentado o potencial de redução de consumo possível
de ser feito no período de estudo. Entretanto, a identificação desse potencial não pode
ser considerada elemento decisório para a implantação das sugestões apresentadas.
Alterações que demandem investimentos adicionais devem ser avaliadas com mais
detalhes, no que se refere à sua atratividade econômica.
a) Geração Diesel na ponta – com a utilização de um Diesel Gerador no horário
de ponta, mantendo-se as mesmas características contratuais existentes, estima-se uma
economia anual de R$ 52.079,79, correspondente a 17% do importe anual. O custo
aproximado do equipamento, instalação e sistemas de controle foi estimado em R$
264.000,00 [12]. A aquisição de um sistema de geração de emergência deve ser
apresentado à empresa como uma medida primordial, pois além do uso do gerador no
horário de ponta, este supriria a empresa durante eventuais faltas da distribuidora,
evitando perda de produtividade. Considerando apenas a economia obtida com geração
na ponta, o tempo de retorno de investimento é de 5 anos.
b) Correção do fator de potência – a média do custo anual com o desperdício
pelo baixo fator de potência (excedente de reativo) é de R$ 3.514,44. O custo de
implantação do projeto é de R$ 6.352,85, sendo assim o tempo de retorno desse
investimento é de 1 ano e 10 meses.
c) Iluminação – a substituição das luminárias não se faz necessário, uma vez
que todo o sistema de iluminação encontra-se bem empregado. Recomenda-se fazer
manutenção para evitar acúmulo de sujeira nas luminárias e perda de fluxo luminoso.
45
5. CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS
5.1. Conclusão
Feita toda a avaliação conforme os objetivos deste diagnóstico. É determinado o
potencial total de economia anual de energia de cada segmento analisado.
Observa-se que existe um grande potencial de economia de energia utilizando
um sistema de geração Diesel no horário de ponta, cerca de 17%.
Reduzir energia não é importante apenas no ponto de vista financeiro, mas
também fazer seu uso de forma consciente e conseqüente diminuição dos impactos
ambientais.
5.2. Trabalhos Futuros
Como possíveis trabalhos futuros, pode-se apontar:
Estudo no setor de ar condicionado, que pelo levantamento de carga
mostrou-se bastante significativo. O estudo pode não só reduzir o
consumo de energia, como também, aumentar a vida útil dos
equipamentos.
Estudo dos motores elétricos, que com sua troca por motores de alto
rendimento, pode chegar a resultados de redução de consumo bastante
significativos.
46
6. ANEXOS
6.1. Anexo I
Tabela 12 - Potência e consumo das bombas e motores da unidade
BOMBAS E MOTORES
EQUIPAMENTO POTÊNCIA
(CV) POTÊNCIA
(kW) REGIME
MENSAL (h) ENERGIA
(kWh/MÊS)
BOMBA DE N2 12.50 9.20 78.00 717.60
BOMBA DE ARGÔNIO 12.50 9.20 91.00 837.20
BOMBA DE CO2 5.00 3.68 78.00 287.04
BOMBA DE O2 12.50 9.20 156.00 1,435.20
BOMBA DE VÁCUO DE O2 3.00 2.21 65.00 143.52
BOMBA DE VÁCUO DE N2 3.00 2.21 26.00 57.41
BOMBA DE VÁCUO DE ARGÔNIO 3.00 2.21 39.00 86.11
BOMBA DE TESTE 2.00 1.47 27.30 40.19
MOTOR DO SECADOR DE CILINDROS 2.00 1.47 78.00 114.82
MOTOR MÁQ. DE VALVULAR 2.00 1.47 7.80 11.48
SECADOR 8.15 6.00 78.00 467.87
TALHA DO TESTE 1.00 0.74 9.10 6.70
BOMBA REFRIGERAÇÃO 1 5.00 3.68 156.00 574.08
BOMBA REFRIGERAÇÃO 2 15.00 11.04 156.00 1,722.23
MOTOR CHILLER 1 15.00 11.04 156.00 1,722.23
MOTOR CHILLER 2 15.00 11.04 156.00 1,722.23
MOTOR CHILLER 3 15.00 11.04 156.00 1,722.23
VENTILADOR CHILLER A 2.50 1.84 156.00 287.04
VENTILADOR CHILLER B 4.30 3.16 156.00 493.71
MOTOR DO GERADOR C2H2 0.75 0.55 624.00 344.45
TREMONHA 1 0.75 0.55 39.00 21.53
TREMONHA 2 0.75 0.55 39.00 21.53
COMPRESSOR ACETILENO 1 13.00 9.57 312.00 2,985.21
COMPRESSOR ACETILENO 2 13.00 9.57 312.00 2,985.21
COMPRESSOR ACETILENO 3 13.00 9.57 312.00 2,985.21
COMPRESSOR DE AR 10.00 7.36 96.20 708.03
BOMBA DE ACETONA 1 1.00 0.74 0.52 0.38
BOMBA DE ACETONA 2 1.00 0.74 0.52 0.38
BOMBA DE ÁGUA 1 5.00 3.68 364.00 1,339.52
BOMBA DE ÁGUA 2 3.00 2.21 364.00 803.71
BOMBA DE ÁGUA 3 15.00 11.04 364.00 4,018.55
BOMBA DE ÁGUA 4 25.00 18.40 364.00 6,697.58
BOMBA DELUGE 15.00 11.04 0.52 5.74
TOTAL 254.70 187.46 35,365.89
47
Tabela 13 - Potência e consumo dos ar condicionados da unidade
AR CONDICIONADO
LOCAL/SETOR QTD. POTÊNCIA
(kW) POTÊNCIA
TOTAL (kW) REGIME
MENSAL (h) ENERGIA
(kWh/MÊS)
ALTA PRESSÃO 1.00 1.35 1.35 624.00 842.40
ACETILENO 1.00 1.35 1.35 234.00 315.90
ADMINISTRAÇÃO 1 3.00 13.93 41.79 220.00 9,193.80
ADMINISTRAÇÃO 2 1.00 14.65 14.65 220.00 3,223.00
ALMOX 1.00 13.50 13.50 198.00 2,673.00
HOMECARE 1 1.00 7.00 7.00 198.00 1,386.00
HOMECARE 2 2.00 3.50 7.00 198.00 1,386.00
HOMECARE 3 2.00 2.05 4.10 198.00 811.80
LOJA/PORTARIA/DISTR./PACKAGE 3.00 1.35 4.05 480.00 1,944.00
IG 1.00 28.00 28.00 220.00 6,160.00
REFEITÓRIO 1 1.00 8.80 8.80 176.00 1,548.80
REFEITÓRIO 2 1.00 7.00 7.00 176.00 1,232.00
SALÃO AZUL 1 3.00 1.35 4.05 198.00 801.90
SALÃO AZUL 2 1.00 1.35 1.35 528.00 712.80
SALÃO AZUL 3 1.00 2.00 2.00 88.00 176.00
TOTAL
145.99 32,407.40
Tabela 14 - Potência e consumo com iluminação na unidade
ILUMINAÇÃO
LOCAL/SETOR EQUIP. QTD. POTÊNCIA
(W) POTÊNCIA
TOTAL (kW) REGIME
MENSAL (h) ENERGIA
(kWh/MÊS)
ALTA PRESSÃO LÂMPADA FLUORESCENTE 192.00 40.00 7.68 338.00 2,595.84
ALTA PRESSÃO HOLOFOTE 22.00 100.00 2.20 338.00 743.60
OFICINA LÂMPADA FLUORESCENTE 12.00 40.00 0.48 198.00 95.04
ACETILENO LÂMPADA FLUORESCENTE 366.00 40.00 14.64 338.00 4,948.32
ADMINISTRAÇÃO 1 LÂMPADA FLUORESCENTE 420.00 40.00 16.80 198.00 3,326.40
ALMOX LÂMPADA FLUORESCENTE 56.00 40.00 2.24 198.00 443.52
HOMECARE LÂMPADA FLUORESCENTE 32.00 40.00 1.28 198.00 253.44
LOJA/PORTARIA/DISTR./PACKAGE LÂMPADA FLUORESCENTE 108.00 40.00 4.32 216.00 933.12
IG LÂMPADA FLUORESCENTE 120.00 40.00 4.80 198.00 950.40
REFEITÓRIO LÂMPADA FLUORESCENTE 24.00 40.00 0.96 176.00 168.96
SALÃO AZUL LÂMPADA FLUORESCENTE 152.00 40.00 6.08 198.00 1,203.84
TOTAL
61.48 15,662.48
48
Tabela 15 - Potência e consumo de equipamentos de escritório da unidade
ESCRITÓRIO
LOCAL/SETOR EQUIP. QTD. POTÊNCIA
(W)
POTÊNCIA TOTAL (kW)
REGIME MENSAL
(h) ENERGIA
(kWh/MÊS)
ALTA PRESSÃO COMPUTADOR DE MESA 1.00 235.00 0.24 624.00 146.64
OFICINA COMPUTADOR DE MESA 1.00 235.00 0.24 198.00 46.53
ACETILENO COMPUTADOR DE MESA 4.00 235.00 0.94 234.00 219.96
ACETILENO IMPRESSORA 1.00 15.00 0.02 208.00 3.12
ADMINISTRAÇÃO COMPUTADOR DE MESA 43.00 235.00 10.11 198.00 2,000.79
ADMINISTRAÇÃO IMPRESSORA 6.00 15.00 0.09 198.00 17.82
ADMINISTRAÇÃO FAX 3.00 105.00 0.32 198.00 62.37
ADMINISTRAÇÃO RÁDIO 4.00 40.00 0.16 198.00 31.68
ALMOX/HOMECARE COMPUTADOR DE MESA 5.00 235.00 1.18 198.00 232.65
ALMOX/HOMECARE IMPRESSORA 2.00 15.00 0.03 198.00 5.94
ALMOX/HOMECARE FAX 1.00 105.00 0.11 198.00 20.79
LOJA/PORTARIA/DISTR./PACKAGE COMPUTADOR DE MESA 9.00 235.00 2.12 216.00 456.84
LOJA/PORTARIA/DISTR./PACKAGE IMPRESSORA 5.00 15.00 0.08 216.00 16.20
LOJA/PORTARIA/DISTR./PACKAGE FAX 1.00 105.00 0.11 216.00 22.68
LOJA/PORTARIA/DISTR./PACKAGE RÁDIO 1.00 40.00 0.04 480.00 19.20
IG COMPUTADOR DE MESA 12.00 235.00 2.82 198.00 558.36
IG IMPRESSORA 5.00 15.00 0.08 198.00 14.85
IG FAX 1.00 105.00 0.11 198.00 20.79
SALÃO AZUL COMPUTADOR DE MESA 5.00 235.00 1.18 198.00 232.65
SALÃO AZUL IMPRESSORA 1.00 15.00 0.02 198.00 2.97
TOTAL 19.93 4,132.83
49
Tabela 16 - Potência e consumo de outros equipamentos da unidade
OUTROS EQUIPAMENTOS
EQUIPAMENTO QTD. POTÊNCIA
(W) POTÊNCIA TOTAL (kW) REGIME MENSAL (h) ENERGIA (kWh/MÊS)
BALANÇA 2.00 20.00 0.04 234.00 9.36
TORNO 1.00 1,820.00 1.82 22.00 40.04
ESMERIL 1.00 2,200.00 2.20 44.00 96.80
MÁQ. DE SOLDA 1.00 1,000.00 1.00 22.00 22.00
FURADEIRA 1.00 1,000.00 1.00 22.00 22.00
TV 1.00 20.00 0.02 44.00 0.88
GELADEIRA 1.00 100.00 0.10 528.00 52.80
FORNO MICRO ONDAS 3.00 800.00 2.40 22.00 52.80
MÁQUINA DE CAFÉ 3.00 500.00 1.50 624.00 936.00
BEBEDOURO 5.00 100.00 0.50 624.00 312.00
VENTILADOR 2.00 125.00 0.25 198.00 49.50
TOTAL 10.83 1,594.18
Tabela 17 - Tarifas CELPE
TARIFAS
HSV
Tarifa Demanda HSV Tarifa Consumo HSV
Ciclo Demanda Ultrapassagem Ponta Fora Ponta
Nov-08 20.87512 62.62538 1.44489 0.19284
Dec-08 20.93294 62.79883 1.41723 0.17500
Jan-09 20.95738 62.87215 1.41888 0.17520
Feb-09 20.62033 61.86099 1.39606 0.17238
Mar-09 20.87209 62.61627 1.41311 0.17449
Apr-09 20.86299 62.58898 1.41249 0.17441
May-09 21.93567 65.80701 2.15050 0.20617
Jun-09 18.82336 56.47008 1.91701 0.20080
Jul-09 18.86386 56.59159 1.92114 0.20123
Aug-09 21.69054 65.07163 2.12647 0.20386
Sep-09 21.71231 65.13695 2.12861 0.20407
Oct-09 22.20266 66.60800 2.17668 0.20868
HSA
Tarifa Demanda HSA Tarifa Consumo HSA
Ciclo Ponta Fora Ponta Ponta Fora Ponta
Nov-08 68.36749 20.87512 0.31722 0.19284
Dec-08 68.55685 20.93294 0.28644 0.17500
Jan-09 68.63689 20.95738 0.28677 0.17520
Feb-09 67.53302 20.62033 0.28216 0.17238
Mar-09 68.35755 20.87209 0.28561 0.17449
Apr-09 68.32776 20.86299 0.28548 0.17441
May-09 77.97739 21.93567 0.33993 0.20617
Jun-09 68.29373 18.82336 0.33107 0.20080
Jul-09 68.44068 18.86386 0.33178 0.20123
Aug-09 77.10601 21.69054 0.33613 0.20386
Sep-09 77.18342 21.71231 0.33646 0.20407
Oct-09 78.92652 22.20266 0.34406 0.20868
50
6.2. Anexo II
Tabela 18 - Faturamento de energia e demanda Reativa – FER e FDR
QUA Hora kW kWh kVar kVarh
Fp
UFER FER
UFDR FDR
00:00 24,96 6,24 15,36 3,84 0,85 0,50073145
26,9629258
00:15 26,88 6,72 13,44 3,36 0,89 0,192133332
27,64853333
00:30 23,04 5,76 13,44 3,36 0,86 0,374903266
24,53961306
00:45 24,96 6,24 13,44 3,36 0,88 0
0
01:00 44,16 11,04 24,96 6,24 0,87 0
0
01:15 28,80 7,20 21,12 5,28 0,81 0
0
01:30 42,24 10,56 24,96 6,24 0,86 0
0
01:45 21,12 5,28 11,52 2,88 0,88 0
0
02:00 28,80 7,20 13,44 3,36 0,91 0
0
02:15 51,84 12,96 30,72 7,68 0,86 0
0
02:30 40,32 10,08 26,88 6,72 0,83 0
0
02:45 30,72 7,68 15,36 3,84 0,89 0
0
03:00 21,12 5,28 11,52 2,88 0,88 0
0
03:15 23,04 5,76 11,52 2,88 0,89 0
0
03:30 23,04 5,76 13,44 3,36 0,86 0
0
03:45 23,04 5,76 11,52 2,88 0,89 0
0
04:00 36,48 9,12 24,96 6,24 0,83 0
0
04:15 24,96 6,24 13,44 3,36 0,88 0
0
04:30 65,28 16,32 34,56 8,64 0,88 0
0
04:45 57,60 14,40 26,88 6,72 0,91 0
0
05:00 63,36 15,84 34,56 8,64 0,88 0
0
05:15 26,88 6,72 15,36 3,84 0,87 0
0
05:30 38,40 9,60 21,12 5,28 0,88 0
0
05:45 17,28 4,32 7,68 1,92 0,91 0
0
06:00 11,52 2,88 5,76 1,44 0,89 0
0
06:15 19,20 4,80 9,60 2,40 0,89 0
0
06:30 28,80 7,20 17,28 4,32 0,86 0
0
06:45 44,16 11,04 23,04 5,76 0,89 0,416094748
45,82437899
07:00 24,96 6,24 7,68 1,92 0,96 0
24,02563751
07:15 34,56 8,64 19,20 4,80 0,87 0,453100541
36,37240216
07:30 42,24 10,56 21,12 5,28 0,89 0,301923808
43,44769523
07:45 48,00 12,00 24,96 6,24 0,89 0,443407276
49,7736291
08:00 59,52 14,88 30,72 7,68 0,89 0,525448761
61,62179504
08:15 48,00 12,00 17,28 4,32 0,94 0
46,93441473
08:30 40,32 10,08 13,44 3,36 0,95 0
39,10093081
08:45 36,48 9,12 11,52 2,88 0,95 0
35,19527066
09:00 34,56 8,64 11,52 2,88 0,95 0
33,51508355
09:15 32,64 8,16 11,52 2,88 0,94 0
31,84422886
09:30 34,56 8,64 11,52 2,88 0,95 0
33,51508355
09:45 34,56 8,64 11,52 2,88 0,95 0
33,51508355
t
t
N
1=t f
0,92 DA max = DMCRind
n
t
t
ftCAUFERind
1
192,0
n
t
t
ftCAUFERind
1
192,0
t
t
N
1=t f
0,92 DA max = DMCRind
51
10:00 44,16 11,04 17,28 4,32 0,93 0
43,62686174
10:15 40,32 10,08 15,36 3,84 0,93 0
39,69490301
10:30 34,56 8,64 9,60 2,40 0,96 0
32,99907525
10:45 34,56 8,64 11,52 2,88 0,95 0
33,51508355
11:00 48,00 12,00 21,12 5,28 0,92 0,061421051
48,2456842
11:15 44,16 11,04 19,20 4,80 0,92 0,035271655
44,30108662
11:30 55,68 13,92 28,80 7,20 0,89 0,49808784
57,67235136
11:45 32,64 8,16 11,52 2,88 0,94 0
31,84422886
12:00 46,08 11,52 19,20 4,80 0,92 0
45,9264
12:15 69,12 17,28 30,72 7,68 0,91 0,117022421
69,58808968
12:30 80,64 20,16 38,40 9,60 0,90 0,382707997
82,17083199
12:45 57,60 14,40 28,80 7,20 0,89 0,411714283
59,24685713
13:00 44,16 11,04 17,28 4,32 0,93 0
43,62686174
13:15 36,48 9,12 13,44 3,36 0,94 0
35,76687397
13:30 59,52 14,88 28,80 7,20 0,90 0,327975676
60,8319027
13:45 65,28 16,32 30,72 7,68 0,90 0,273821462
66,37528585
14:00 42,24 10,56 15,36 3,84 0,94 0
41,35036384
14:15 32,64 8,16 9,60 2,40 0,96 0
31,30068775
14:30 30,72 7,68 11,52 2,88 0,94 0
30,18425643
14:45 55,68 13,92 24,96 6,24 0,91 0,114267548
56,13707019
15:00 90,24 22,56 38,40 9,60 0,92 0
90,22483481
15:15 61,44 15,36 26,88 6,72 0,92 0,06442489
61,69769956
15:30 71,04 17,76 36,48 9,12 0,89 0,607587452
73,47034981
15:45 69,12 17,28 30,72 7,68 0,91 0,117022421
69,58808968
16:00 32,64 8,16 11,52 2,88 0,94 0
31,84422886
16:15 38,40 9,60 13,44 3,36 0,94 0
37,42934495
16:30 49,92 12,48 21,12 5,28 0,92 0
49,86757124
16:45 78,72 19,68 32,64 8,16 0,92 0
78,40110236
17:00 59,52 14,88 26,88 6,72 0,91 0,140892714
60,08357086
17:15 40,32 10,08 19,20 4,80 0,90 0,191353998
41,08541599
17:30 36,48 9,12 17,28 4,32 0,90 0,164108332
37,13643333
17:45 42,24 10,56 21,12 5,28 0,89 0,301923808
43,44769523
18:00 40,32 10,08 19,20 4,80 0,90 0,191353998
41,08541599
18:15 80,64 20,16 49,92 12,48 0,85 1,653430872
87,25372349
18:30 88,32 22,08 49,92 12,48 0,87 1,253869879
93,33547952 93,34
18:45 32,64 8,16 17,28 4,32 0,88 0,334345602
33,97738241
19:00 48,00 12,00 28,80 7,20 0,86 0,874741784
51,49896714
19:15 44,16 11,04 23,04 5,76 0,89 0,416094748
45,82437899
19:30 26,88 6,72 15,36 3,84 0,87 0,400586043
28,48234417
19:45 24,96 6,24 13,44 3,36 0,88 0,280145863
26,08058345
20:00 32,64 8,16 21,12 5,28 0,84 0,781718493
35,76687397
20:15 53,76 13,44 30,72 7,68 0,87 0,801172087
56,96468835
20:30 38,40 9,60 21,12 5,28 0,88 0,479707424
40,3188297
20:45 36,48 9,12 19,20 4,80 0,88 0,3615541
37,9262164
21:00 42,24 10,56 19,20 4,80 0,91 0,111746204
42,68698482
52
21:15 49,92 12,48 24,96 6,24 0,89 0,356819045
51,34727618
21:30 42,24 10,56 23,04 5,76 0,88 0,506464281
44,26585712
21:45 55,68 13,92 28,80 7,20 0,89 0,49808784
57,67235136
22:00 40,32 10,08 21,12 5,28 0,89 0,388807703
41,87523081
22:15 36,48 9,12 21,12 5,28 0,87 0,575106493
38,78042597
22:30 59,52 14,88 28,80 7,20 0,90 0,327975676
60,8319027
22:45 48,00 12,00 28,80 7,20 0,86 0,874741784
51,49896714
23:00 55,68 13,92 32,64 8,16 0,86 0,924592712
59,37837085
23:15 38,40 9,60 19,20 4,80 0,89 0,274476189
39,49790475
23:30 34,56 8,64 17,28 4,32 0,89 0,24702857
35,54811428
23:45 53,76 13,44 28,80 7,20 0,88 0,58731817
56,10927268
20,52 451,42
SAB Hora kW kWh kVar kVarh
Fp
UFER FER
UFDR FDR
00:00 49,92 12,48 26,88 6,72 0,88 0,560291727
52,16116691
00:15 42,24 10,56 24,96 6,24 0,86 0,724586642
45,13834657
00:30 59,52 14,88 34,56 8,64 0,86 0,949989564
63,31995826
00:45 42,24 10,56 23,04 5,76 0,88 0
0
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0
01:15 49,92 12,48 26,88 6,72 0,88 0
0
01:30 51,84 12,96 28,80 7,20 0,87 0
0
01:45 26,88 6,72 11,52 2,88 0,92 0
0
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0
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0
02:30 48,00 12,00 24,96 6,24 0,89 0
0
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0
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0
03:15 65,28 16,32 36,48 9,12 0,87 0
0
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0
03:45 23,04 5,76 11,52 2,88 0,89 0
0
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0
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0
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0
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0
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0
05:30 24,96 6,24 15,36 3,84 0,85 0
0
05:45 34,56 8,64 17,28 4,32 0,89 0
0
06:00 15,36 3,84 5,76 1,44 0,94 0
0
06:15 26,88 6,72 13,44 3,36 0,89 0
0
06:30 34,56 8,64 17,28 4,32 0,89 0
0
06:45 24,96 6,24 11,52 2,88 0,91 0,082749782
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15,09212822
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20,67518192
07:30 26,88 6,72 9,60 2,40 0,94 0
26,25942384
t
t
N
1=t f
0,92 DA max = DMCRind
n
t
t
ftCAUFERind
1
192,0
n
t
t
ftCAUFERind
1
192,0
t
t
N
1=t f
0,92 DA max = DMCRind
53
07:45 36,48 9,12 19,20 4,80 0,88 0,3615541
37,9262164
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45,03454034
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24,60310505
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17,39702242
08:45 19,20 4,80 5,76 1,44 0,96 0
18,44175742
09:00 30,72 7,68 11,52 2,88 0,94 0
30,18425643
09:15 34,56 8,64 11,52 2,88 0,95 0
33,51508355
09:30 26,88 6,72 9,60 2,40 0,94 0
26,25942384
09:45 19,20 4,80 7,68 1,92 0,93 0
19,02471023
10:00 30,72 7,68 13,44 3,36 0,92 0,032212445
30,84884978
10:15 19,20 4,80 7,68 1,92 0,93 0
19,02471023
10:30 24,96 6,24 13,44 3,36 0,88 0,280145863
26,08058345
10:45 30,72 7,68 15,36 3,84 0,89 0,219580951
31,5983238
11:00 36,48 9,12 21,12 5,28 0,87 0,575106493
38,78042597
11:15 42,24 10,56 21,12 5,28 0,89 0,301923808
43,44769523
11:30 17,28 4,32 9,60 2,40 0,87 0,22655027
18,18620108
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23:00 34,56 8,64 19,20 4,80 0,87 0,453100541
36,37240216
23:15 24,96 6,24 13,44 3,36 0,88 0,280145863
26,08058345
23:30 34,56 8,64 21,12 5,28 0,85 0,675562205
37,26224882
23:45 48,00 12,00 32,64 8,16 0,83 1,350642376
53,4025695
20,94 83,76
649,77 146,68
93,34 -44,66 0
DOM Hora kW kWh kVar kVarh
Fp
UFER FER
UFDR FD
R
t
t
N
1=t f
0,92 DA max = DMCRind
n
t
t
ftCAUFERind
1
192,0
t
t
N
1=t f
0,92 DA max = DMCRind
n
t
t
ftCAUFERind
1
192,0
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7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Conservação de Energia: Eficiencia Energética de Equipamentos e Instalações
– Itajubá / MG – ELETROBRAS/PROCEL - FUPAI – 2006.
[2] Eficiencia Energética: Teoria & Prática – Itajubá / MG – Eletrobrás/PROCEL
EDUCAÇÃO - FUPAI – 2007.
[3] ANEEL. Resolução n. 456 de 29 de Novembro de 2000.
[4] PHILIPS ILUMINAÇÃO – Guia de Iluminação – Brasil, 2004.
[5] OSRAM – Produto para Iluminação Geral – Catálogo, Brasil, 2006.
[6] TARIFAÇÃO: Combate ao Desperdício de Energia – UPE/POLI -2005.
[7] CORREÇÃO DO FATOR DE POTEÊNCIA: Combate ao Desperdício de
Energia – UPE/POLI -2006.
[8] ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1991) Índices de
Iluminância de Interiores, NR 57
[9] SHOEPS, C.A & ROUSSO, J.(1995) Conservação de Energia Elétrica na
Indústria, Vol. 1 e 2. Rio de Janeiro: CNI.
[10] TARIFAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA: Resolução Homologatória 459 a
642 – CELPE/Grupo Neoenergia.
[11] MANUAL "ENERGIA REATIVA EXCEDENTE" do CODI (Comitê de
Distribuição de Energia Elétrica - RJ).
[12] Heimer. Grupos Geradores. Disponível em
http://www.leonheimer.com.br/2009/br/data/cummins_br.html. Acesso em: 13 de
março de 2010.