Michael R. Muller USA Rutgers University, Center for Advanced Energy Systems

Nome do programa ou Texto auxiliar eere.energy.gov

Ferramentas de software e Recursos de informações

Ferramentas de software e Recursos de informações

Michael R. MullerUSARutgers University, Center for Advanced

Energy Systems

Workshop de Eficiência Energética Industrial EUA - BrasilRio de Janeiro, BrasilAgosto, 2011

2 | Eficiência Energética Industrial eere.energy.gov

• Lois Horowitz, autor de “Knowing Where to Look: The Ultimate Guide to Research” (Tradução livre: Saber onde procurar: o guia básico de pesquisa)

“Não ter as informações que você precisa, quando precisa, o deixa frustrado. Não saber onde pesquisar essas informações o torna incapaz. Em uma sociedade onde a informação é um item fundamental, nenhum de nós pode se dar ao luxo de ficar sem ela.”

Informações


Onde obter ferramentas informações e ferramentas de software

• COMPRAR ferramentas comerciais– Não é nosso foco hoje

• ENCONTRAR ferramentas gratuitas disponíveis ao público– Há inúmeras e surgem novas diariamente

• DESENVOLVER ferramentas – excelente para conhecimento local

Ferramentas de software sobre energia


• Desenvolver um plano de gestão energética• Identificar bons projetos

– Ideias iniciais

– Quantificar Economia de energia/custo

– Implementação de estimativas de custo

• Dificuldades administrativas– Alvará e outras documentações– Conhecer descontos e incentivos fiscais

• Desenhar/Desenvolver– garantindo o valor– garantindo o desempenho

Categorias

Foco de hoje


Gestão energética


• EnergyStar– Marca bastante conhecida

• Planilha geral• Não quantitativa

Gestão energética - EPA


• Recentemente surgiram várias normas novas• Reconhecer que muitos projetos bons não são realizados

– Um plano de gestão energética pode aumentar a atividade

• Falou-se a respeito em outro momento neste workshop

Padrões de gestão energética

O Sistema de Gestão Energética (ANSI/MSE 2000-2008)


• Novo foco do Departamento de Energia dos Estados Unidos (U.S. DOE) – Apoio ao desenvolvimento do ISO 50001

• O Departamento de Energia dos Estados Unidos (USDOE) pretende ir além do ISO 50001 ao apoiar o desenvolvimento da certificação Superior Energy Performance (SEP)…e Global Superior Energy Performance (GSEP)

• O USDOE está desenvolvendo um conjunto de ferramentas de gestão energética para apoiar o ISO 50001 e as atividades de SEP do setor.

• O USDOE tem ferramentas técnicas para identificar oportunidades de economia de energia nos sistemas de intenso consumo energético.

Gestão energética - USDOE


Em desenvolvimento Disponível atualmente

Estrutura geral do kit de gestão energética

Energy Management System Implementation

Self-Paced Module

Step 1- Getting Started

Step 2- Profile Your Energy Situation

Step 3- Develop Opportunities, Objectives and Resources

Step 4- Reality Check: Stop! Look! Can I Go?

Step 5- Manage Current State and Improvements

Step 6- Check the System

Step 7- Sustain and Improve the System

Supplier Self-Paced

Module“Lite” Version

Corporate Analysis Tools

Corporate Baseline Creation

Annual Report Generator

Facility Analysis Tools

Facility Baseline(subset of corporate baseline)

Recommendations Portfolio

Project Prioritization Tool(roll-up from projects)

Project Tracker Tool(roll-up from projects)

Project Analysis Tools

Project Prioritization Tool

Project Tracker Tool

Technical System Area Tools, Calculators and Scorecards

Industrial Buildings and Facilities

Motors

Data Centers

Process Heating Pumps

Plant Energy Profiler

Fans

Compressed Air

Steam

Each system area will include software tools and simple calculators/scorecards.

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• Consistirá de:– Ferramentas de análise corporativas, instalações e projetos (também fonte

de métricas)– Versões completas e compactas de módulo de ritmo próprio (Empresa

LÍDER, Empresa não LÍDER)– Calculadoras, cartões de registros de resultados e ferramentas de área do

sistema• O usuário será capaz de acessar recursos:

– Sistematicamente, baseado no seu ritmo– Individualmente (ir direto para as ferramentas que desejam usar)

• Será fornecido o índice de site– Exemplo - O usuário será capaz de acessar calculadoras simples

individualmente pelas páginas ou pelo modo de exibição da área do sistema ao mesmo tempo por meio do índice do site

– Exemplo - O usuário será capaz de acessar todas as ferramentas de análise por meio de processo no ritmo que desejar ou individualmente por meio do índice do site

– Exemplo- Portfólio de recomendações, Ferramenta de priorização do projeto e Ferramenta de acompanhamento do projeto estarão disponíveis como parte das ferramentas de análise de instalação-fábrica-empresa e também como o “Portfólio de Implementação”

O kit de gestão energética

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• Primeiras medidas para entender como a fábrica usa a energia– É surpreendente o número de fábricas que não têm uma idéia

exata

• Excelente ferramenta do Departamento de Energia (DOE) – um “gerador do perfil energético da fábrica”

Além do planejamento

Antigo ditado sobre gerenciamento:

Não se pode controlar o que não foi calculado


Quick Plant Energy ProfilerQuickPEP

• Ferramenta da web que avalia e gera o

perfil energético da fábrica

• O perfil inclui:o Uso e custos dos recursos e

energia da fábricao Tipos e níveis de produçãoo Procedimentos de manutenção

• Identifica as oportunidades potenciais de economia de energia para melhor avaliação

• Mais análises detalhadas podem ser conduzidas com as ferramentas do sistema

• Atualizações futuras para incluir vários idiomas


Website da ferramenta QuickPEP


Gerador de perfil energético de fábricas (QuickPEP 2.0)

Calculadoras de emissões de carbono e energia e linha básica de energia


Resultados da ferramenta QuickPEP

Identificar oportunidades de

economia de energia pelo sistema

Estabecer linhas básicas

Ajuda/Referências

Ferramenta QuickPEP

Ferramenta QuickPEP

SSST/SSATSSST/SSAT

PHASTPHAST

NXEATNXEAT

MotorMaster+ MotorMaster+

AirMaster+AirMaster+

PSAT PSAT

3E+3E+

Ferramenta CHP

Ferramenta CHP

FSAT FSAT

CWSAT CWSAT


SAÍDAS• Quadro geral do uso

e eficiência da energia

• Surtos no uso final• Áreas potenciais

para melhoria da eficiência energética

• Redução potencial do uso geral de energia

ENTRADAS• Descrição• Dados das contas

de serviços públicos

• Informação do sistema• TI• Resfriamento• Força• Geração local

Caso especializado

Gerador de perfis do centro de dados (DC Pro)


Gerando ideias


• Fornece duas ferramentas fáceis

Programa IAC

iac.rutgers.edu/database


Dez listas principais


O Manual ARC é uma “Lista de Ideias”


• O DOE fornece um amplo conjunto de ferramentas de software para avaliação industrial

• Essas ferramentas são de alta qualidade e com suporte total

• As últimas versões estão sempre disponíveis online• Principais categorias das ferramentas

No âmbito da fábricaSteamProcesso de aquecimentoAcionamento a motorCentros de dados

Ferramentas de software do Programa de Tecnologias Industriais (ITP) do Departamento de Energia (DOE)


Oportunidades potenciais de economia de energia

Taxas normais de consumo de energia

* Outros usos de energia complementar tais como iluminação representam menos de 2% do consumo de energia

Sistemas a vapor/aquecimento

60 – 80%

Sistemas demotor elétrico

8-15%Sistemas de bombeamento

7-15%Sistemasde ar comprimido

2-7%

Outros*

< 2%

10% a 30% 5% a 10% 10% a 20% 10% a 20% 5% a 10%

Uso da energia e economia potencial de energia



Ferramentas e recursos de software do Programa de Tecnologias Industriais (ITP) do

Departamento de Energia (DOE) estão disponíveis em http://www.eere.energy.gov/industry/


• Desenvolvidas e apoiadas por especialistas em avaliação energética

• Concebidas para atender às necessidades específicas de uma avaliação energética industrial

• Usadas para identificar oportunidades de economia de energia em todos os Estados Unidos

• Bem documentadas com manuais e estudos de casos

• O Departamento de Energia (DOE) fornece treinamento no uso das ferramentas

• Continuamente desenvolvidas e aperfeiçoadas

• Gratuitas para o público

• Disponíveis em inglês e unidades métricas, e diferentes moedas


Notas


No âmbito da fábrica• Conjunto de ferramentas para

instalações industriais • Quick Plant Energy

Profiler/Integrated Tool Suite (QuickPEP)

Processo de aquecimento• Combined Heat and Power

(CHP) Application Tool • NOx and Energy Assessment

Tool (NxEAT) • Process Heating and Survey

Assessment Tool (PHAST)

Centros de dados• DC Pro Software Tool Suite

Steam• Steam System Scoping Tool

(SSST)• Steam System Assessment Tool

(SSAT)• 3E Plus

Acionamento a motor• AirMaster+ • Fan System Assessment Tool • MotorMaster+ • MotorMaster+ International • Chilled Water System Analysis

Tool (CWSAT)• Pumping System Assessment

Tool (PSAT)



• Quick PEP Ajuda as fábricas a avaliarem a operação em toda a fábrica para identificar oportunidades de economia e eficiência.

• PHAST Ajuda a avaliar o uso de energia em fornalhas e identifica meios de melhorar o desempenho.

• SSAT Ajuda a avaliar benefícios potenciais para melhorias específicas do sistema a vapor.

• CHP Application Tool Permite que os usuários avaliem a viabilidade do CHP para sistemas de aquecimento.

• 3EPlus Insulation Tool Calcula a espessura mais econômica de isolamento para várias condições operacionais.

• NxEAT Avalia emissões de NOx e aplicações de melhorias de eficiência energética no refinamento de petróleoe fábricas de produtos químicos.

Motor Master+ International Ajuda na seleção e gestão de motores de eficiência energética.

PSAT Avalia a eficiência de operações do sistema de bombeamento e quantifica os benefícios da otimização do sistema.

Air Master+ & LogTool Fornece informações abrangentes sobre a avaliação dos sistemas de ar comprimido.

FSAT Avalia a eficiência de operações do sistema de ventilação e quantifica os benefícios da otimização do sistema.

CWSAT Determina requisitos de energia do sistema de água resfriada e avalia oportunidades de economia de custo e energia.



• O tempo não nos permite detalhar todas as ferramentas– Examine duas

• Steam• MotorMaster+

• Ar comprimido e aquecimento serão discutidos em outras apresentações



Steam System Tool Suite

Steam Tools, ferramentas que fazem parte do pacote Steam Tool Suite (SSTS)

• Essas ferramentas incluem:o Ferramenta de delimitação do sistema

a vaporo Ferramenta de medição do sistema a

vaporo 3E Plus – Calculadora de economia

de energia em isolamento


Ferramenta de delimitação do sistema a vapor

• Avalia rapidamente a qualidade geralda operação do sistema a vapor

• Consiste de 26 perguntas qualitativas com base em todos os principais componentes de um sistema a vapor

• As perguntas são separadas nessas áreas principais:o Perfil do sistema a vaporo Práticas operacionais do sistema a vaporo Práticas operacionais de fábricas de caldeiraso Distribuição do vapor, uso final, práticas de recuperação

• A pontuação chega a 340 pontos e também é fornecida em %


Modelo da página

Ferramenta de delimitação do sistema a vapor


Ferramenta de medição do sistema a vapor

• Software de modelagem de sistema a vapor

• Projetos comuns de recuperação de energia podem ser acrescentados a um modelo alternativo

• Isso permite avaliações do tipo "e se" baseadas na inclusão ou remoção de vários projetos

O modelo de sistema a vapor requer o equilíbrio de:

• Massa

• Energia

• Economia

- com base nos custos de combustível e água



• Principal equipamento simulado:– Caldeira– Turbinas de contrapressão– Turbina de condensação– Desarejador– Purgadores de vapor, vazamentos,

perdas de isolamento– Diluições– Tanques de flash– Trocadores de pré-aquecimento de água

de alimentação• Escolha de 1, 2 ou 3 modelos de pressão de

cabeçote• Diagramas esquemáticos de sistemas a vapor

modelo• Estimativas de emissões ambientais locais




• Modificações podem ser simuladas em um modelo alternativo gerado do original

• A estimativa de economia pode ser determinada para combinações de vários projetos de energia ou um projeto individual

• A página “Resumo de resultados” explica o custo e uso de energia de ambos os modelos original e alternativo


• Fornece informação tabelada simples para perda de calor (ou ganho) e temperaturas de superfície

• Fornece informação tabelada simples de custo e economia de energia

• Pode fornecer uma Espessura de Isolamento Econômica para uma determinada aplicação

3E Plus: Calculadora de economia de energia de isolamento


Ferramentas de equipamentos com acionamento a motor

Pumping System Assessment Tool (PSAT)

AirMaster+ & LogTool (Sistemas de ar comprimido)

Fan System Assessment Tool (FSAT)

Motor System Management Tool (MotorMaster+)

Chilled Water System Assessment Tool (CWSAT)


MotorMaster+ International

MotorMaster+ International tem versões em vários idiomas (edição atual disponível em espanhol, francês e inglês)

Ajuda na formulação de uma decisão baseada no plano de gestão de motores.


• A versão atual do software contém bancos de dados de fabricantes de mais de 25.000 motores NEMA e mais de 7.200 motores IEC.

• Valores de eficiência de carga total e parcial

• Dados técnicos para ajudar a otimizar sistemas de acionamento (fator de força, velocidade de carga total, etc.)

• Informações sobre compras de motores, incluindo preços de tabelas e pesos dos motores

Incluir importantes dados de motores


• A análise inclui a seleção do “melhor motor disponível” para uma determinada aplicação fornecendo:– economia de energia, – reduções de demanda, – economia em dólares, – reduções de emissões

de GEF – simples retorno de

investimento, – fluxos de caixa,– ROI

Nova seleção de motores


• Motores não duram para sempre• Uma vez que há motores envolvidos no

processo, a maneira mais rápida de fazê-los voltar a operar é rebobinando– Isso reduz a eficiência!

• MotorMaster+ ajuda as fábricas a decidirem quais motores podem tolerar a rebobinagem ou quais precisam ser substituídos

• Portanto, as fábricas devem estocar motores de reserva para sistemas críticos

Consertar ou substituir?


• Os resultados das ferramentas de software são tão bons quanto a ferramenta e a entrada de dados.

• As ferramentas devem ser usadas para apoiar a análise de engenharia e não para substituí-la.

• Usar uma ferramenta de software sem entender como ela funciona (usar uma “recomendação Caixa Preta”) aumenta o risco

• Podem sempre ocorrer o uso indevido ou um erro de usuário– O senso comum e testes de “indícios” de

resultados são necessários

Uma precaução necessária

Um Novo Dia!!!


Michael R MullerCenter for Advanced Energy Systems (CAES)Rutgers, The State University Of New Jersey73 Brett RoadPiscataway, NJ 08854United States of America

telefone: 732.445.5540fax: 732.445.0730

Informações para contato

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