AHORRO DE ENERGÍA EN SISTEMAS ELÉCTRICOS

INDUSTRIALES

Dirección de Energías Renovables y Eficiencia Energética

Ministerio de Energía y MinasPrograma de Naciones Unidas para el

DesarrolloIng. Santiago Sánchez M. M.Sc. M.E.E.

ssanchezm@menergia.gov.ec

OBJETIVOS DEL AHORRO DE ENERGÍA

• Reducción del consumo de energía eléctrica (Planilla de luz)

• Mejorar las condiciones de funcionamiento de los equipos

• Extender la vida útil de la planta• Mejorar los procesos productivos • Disminuir las pérdidas de potencia • Optimizar los recursos• Reingeniería y mejoramiento para cumplir normas

de calidad • Impacto positivo en el medio ambiente• Responsabilidad ciudadana• Manejo integral de los residuos

EL AHORRO DE LA ENERGÍA

CONOZCO EL SISTEMA

ELÉCTRICO

IDENTIFICO AREAS

PROBLEMAS

TOMO MEDIDAS CORRECTIVAS

EVALÚO LOS RESULTADOS

Paso 1) CONOCIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Y SUS

RELACIONES A) EL MEDIO ELÉCTRICO

• ¿Cómo funciona un sistema eléctrico? • ¿Qué es la electricidad?• Generación, transmisión, distribución• Parámetros eléctricos: Corriente, voltaje,

resistencia.• Potencia y Energía• Cargas: inductiva, capacitiva, resistiva• Los elementos eléctricos: motores,

ventiladores, transformadores, bombas, sistemas de control, iluminación, conductores, capacitores.

• Carga y demanda eléctrica

Paso 1) CONOCIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Y SUS

RELACIONES B) LA EMPRESA ELÉCTRICA

• Es el proveedor del servicio• Estudiar las regulaciones aplicables: Ley de

régimen del sector eléctrico, regulaciones del CONELEC, normativas, ordenanzas

• Conocer a los suministradores y fabricantes de equipos

• Pedir una asesoría técnica adecuada y seria

• Experiencias de los usuarios similares• Impuestos y adicionales de la planilla

Paso 1) CONOCIMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Y SUS

RELACIONES 3) EL USUARIO (INDUSTRIA)

• Procesos productivos• Uso de la energía: electricidad y calor• Los insumos• El producto• Los residuos• Capacidad y experiencia del personal de

planta y de ingeniería (diseño, planificación)

• Estar informado de las nuevas tecnologías• Información de las planillas de consumo

de energía (histórico)

Paso 2) IDENTIFICO LOS PROCESOS SUSCEPTIBLES DE

MEJORAMIENTO O CON PROBLEMAS

• Determino la capacidad instalada• Calculo la demanda eléctrica (consumo)

mediante mediciones independientes y totalizadas

• Inventario actualizado del equipamiento eléctrico con los parámetros de cada elemento, incluyendo tiempos de funcionamiento

• Dispongo o actualizo los planos de las instalaciones eléctricas: fuerza, control, Elaboro de manera precisa los procesos productivos con consumos

Paso 2) IDENTIFICO LOS PROCESOS SUSCEPTIBLES DE

MEJORAMIENTO O CON PROBLEMAS

• Histórico de registros de mantenimiento, reparaciones, costos, problemas

• Estudio los parámetros de demanda y consumo

• Empiezo por los procesos de mayor consumo: bombas, grandes motores, transformadores, iluminación

• Hago un estudio financiero de las medidas correctivas

• Me decido por la solución

Paso 3) TOMO LAS MEDIDAS DE CORRECCIÓN 1) EXÓGENAS

Aquellas que no podemos controlar directamente

• Condiciones del suministro de la Empresa Eléctrica:

• Calidad: Voltaje, frecuencia, potencia• Oportunidad: Cuando se la requiere • Cantidad. En los volúmenes exigidos• Confiabilidad. Seguridad en el suministro• Precio: Razonable• Servicio: Mantenimiento

Paso 3) TOMO LAS MEDIDAS DE CORRECCIÓN 2) ENDÓGENAS

Sobre las que tenemos el control

TÉCNICASOPERATIVAS AUTOGENERACIÓN

MEDIDAS DE CORRECCIÓN Técnicas

• Mejoramiento del factor de potencia• Desconexión de motores eléctricos y

transformadores trabajando en vacío• Selección adecuada de la potencia y tipo

de los motores eléctricos• Uso de transformadores y motores de

alta eficiencia• Aplicación de accionamientos eficientes• Operación económica de

transformadores

MEDIDAS DE CORRECCIÓN Técnicas

• Selección adecuada de la potencia de los transformadores

• Mejora de la efectividad y de la eficiencia en los sistemas de iluminación

• Mejora de la calidad de la energía eléctrica• Reparación eficiente de las máquinas

eléctricas• Incremento de voltaje nominal de operación

de los motores• Selección correcta de los calibres de los

conductores• Revisión del medidor eléctrico

MEDIDAS DE CORRECCIÓNOperativas

• Control de la demanda máxima y del consumo de energía eléctrica

• Horarios de funcionamiento • Programación eficiente de los procesos y

su control • Ubicación adecuada de los centros de carga• Realizar auditorías energéticas• Procurar el financiamiento para ejecutar las

medidas

MEDIDAS DE CORRECCIÓNAutogeneración

• Aprovechamiento de los residuos para producción de electricidad y calor

• Aprovechamiento de las capacidades de generación y cogeneración

MEDIDAS DE CORRECCIÓN Mejoramiento del Factor de Potencia

Potencia activa P = VI cos F (kW) TrabajoPotencia reactiva Q = VI sen F (KVAR) PérdidasPotencia aparente S= P + Q (KVA) Consumo $$Factor de potencia = cos -> 1 Q --> cero

P

QS

MEDIDAS DE CORRECCIÓN Mejoramiento del Factor de Potencia

Compensación reactiva

kVARc=kW(tantanQ1-Q2kVARc

P1 = P2 = kW

Q1

S1

Q2S2<S1

MEDIDAS DE CORRECCIÓN Mejoramiento del Factor de Potencia

MEDIDAS DE CORRECCIÓNControl de la Demanda Máxima

Administración y control de las cargas eléctricas para reducir los cargo por demanda máxima de potencia y por consumo de energía, durante ciertos períodos de tiempo, de acuerdo con la tarifa que se aplica

MEDIDAS DE CORRECCIÓNControl de la Demanda Máxima

Consideraciones:

FACTOR DE CARGA: Carga Promedio/ Carga Pico

IDENTIFICACIÓN DE LAS CARGAS: Base, cíclicas, esporádicas

MÉTODOS DE CONTROL DE LA DEMANDA MÁXIMA

Control manual

Control automático

- Instrumentos: Analizador de redes P,Q,S, f.p.,V,I,R,armónicos

MEDIDAS DE CORRECCIÓNAccionamientos Eficientes (variadores de velocidad)

Control de la velocidad de los motores de inducción en corriente alterna mejorar su eficiencia. La velocidad del motor depende de la frecuencia y del número de polos.

Q

nomη.η 90=

nomηη =

H

C u r v a sd e l s is t e m a

0 0

1 .0

1 .2 5

0 .7 1 . 0

B

A

nomη.η 950=

nomηη =

Q

H

C u r v a d e ls is t e m a

0 0

1 .0

0 .7 1 . 0

0 .6

A

B

Reducción de la potencia requerida con el control de velocidad variable en lugar del estrangulamiento en una bomba

nf

Ps 120

MEDIDAS DE CORRECCIÓNSustitución de motores

•Determino la eficiencia de los motores

•Motores subcargados

•Motores monofásicos

•Selección del motor adecuado para cada trabajo

•Motores asincrónicos de alta eficiencia•Instalaciones nuevas•Compra de equipos como compresores, sistemas de calentamiento, refrigeración, A/C bombas.•Remodelación de instalaciones•En lugar de reparar un motor viejo•Por motores subcargados y sobredimensionados•Como parte de programas de mantenimiento preventivo

MEDIDAS DE CORRECCIÓNEficiencia de sistemas de iluminación

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

710131720223235405570901351601802504001,000Potencia Eléctrica

W

Vapor de Sodio en Baja Presión

Vapor de Sodio en Alta Presión

Aditivos y Halogenuros Metálicos

Fluorescentes Convencionales

Fluorescentes Ahorradores

Vapor de Mercurio

Luz Mixta

Incandescentes

AUTOGENERACIÓN

La industria aprovecha de sus residuos para la producción de electricidad y calor para uso propio interno y para venta.

FUENTES RENOVABLES•Solar térmica•Solar fotovoltaica•Eólica•Biomasa

Potencial energético de los residuos: Agrícolas, Industriales, Municipales

MÉTODOS DE APROVECHAMIENTO•Combustión directa•Digestión anaeróbica•Gasificación•Biocombustibles