Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
A UTILIZAÇÃO RACIONAL DE A UTILIZAÇÃO RACIONAL DE
ENERGIAENERGIA
Miguel P. N. Águas
Instituto Superior Técnico – DEM - SAE
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
A UTILIZAÇÃO RACIONAL DE ENERGIAA UTILIZAÇÃO RACIONAL DE ENERGIA
TÓPICOS A ABORDAR:
MEDIDAS DE POUPANÇA
R.G.C.E: O REGULAMENTO DE GESTÃO DOS CONSUMOS DE ENERGIA
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R.G.C.E. – O REGULAMENTO DE GESTÃOR.G.C.E. – O REGULAMENTO DE GESTÃODOS CONSUMOS DE ENERGIADOS CONSUMOS DE ENERGIA
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ENCONTRA-SE REGULAMENTADO NA SEGUINTE LEGISLAÇÃO:
•Decreto-Lei nº 58/82, D.R. nº 47, I Série de 1982/02/26
•Portaria nº 359/82, D.R. nº 81, I Série, de 1982/04/07
•Despacho nº 10/88, D.R. nº 125, II Série, de 1988/05/30
R.G.C.E. R.G.C.E.
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OBJECTIVO:
PROMOVER A REDUÇÃO DE CONSUMO DE ENERGIA PRIMÁRIA
NACIONAL ATRAVÉS DA DIMINUIÇÃO DOS VALORES DE
CONSUMO ESPECÍFICO.
R.G.C.E. R.G.C.E.
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ASSENTA EM DOIS TÓPICOS:
•CONVERSÃO DOS CONSUMOS PARA ENERGIA PRIMÁRIA:
•CÁLCULOS UTILIZANDO CONSUMOS ESPECÍFICOS:
R.G.C.E. R.G.C.E.
1 MWh 0.29 tep 1000 m3 gás natural 0.82 tep1 ton propano 1.14 tep 1000 l gasolina super 0.75 tep1 ton fuel 0.969 tep 1000 l gasóleo 0.835 tep
Consumo Energético anual (kgep/ano)
Produção anual (ton/ano)CE (kgep / ton) =
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INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS ABRANGIDAS:
•Consumo anual superior a 1000 tep/ano.
•Exemplos:
- 3.450 MWh/ano de consumo eléctrico
- 877 ton/ano de propano
- 1.220.000 m3/ano de gás natural
- 1.032 ton/ano de fuel
R.G.C.E. R.G.C.E.
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OBRIGA AS INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS:
•Auditoria Energética, de 5 em 5 anos;
•Plano de Racionalização, aprovado pela Direcção-Geral
de Energia, para um período de 5 anos;
•Acompanhamento trimestral e anual do Plano de Racionalização;
•Estabelece penalizações.
R.G.C.E. R.G.C.E.
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REDUÇÃO DO CONSUMO ESPECÍFICO
1. Existe valor de K de referência e é inferior a CE0:
2. Não existe valor de K de referência ou é superior a CE0:
CE0 + K
2CE5 <
CE5 < CE0 95%
Redução para o valor médio de CE0 e K
Redução de 5%
R.G.C.E. R.G.C.E.
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EXEMPLO CONCRETO:EXEMPLO CONCRETO:
•Produção = 338 ton de moldes / anoProdução = 338 ton de moldes / ano
•Consumos energéticos:Consumos energéticos:
- Energia eléctrica = 6.153 MWh/ano => 1.784 tep/ano- Energia eléctrica = 6.153 MWh/ano => 1.784 tep/ano
- Gás Propano = 389 ton/ano => 443 tep/anoGás Propano = 389 ton/ano => 443 tep/ano
- Total = 2.227 tep/ano > 1.000 tep/ano => Total = 2.227 tep/ano > 1.000 tep/ano => ABRANGIDOABRANGIDO
•Consumo específico => CEConsumo específico => CE00 = 6.589 kgep/ton = 6.589 kgep/ton
•Não existe K de referência definido => CENão existe K de referência definido => CE55 = 95% = 95% CE CE00 = 6.260 kgep/ton = 6.260 kgep/ton
•Poupança energética correspondente = 111 tepPoupança energética correspondente = 111 tep
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EXEMPLO CONCRETO:EXEMPLO CONCRETO:
•Factura energética:Factura energética:
- Energia eléctrica = 79.200 ct/ano => 395.048 €/ano- Energia eléctrica = 79.200 ct/ano => 395.048 €/ano
- Gás Propano = 37.000 ct/ano => 184.555 €/anoGás Propano = 37.000 ct/ano => 184.555 €/ano
- Total = 116.200 ct/ano => 579.603 €/anoTotal = 116.200 ct/ano => 579.603 €/ano
•Redução da factura até ao final dos 5 anos:Redução da factura até ao final dos 5 anos:
- 5.810 ct => 28.980 €- 5.810 ct => 28.980 €
•Se as medidas de poupança de energia forem aplicadas no primeiroSe as medidas de poupança de energia forem aplicadas no primeiro
ano o benefício económico corresponde a cerca de 30.000 € /ano.ano o benefício económico corresponde a cerca de 30.000 € /ano.
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Aumento da temperatura de entrada do ar primário no forno provoca
uma redução do consumo de combustível;
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
1 –PRÉ-AQUECIMENTO COM A EXAUSTÃO
•Instalação de um permutador de calor na chaminé do forno de fusão;
•Instalação de condutas de ligação do permutador aos ventiladores
de ar primário do forno.
A medida consiste em duas acções:
Resultado:
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1 –GASES DE EXAUSTÃO DOS FORNOS (CONT.)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
15:00 18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00
Tempo (min)
Tem
pe
ratu
ra (
ºC)
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
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2 – ALTERAÇÃO TECNOLÓGICA
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
Factor de Comparação
Forno a Gás Forno de Indução
Investimento Menor Maior
Consumo de Energia (kcal/ton)
Maior Menor
Velocidade de fusão Menor Maior
Efeito de "agitação " (stirring efect)
Nenhum É função da freq. e pot. aplicada
Homogeneidade da liga
Não homogénio Muito boa, efeito "agitação "
Condições de trabalho
Difíceis Boas
Geração de poeiras e fumos
Maior Menor
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3 – CONVERSÃO PARA GÁS NATURAL
Particularmente interessante no caso de empresas que consomem
gás propano => preço do gás natural é significativamente mais baixo.
•A conversão nos equipamentos é muito simples => já que muitos
queimadores de propano são compatíveis com a queima de gás natural
=> necessitando de uma simples afinação.
•Eliminação dos depósitos de gás propano.
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
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4 - ILUMINAÇÃO EFICIENTE
- Aproveitamento de luz natural do edifício.
- Utilização mais eficientes:
•Lâmpadas descarga vapor de sódio em vez de vapor de mercúrio;
•Utilizar balastros de alta frequência nas lâmpadas fluorescentes;
- Utilização controlos automáticos de iluminação;
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
- Utilização de iluminação localizada;- Utilização de iluminação localizada;
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5 – VARIADORES DE FREQUÊNCIA
Aplicação em bombas e ventiladores, em que o fluxo é variável.
•Grande redução do consumo eléctrico => a redução da velocidade
para metade conduz a 8 vezes a redução do consumo;
Vantagens:
•Redução do consumo evitando estrangulamentos.
Potência = K (Velocidade do ar, água)3
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
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MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
5 – VARIADORES DE FREQUÊNCIA
AABB
CC
AA - Situação normal: - Situação normal:
-Q=17.500 m-Q=17.500 m33/h/h
-P=2.8 kW-P=2.8 kW
BB – Com estrangulamento: – Com estrangulamento:
-Q=8.800 m-Q=8.800 m33/h/h
- P=1.1 kW (< 2.5 vezes) - P=1.1 kW (< 2.5 vezes)
CC – Redução ½ na velocidade: – Redução ½ na velocidade:
-Q=8.800 m-Q=8.800 m33/h/h
-P=0.38 kW (< 7.4 vezes)-P=0.38 kW (< 7.4 vezes)
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6 –ENERGIA REACTIVA
Como melhorar o factor de potência:
•Acção directa sobre as causas;
•Compensação local ou global.
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
Facturação => cos Facturação => cos < 0.93 < 0.93
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6 – ENERGIA REACTIVA
•Diminuição da factura de electricidade (Payback < 1 ano);
•Menores flutuações de tensão na rede;
•Aumento da vida útil dos equipamentos;
•Instalação de novos equipamentos sem necessidade de reforço da
instalação eléctrica.
Vantagens da compensação:
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
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7 – AR COMPRIMIDO – ESCALÕES
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00
Po
tên
cia
Elé
ctri
ca
(kW
)
3ª Feira 4ª Feira 5ª Feira 6ª Feira Sábado Domingo
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“Uma fuga de ar comprimido à pressão de 6 bar, através de um
orifício de 1 mm e ao fim de uma hora, equivale ao consumo
eléctrico de 0.3 kWh, ou seja, aproximadamente 75 €/ano.”
•Nas ligações entre a tubagem metálica e as mangueiras de
borracha;
Onde estão?
•Ao longo das mangueiras de borracha, que podem conter furos ou
fissuras.
7 – AR COMPRIMIDO - FUGAS
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
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7 – AR COMPRIMIDO - FUGAS
Consumo correspondente = 155 MWh/ano => 11.470 €/ano
0
20
40
60
80
100
120
00:00 01:30 03:00 04:30 06:00 07:30
Potência média Potência máxima Potência minima
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
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Trata-se de um compressor capaz de acompanhar por si só a
flutuação do consumo de ar comprimido a todo o instante
eliminando assim o funcionamento em vazio, mantendo constante a
pressão da rede de distribuição, através da variação contínua da
velocidade do motor.
O que é?
7 – AR COMPRIMIDO - VELOCIDADE VARIÁVEL
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
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7 – AR COMPRIMIDO – VELOC. VARIÁVEL (CONT.)
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00
Po
tên
cia
Elé
ctri
ca
(kW
)
2ª Feira 3ª Feira 4ª Feira