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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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
R.G.C.E. – O REGULAMENTO DE GESTÃOR.G.C.E. – O REGULAMENTO DE GESTÃODOS CONSUMOS DE ENERGIADOS CONSUMOS DE ENERGIA
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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.
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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.
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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) =
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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.
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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.
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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.
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
R.G.C.E. R.G.C.E.
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
R.G.C.E. R.G.C.E.
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.
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
MEDIDAS DE POUPANÇAMEDIDAS DE POUPANÇA
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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:
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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;
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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)
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
“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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
Energy Management and Policy Miguel Águas –2002
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
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A UTILIZAÇÃO RACIONAL DE ENERGIA ÉA UTILIZAÇÃO RACIONAL DE ENERGIA É
POSSÍVEL E COMPENSAPOSSÍVEL E COMPENSA