Potenciales y principales medidas de ahorro en el sector ... · El consumo de energía es función de: El nivel de equipamiento Número de equipos y aparatos con que cuenta la vivienda

Seminario sobre la situación actual y prospectiva energética en México y el Mundo

Académico, Especialidad EnergéticaDr. Gaudencio Ramos Niembro

5 de agosto de 2009

Potenciales y principales medidas de ahorro en el sector doméstico

Temas a tratar

1. Principales Usos Finales de la energía eléctrica en las viviendas

2. Patrones de consumo

3. Potenciales de ahorroi. Aire acondicionadoii. Iluminacióniii. Refrigerador

4. Diseño de la envolvente

5. Ejemplo de cálculo

6. Consumo de energía eléctrica en otros países

7. Conclusiones

Principales usos finales de la energía

El consumo de energía es función de:

El nivel de equipamiento

Número de equipos y aparatos con que cuenta la vivienda

El tipo de equipamiento

Clima templado (no se requiere equipo para climatización; tarifa 1)

Clima cálido (se requiere equipo para climatización; Tarifa 1A a !F)

Forma en que se usa el equipamiento

Ineficiente

Eficiente

Sector doméstico

Consumo por tarifas

Fuente: CFE, 2008

Tarifa Usuarios Por cientoConsumo (MWh/año)

Consumo promedio

por usuario (kWh/año)

Incremento por

climatización (kWh/año)

Consumo por

climatización (MWh/año)

1 15,525,602 -54.6 18,453,395 1,1891A 1,658,404 --5.8 2,086,262 1,258 69 114,420

1B 3,227,847 -11.4 5,130,431 1,589 400 1,292,5211C 4,375,479 -15.4 10,579,129 2,418 1,229 5,376,684

1D 1,078,979 --3.8 3,080,264 2,855 1,666 1,797,3581E 1,142,941 --4.0 4,126,351 3,610 2,421 2,767,3941F 857,648 --3.0 4,943,656 5,764 4,575 3,923,913

DAC 562,349 --2.0 4,023,592 7,155 ND ND

TOTAL 28,429,249 100.0 52,423,080 1,844 15,272,290 29%

Consumo de electricidad

Por usos finales

Si suponemos que en el sector residencial, el 34 % de la energía se utiliza para climatización en lugar del 29%, que no considera a los usuarios DAC, el consumo esperado por usos finales es el siguiente:

Uso final Por cientoConsumo

(MWh)% Consumo

nacional

Climatización _ 34 17,823,847 _

8.58

Iluminación _ 26 13,630,001 _6.73Refrigerador _ 20 10,484,616 _5.04Entretenimiento _ 13 6,815,000 _3.36Otros _ 7 3,669,616 _1.68Total 100 52,423,080 25.40

Patrones de consumo

Consumos mensuales

Clima templado

220

240

260

280

E F M A M J J A S O N D

Meses

kWh

Clima calido (extremoso)

0

2000

4000

6000

E F M A M J J A S O N D

Meses

kWh

El consumo mensual es aproximadamente el mismo a lo largo del año

El consumo mensual durante la época de verano, es varias veces el de la época de invierno, además de que varía de mes a mes

Clima templado

Consumo promedio mensual Por rango de consumo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hora

0

0.1

0.1

0.2

0.2

0.3

0.3

0.4kWh

Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

Fuente: 120 usuarios en el Distrito Federal, IIE-CFE, 1996

El perfil es muy parecido, y

La magnitud de consumo depende del nivel (cantidad) de equipamiento

Clima templado

Consumo promedio mensual Por época del año

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Tiempo

0

0

0

0.1

0.1

0.1kWh

G1_MAY G1_JUN G1_JUL G1_AGO

Fuente: 120 usuarios en el Distrito Federal, IIE-CFE, 1996

El consumo promedio diario es el mismo, sin importar el mes, y

La única diferencia es el hábito al levantarse y acostarse, con y sin vacaciones

Clima cálido (extremoso)

Consumo promedio mensual (invierno) Por rango de consumo

Fuente: 40 usuarios en Mexicali, B.C., IIE-CFE, 1996

El perfil es muy parecido, y

La magnitud de consumo depende del nivel (cantidad) de equipamiento

La forma de la demanda es la misma que en clima templado


Consumo promedio mensual (verano) Por tipo de equipamiento

El consumo es función del tipo y forma y uso del equipamiento

Ventilador

Enfriador evaporativo (cooler)

Aire acondicionado (de ventana, central)



Consumo promedio mensual Por tipo de equipamiento


0500

10001500200025003000

e f m a m j j a s o n dmes

kWh/

mes

AA central AA central AA ventana

AA ventana enfriador evaporativo Ventilador

Potenciales de ahorro: Aire acondicionado

Medidas para ahorro por Aire acondicionado

Ahorro de energía (valores promedio de estudios y normas) Sustitución de equipo ineficiente por eficiente (1, 1.5 y 2 toneladas): Consumo: 44 % (de 29 a 47%) Demanda: 28% (de 5.56 a 34%)

Aislamiento de techo y sustitución de equipo ineficiente Consumo: 50 %

Equipo de climatización eficiente: Consumo: 6 % (NOM)

Uso eficiente de la energía Horario de operación adecuado

Confort Temperatura de confort Uso del equipo cuando se tiene más de 25 °C - 29 °Celsius

Sustitución de aire acondicionado (ineficiente por eficiente)

0.0.25

0.5

0.751.

1.251.5

0.5.10.

15.20.25.30.

10/12/00 12:00 10/12/00 18:00 Viernes 10/13/00 0:00 10/13/00 6:00

Hora

Aire Acondicionado nuevo Temperatura

Aire Acondicionado nuevo y temperatura (12 al 13 de octubre)

0.0.25

0.5

0.751.

1.251.5

0.5.10.

15.20.25.30.

10/9/00 12:00 10/9/00 18:00 Martes 10/10/00 0:00 10/10/00 6:00

Hora

Compresor AA viejo Ventilador AA viejo Temperatura

Aire Acondicionado viejo (compresor y ventilador) y temperatura (9 al 10 de octubre)

Fuente: Usuario Mérida, Yuc.; IIE-Fide, 2000

Potenciales de ahorro: Iluminación

Medidas de ahorro en iluminación Ahorro de energía (valores promedio de normas) Nuevas tecnologías Lámparas fluorescentes compactas: 80% de ahorro

Comprar la lámpara adecuada a cada servicio (calida y blanca)

Diodos: hasta 95 % de ahorro Iluminación natural (tubos solares): 100 % de ahorro en el día

Sistemas de control de encendido y apagado (sensor de presencia) En lo que respecta al entorno Pinturas clara en muros Permitir la entrada de luz a través de las ventanas

Uso eficiente de la energía Aprender a utilizar la iluminación natural Usar la iluminación cuando se necesite

Confort Tener el nivel de iluminación adecuado a cada uso final Utilizar la iluminación adecuada (ejemplo: cuidado con las dicroicas)

Fuente: Programa Ilumex; CFE

Consumo de iluminación

porciento de iluminación

0

50

100

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23Hora del día

Matutino: 10 %

Nocturno: 70 %

“Carga base”: 20 %

Consumo promedio horario -

diario:

Potenciales de ahorro: Refrigerador

Medidas de ahorro en el refrigerador Ahorro de energía (valores promedio de estudios y normas) Cambiar su refrigerador viejo por uno nuevo Primera norma en 1995 Tercera generación de normas

Consume el 60% de energía

Existen equipos con alta tecnología

Información/operación complementaria (temperatura,vacaciones, etc.)

Pantalla con consumos de los usos finales en la vivienda (nuevo)

Tiempo de vida estimado: 15 años Uso eficiente de la energía Operarlo adecuadamente Mantenerlo lejos del calor (estufa y ventanas) Permitir la circulación del aire en la parte posterior Abrirlo lo necesario

Confort Control de temperatura en compartimentos

Factor de consumo estacional en clima extremoso:

Fuente: UABC

Consumo de estacional

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Enero

Febre

ro

Marzo Ab

ril

Mayo

Junio Julio

Agos

toSe

ptiem

bre

Octub

reNo

viemb

reDic

iembre

mes

Fact

or

Operación: Bien

Fuente: Mérida, Yuc. IIE, Fide, 2000

Ciclado de un refrigerador

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

00:00 06:00 12:00 18:00 24:00

Tiempo

kWh

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

00:00 06:00 12:00 18:00 24:00

Tiempo

kW

Operación: Regular -

Mal

0.

0.2

0.4

0.6

0.8

1.

10/28/00 1:00 10/28/00 7:15 10/28/00 13:30 10/28/00 19:45

hora

Total

Aire acondicionado ineficiente

Refrigerador que no cicla

Diseño de la envolvente

Medidas de ahorro en la envolvente Ahorro de energía (estudios)

Aislamiento de techos y muros: 60 % Techos: 40% Muros: 20%

Reducción de la entrada de los rayos del sol Volados Remetimientos Partesoles

Iluminación (no permitir la entrada de los rayos solares) Tragaluces Colores claros al interior persianas, cortinas

Uso de vegetación Ventilación natural Orientación

Uso eficiente de la energía Mejores prácticas: temperatura de confort, iluminación natural, etc.

Confort Mejores prácticas: ventilación natural, iluminación natural, etc.

Cargas Térmicas en una vivienda

Externas Techo Muros Ventanas Infiltración

Internas Equipamiento Personas

Sin medidas de control pasivo (techo y muros):

VENTANAS

INFILTRACION

MUROS

TECHO

CARGA INTERNA

PUERTAS

Comportamiento térmico de la vivienda (Teórico)

Fuente: Usuario Mexicali, B.C.; IIE-Conuee, 1997

Con el techo aislado: reducción del 40%

VENTANAS

INFILTRACION

MUROS

TECHO

CARGA INTERNA

PUERTAS



Con el techo y los muros aislados: reducción del 60%

VENTANAS

INFILTRACION

MUROS

TECHO

CARGA INTERNA

PUERTAS



5%

15%

25%

35%

45%

55%

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Relación de areas ventana/paredcon

sum

o de

ene

rgía

impu

tabl

e a

carg

a té

rmic

a a

trav

és d

e la

s ve

ntan

as

México D.F.

Mérida

Monterrey

Mexicali

Impacto del tamaño de la ventana VIVIENDA

Fuente: IIE, Conae; 1997

Consumo de energía eléctrica en funcióndel área de las ventanas:●

Vidrio claro de 3 mm

0%

10%

20%

30%

40%

50%

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Relación de areas ventana/paredCon

sum

o de

ene

rgía

impu

tabl

e a

la c

arga

térm

ica

a tr

avés

de

las

vent

anas

México D.F.

Mérida

Monterrey

Mexicali

Impacto del tamaño de la ventana EDIFICIO


Consumo de energía eléctrica en funcióndel área de las ventanas:●

Vidrio claro de 3 mm

Impacto del volado

Volado del ancho de la ventana:●

Ventana al sur


00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Ancho/Altura de ventana (W/H)

Frac

ción

de

vent

ana

sin

som

bra

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

(L/H)

H = Altura de la ventana

W = ancho de la ventana

L = Ancho del volado

W

LH

LH

W

Impacto de la ventana remetida

Ventana en dirección este:●

Latitud 19°

y hasta 23°


H = Altura de la ventana

W = ancho de la ventana

L = Remetimiento

(W/H)

Impacto de partesol

Factores de sombreado exterior:●

Ventana sur latitud 23-28°


00.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

0 0.5 1 1.5 2 2.5

Proyección del partesol

/ ancho ventana (L/W)

Fact

or d

e so

mbr

eado

ex

terio

r Modelado

Regresión

Ejemplo de cálculo

Caso de estudio

Descripción de la vivienda

3 recámaras

Sala – comedor

1 baño

Cocina

Pórtico

Patio interior

Escenarios1. Equipo ineficiente2. Sustitución de equipos ineficientes por eficientes3. Mejores prácticas: ahorro adicional

Apagar las luces cuando no se necesitan

Apagar la televisión cuando no se está viendo

Etc.

Temas a tratarEspacio Equipamiento Cantidad

Consumo (Watts)Tiempo de utilización (horas/día)

Días de uso por semana

Consumo en estado de

espera (watts/hora)

Consumo mensual (kWh)

Ineficiente EficienteCon

equipo ineficiente

Con equipo

eficiente

Pórtico Lámpara de pared 1 75 16 05:00 7 0 11.25 2.40

Sala

Lámpara de techo 3 60 12 03:00 7 0 16.20 3.24

Televisión (21") 1 140 80 05:00 7 2 22.44 13.44

Equipo de música 1 60 03:00 7 3 7.56 7.56

Lámpara de mesa 1 60 12 00:30 7 0 0.90 0.18

Comedor Lámpara de techo 3 60 12 02:30 7 0 13.50 2.70

Cocina

Refrigerador (14 ft3) 1 1100 360 00:00 7 0 82.50 27.00

Lámpara de techo circular 1 20 04:00 7 0 2.40 2.40

Horno de microondas 1 1,300 00:15 7 1 10.47 10.47

Licuadora 1 400 00:15 7 0 3.00 3.00

Tostador de pan 1 700 00:05 7 0 1.75 1.75

Cafetera 1 850 00:10 3 0 1.70 1.70

Patio interiorLámpara de techo 1 75 16 03:00 6 0 6.75 1.15

Lavadora de ropa 1 200 160 00:45 6 0 4.50 2.88

Plancha 1 900 01:00 6 0 27.00 21.60

BañoLámpara de techo 1 75 16 01:50 7 0 3.38 0.72

Lámpara de pared 1 60 12 00:30 7 0 0.90 0.18

Recámara 1Lámpara de techo 1 100 20 04:00 7 0 12.00 2.40

Lámpara de mesa 1 60 12 01:00 7 0 1.80 0.36

Radio con reloj 1 20 03:00 7 2 3.24 3.24


Lámpara de mesa 1 60 12 01:00 7 0 1.80 0.36

Radio con reloj 1 20 03:00 7 2 3.24 3.24


Lámpara de mesa 1 60 12 01:00 7 0 1.80 0.36

Radio con reloj 1 20 03:00 7 2 3.24 3.24

Escalera Lámpara de techo 1 60 20 03:00 7 0 5.40 1.80

TOTAL 266.71 120.97

Resumen

Con equipo eficiente:

Resumen

Equipo ineficiente (kWh/mes)

Equipo eficiente (kWh/mes)

Evitando desperdicio y utilizando equipos eficientes (kWh/mes)

Consumo Por ciento Consumo Por ciento Ahorro Consumo Por ciento

Iluminación 96.08 36 21.85 18

20%

17.48 18

Conservación de alimentos 82.50 31 27.00 22 21.60 22

Entretenimiento 39.72 15 30.72 25 24.58 25

Otros 48.42 18 41.40 34 33.12 34

Total 266.71 100 120.97 100 20% 96.78 100

kWh/mes Por ciento kWh/mes Por ciento

Reducción de consumo por sustitución de equipos ineficientes por eficientes 145.74 55 169.94 64

Resumen

Con equipo eficiente y mejores prácticas:

Resumen

Equipo ineficiente (kWh/mes)

Equipo eficiente (kWh/mes)

Evitando desperdicio y utilizando equipos eficientes (kWh/mes)

Consumo Por ciento Consumo Por ciento Ahorro Consumo Por ciento

Iluminación 96.08 36 21.85 18

20%

17.48 18

Conservación de alimentos 82.50 31 27.00 22 21.60 22

Entretenimiento 39.72 15 30.72 25 24.58 25

Otros 48.42 18 41.40 34 33.12 34

Total 266.71 100 120.97 100 20% 96.78 100

kWh/mes Por ciento kWh/mes Por ciento

Reducción de consumo por sustitución de equipos ineficientes por eficientes 145.74 55 169.94 64

Consumo de energía en otros países

Consumo promedio, por viviendaPaís

Consumo (kWh/año)

Sin climatización ni calentamiento de agua

Con climatización y calentamiento de agua

SueciaDepartamento 2,954

Casa 5,034

Dinamarca 3,175

Italia 3,358

Francia 2,500

Promedio EU-15 (1) 4,343

Estados Unidos (1) 7,457 10,654

Australia 6,930

México

1 1,189

1A 1,258

1B 1,589

1C 2,418

1D 2,855

1E 3,610

1F 5,764

(1) En promedio, el calentamiento de agua y la climatización representa el 30%

Conclusiones

1. Haciendo un uso eficiente de la energía, es decir, aprendiendo a usar la energía que nos proporcionan los usos finales (por ejemplo, mantener un foco encendido sólo cuando se requiere);

2. Usando equipos eficientes, es decir, sustituyendo equipos y aparatos ineficientes por eficientes, que consumen menos energía y que proporcionan el mismo servicio (por ejemplo, usar un foco ahorrador en lugar de uno incandescente)

3. La combinación de ambas alternativas, a la cual se le conoce como ahorro y uso eficiente de la energía; y

4. El uso de energías alternativas, que no requieren el uso de combustibles fósiles, o de combustibles que dañen el ambiente (por ejemplo, utilizar la luz natural en lugar de un foco, o calentar agua con un calentador solar).

El uso sustentable de la energía se puede alcanzar de cualquiera de las siguientes formas:

¡¡

Muchas gracias !Muchas gracias !

Fuentes alternas

Uso eficientede la energía

Combate aldesperdicio

TecnologTecnologííaa

CulturaCultura

EnergEnergíías as renovablesrenovables

¡¡PensemosPensemosdiferente !diferente !

El ahorro de energía NOatenta contra:

Seguridad

Bienestar

Economía

Medio ambiente

Calidad

Productividad

Se requiere: Normatividad Acciones de Gobierno que sirvan de ejemplo Mecanismos de financiamiento novedosos Considerar el ciclo de vida de las tecnologías

Nuevo Paradigma

Slide Number 1Temas a tratarSlide Number 3El consumo de energía es función de:Sector domésticoConsumo de electricidadSlide Number 7Consumos mensualesClima templadoClima templadoClima cálido (extremoso)Clima cálido (extremoso)Clima cálido (extremoso)Slide Number 14Medidas para ahorro por Aire acondicionadoSlide Number 16Slide Number 17Medidas de ahorro en iluminaciónSlide Number 19Slide Number 20Medidas de ahorro en el refrigeradorSlide Number 22Slide Number 23Slide Number 24Medidas de ahorro en la envolventeCargas Térmicas en una viviendaSlide Number 27Slide Number 28Slide Number 29Impacto del tamaño de la ventana VIVIENDAImpacto del tamaño de la ventana VIVIENDAImpacto del tamaño de la ventana EDIFICIOImpacto del tamaño de la ventana EDIFICIOImpacto del voladoImpacto de la ventana remetidaImpacto de partesolSlide Number 37Caso de estudioTemas a tratarResumenResumenSlide Number 42Consumo promedio, por viviendaSlide Number 44Slide Number 45Slide Number 46

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Potenciales y principales medidas de ahorro en el sector ... · El consumo de energía es función de: El nivel de equipamiento Número de equipos y aparatos con que cuenta la vivienda