Universidad Nacional de Ingeniera Facultad de Ingeniera Qumica

Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ingeniería Química y Textil AHORRO DE ENERGIA EN INSTALACIONES INDUSTRIALES

Introducción La energía es un factor de gran relevancia para la industrialización y desarrollo económico de un país; es por ello de suma importancia aprovechar al máximo las fuentes energéticas dentro del mismo. � En las industrias habrá muchos sistemas para operar en diversos procesos necesarios para el funcionamiento de la misma, las cuales deben operar a alta eficiencia; es por ello necesario el ahorro energético y la supervisión permanente de las instalaciones que hacen posible los procesos industriales; así como estimar el costo ambiental originando durante dicho proceso. � La demanda de electricidad aumentará considerablemente en los próximos años, mientras que el crecimiento de la capacidad instalada es precario. Los costos de los combustibles y los de la generación eléctrica se espera que aumenten sustancialmente. �

Auditoria energética Consiste en una evaluación objetiva de una empresa con objeto de: Obtener un conocimiento fiable del consumo energético y su coste asociado Ø Identificar y caracterizar los factores que afectan al consumo de energía Ø Detectar y evaluar las distintas oportunidades de ahorro, mejora de la eficiencia y diversificación de energía y su repercusión en coste energético y de mantenimiento, así como otros beneficios y costes asociados. Ø

Resultados y beneficios Optimización del consumo de energía, con la consiguiente reducción del costo. Al aumentar la eficiencia energética de la instalación, se consiguen importantes ahorros en el suministro energético. � Identificar costos ocultos o de difícil cuantificación. En las instalaciones existen muchos equipos que, debido a su antigüedad o la ausencia de un plan sistemático de mantenimiento suponen un "agujero negro" de la energía, en el que raras veces reparamos a la hora de cuantificar costes. � Aumento del tiempo de vida de los equipos. Al asegurar que los distintos equipos trabajan en unas condiciones de mayor rendimiento, conseguimos alargar la vida útil de las instalaciones, retrasando la necesidad de compra de equipos nuevos, cuyo coste de adquisición es tan elevado. �

Evitar sobredimensionamiento de equipos y sobrecargas. Las necesidades de muchas instalaciones han variado con el tiempo, debido a cambios de ocupación, tipo de uso, introducción de tecnología, cambios en la producción, etc. ¿Se ha preguntado si el dimensionamiento de las necesidades de su instalación es el adecuado para su actividad actual? � Reducción de las emisiones de CO 2 y otros contaminantes. Al disminuir el consumo de energía también reducimos la emisión de gases de Efecto Invernadero y de otras sustancias contaminantes a la atmósfera (NOx, SO 2, etc. ), contribuyendo a la reducción del impacto sobre Calentamiento Global. � Mejora de la imagen corporativa de la empresa. Al disponer de una instalación energéticamente eficiente y respetuosa con el Medio Ambiente se está contribuyendo a la Sostenibilidad del Planeta, un valor añadido del que pocas empresas pueden presumir. �

� Trabajo de base para la implantación de un Sistema Gestión Energética. Análogamente a otros Sistemas de Gestión, el Sistema de Gestión Energética, según norma UNE 216301, certifica que existe un sistema para el correcto uso de la energía en las organizaciones. La realización de una auditoría energética es un trabajo necesario y previo a la implantación de estos sistemas, para conocer el uso actual de energía en su instalación y establecer una política para la gestión de la misma.

Etapas de una auditoría energética Estudio inicial. La primera fase de la auditoría consiste en una visita a su instalación con el objetivo de recoger datos básicos sobre los equipos que consumen energía, las prácticas y horarios de trabajo, los consumos energéticos y el estado general de la instalación. � Medición y recogida de datos. Se realizan mediciones a los equipos e instalaciones existentes, con especial dedicación a aquellos en los que se han localizado mayores oportunidades de ahorro energético. Para ello en necesario contar con los equipos necesarios (analizador de gases de combustión, analizador de redes, luxómetros, termómetros, caudalómetros, etc. ) y los técnicos calificados para realizar todo tipo de mediciones. �

� Análisis y propuesta de mejoras. El análisis de los datos recogidos permite identificar las medidas de ahorro de energía y definir propuestas concretas para implantar dichas medidas. Estas propuestas pueden ser de diferentes tipos: las que no conllevan gasto alguno (cambio de hábitos de consumo, regulación y programación, mantenimiento, etc. ) y aquellas que sí necesitan una inversión (sustitución de equipos, etc. )

Eficiencia energética en el entorno industrial � Ahorro energético en el sector eléctrico. › Equipos de medición. La optimización del Factor de Potencia (FP) del sistema eléctrico reduce el consumo de energía, reduce las pérdidas en línea y reduce la huella de carbono

Los controladores de energía recuperan, almacenan y suministran la energía a los motores de inducción y cargas. Teniendo en cuenta que todas las cargas de inducción consumen dos tipos de energía: Reactiva y de trabajo (o Activa). La energía Activa realiza el trabajo del motor. La única función de la energía reactiva es el desarrollo de los campos electromagnéticos (CEM) a tierra en las bobinas de inducción del motor. • Dado que la energía reactiva se suministran a nivel local, los motores funcionan a menor temperatura y mayor eficiencia. Esto se traduce en ahorro de dinero en su factura de energía en términos de demanda de energía eléctrica y a una mayor duración del equipo. •

• Por lo general, en las cargas inductivas, la electricidad no viaja eficientemente porque hay pérdidas inherentes dentro de la red eléctrica

El Código Eléctrico Nacional (NEC) requiere que todos los cables, interruptores, paneles de distribución y transformadores sean dimensionados un 25% por encima de lo requerido. Esto resulta en que la mayoría de los motores estén ligeramente cargados, por lo tanto aumenta la cantidad de las pérdidas eléctricas en las cargas y en todo el sistema eléctrico. • Mediante el uso de optimizadores de Energía, las pérdidas de energía se reducen a través de la optimización del FP de cargas inductivas individuales. • El efecto medido totalmente en las aplicaciones individuales varía. • Debido a las pruebas realizadas sobre FP antes y después, estamos en condiciones de determinar el requerimiento o no de nuestras unidades •

Beneficios de los Optimizadores de Energía: Ø Ø Ø Ø Ahorro inmediato en la facturación eléctrica. Reducción de amperios hasta en un 50%. Reducción de las emisiones de carbono. Reducción la temperatura en los motores. Los equipos trabajan más eficientemente. Los motores requieren menos mantenimiento. El equipo tiene una vida útil más larga.

ACERCA DE KVAR EC™ � Reconociendo la necesidad de reducir el consumo eléctrico como un nicho de mercado, en 2008 ENERSAC LLC, una empresa del Estado de Florida, comenzó distribuir KVAR EC ™

ACERCA DE KVAR EC™ � Un producto rentable que reduce el consumo eléctrico y se extiende a través del mercado industrial, específicamente a todo servicio eléctrico de 600 voltios o menos. � Las unidades pasivas de los condensadores fijos están hechos de condensadores de aceite de linaza, además y en oposición a los PCB, los componentes de cableado y otros son de calidad superior diseñados para una vida útil de 25 años.

Efectos negativos de la Energía Reactiva q Al circular por la instalación eléctrica, la corriente reactiva produce una serie de efectos negativos y contrarios al ahorro y a la eficiencia energética. Algunos de estos efectos son: 1. 2. 3. 4. 5. Calentamiento de los conductores, con la consiguiente pérdida de sección y de utilización de energía activa. Caída de tensión en las líneas eléctricas. Necesidad de sobredimensionar las protecciones. Sobrecargas en los transformadores de potencia. Encarecimiento de la factura de la energía eléctrica.

Por los efectos negativos enumerados, es necesario mejorar el factor de potencia y situarlo lo más próximo posible a la unidad. Es claro que para que la potencia activa (W) sea igual a la potencia aparente, el FP tiene que ser igual a la unidad. Sólo en esta circunstancia, estamos colaborando con el ahorro y la eficiencia energética.

Soluciones a adoptar La solución pasa por instalar en la industria condensadores eléctricos trifásicos de potencia, debidamente calculados, que generen la correspondiente energía capacitiva (Ic) para compensar la energía reactiva de la industria. Ø Las normas EN 60831. 1 -2 ó UL 810 determinan las características de funcionamiento y de seguridad que deben cumplir los condensadores trifásicos de potencia Ø

Ø El cálculo de la potencia capacitiva debe ser el adecuado para las necesidades de cada industria y debe corresponder a un análisis de la red eléctrica que nos determine los parámetros necesarios para realizar una correcta compensación. Este análisis debe incluir los siguientes aspectos: v v v v Tensión en la red. Potencia total consumida. Corriente en el neutro Distorsión armónica en tensión (THD V). Distorsión armónica en corriente (THD I). Armónicos preponderantes (3°, 5°, 7º…) Factor de potencia (FP) de la instalación. Potencia en Kvar, necesario a instalar.

Esquema unificar de instalación La figura refleja la adecuada instalación de un equipo de corrección del factor de potencia en una industria dotada de centro de transformación y cargas en diferentes áreas. Como se puede apreciar por el esquema unificar, está corregido el consumo de energía reactiva de la industria y la del centro de transformación, condición indispensable para que no se genere consumo de energía reactiva.