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Caracterización de la demanda y uso final de la Energía en el sector Industria
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Caracterización de la demanda
y uso final de la Energía
en el sector Industria
CONSEJO NACIONAL DE ENERGÍA – DIRECCIÓN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
La aplicación de medidas de eficiencia
energética, algunas de gran simplicidad,
contribuye para mejorar la competitividad
del sector Industrial y ayuda en la
disminución de emisión de contaminantes a
la atmósfera, contaminantes que derivan en
el Cambio Climático.
CONSEJO NACIONAL DE ENERGÍA – DIRECCIÓN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
DISTRIBUCIÓN DE CONSUMO DEL PAÍS PARA EL AÑO 2010
La energía es esencial para
nuestra vida diaria, sin ella
no lograríamos producir y
transformar las materias
primas que nos dan lo que
necesitamos. Nuestro país
ha crecido y continúa
creciendo, ello requiere
cada día de más energía.
En cuanto al consumo
energético de cada sector,
podemos observar que las
grandes demandas suman
la mayor cantidad de
energía. El Sector Industria,
esta distribuido en los
usuarios NO residenciales,
aunque el número de
usuarios no es muy grande sus consumos si lo son, por lo tanto
tiene grandes potenciales de ahorro energético.
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DISTRIBUCIÓN DE LOS EQUIPOS EN EL SECTOR COMERCIAL
y SERVICIO
En el sector comercial y servicio, los usos finales fueron
clasificados de la siguiente manera:
Iluminación: bombillos incandescentes, fluorescentes lineales,
fluorescentes compactas y de alta intensidad de descarga
(HID por sus siglas en inglés).
Sistemas de computadoras: cajas de cobranza, vídeos,
juegos, internet, servidores, computadoras personales
etc.
Sistemas de refrigeración: cuartos fríos, refrigeradoras,
mantenedoras, “freezers”.
Aire Acondicionado: minisplit, de pared, chillers, etc.
Sistemas de fuerza electromotriz: son los motores de
diferentes potencias utilizados para mover máquinas
industriales.
Aire Comprimido: para fines Industriales.
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Generación de Calor: incluye a su vez la generación de
vapor en calderas, el calor directo en hornos, los
procesos de secado y similares.
Otros: representan usos varios como resistencias
eléctricas, máquinas de la industria en general, etc.
CARACTERIZACIÓN POR RANGO DE DEMANDA
Hasta 10 kW – Baja Tensión
En este tamaño de demanda, el
uso más importante en el
consumo es la Fuerza
Electromotriz, el cual supera
ampliamente al segundo
consumidor que es el aire
comprimido.
Entre 10 - 49 kW – Baja Tensión
Los usos más importantes en
este tamaño, son la fuerza
electromotriz con un 76.3% y
luego la iluminación con un
6.9%. Se denota un cambio
en este tamaño de
demanda.
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Entre 10 – 49 kW – Media
Tensión
En este nivel de tensión y
demanda, el principal
consumidores el mismo que
los casos anteriores, Fuerza
Electromotriz. Pero aparecen
otros dos consumidores que
son considerables: El aire
acondicionado y la Iluminación.
Mayor a 50 kW – Media Tensión
La Fuerza electromotriz y la Iluminación, son los usos finales más
importantes en el
consumo de energía de
este tamaño de
demanda. Ambos usos
finales suman el 88.9%
del tamaño de
demanda y tensión.
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CARACTERIZACIÓN TOTAL POR USOS FINALES Y RANGO
DE CONSUMO
En el sector Industria, la fuerza electromotriz representa el mayor
consumo con un 67.9% seguido con una considerable
diferencia es la Iluminación con un 20.9% y el aire comprimido
con un 12.6%. Estos usos son los más representativos sumando el
96.3% de la energía total.
La gráfica muestra la distribución de consumo total del sector
Industria de El Salvador caracterizado por usos finales donde los
usos correspondientes a fuerza electromotriz, iluminación y aire
comprimido son los que más contribuyen a la demanda
máxima.
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La gráfica nos muestra los equipos que más contribuyen a la
demanda energética. Además, se puede visualizar que el sector
Industrial es responsable de contribuir a los picos de la demanda
tanto de la mañana como de la tarde.
AHORRO Y EFICIENCIA ENERGÉTICA
Dentro del objetivo general de la mejora de la Eficiencia
Energética, se tienen muchos aspectos de beneficio para los
empresarios en los cuales se puede incidir:
1. Reducción / Minimización de Costos
2. Reducción de consumo energético que
beneficia al medio ambiente
3. Mejora la competitividad
4. Mejorar la Responsabilidad Social Empresarial
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Pese a que los edificios industriales representan
uno de los sectores con menos usuarios, son los responsables del
31 % del consumo energético mundial. Puesto que el transporte
es también el otro gran consumidor de energía, ese dato
supone que los edificios de uso industrial son auténticos
devoradores de energía.
Una sola industria de procesos, por ejemplo agroalimentaria,
puede consumir fácilmente lo mismo que mil hogares o más. En
consecuencia, si trabajamos la eficiencia energética de la
industria estaremos consiguiendo grandes avances en la lucha
contra el problema energético global y el cambio climático.
Pese a que los datos estadísticos son irrefutables, lo cierto es que
la industria es el centro de atención de las políticas de eficiencia
energética. Edificios bioclimáticos, aparatos de consumo
eficientes energéticamente, energías renovables; los
comercializadores de productos imponen la venta de nuevos
productos como una estrategia sostenible y eficiente.
Puntos claves para iniciar sistemáticamente mejoras de
eficiencia energética en un establecimiento industrial son los
siguientes:
1: Medir
El primer paso hacia una mejor gestión de la energía es valorar
el uso actual. Eso quiere decir recolectar datos de los
consumidores principales dentro de nuestras instalaciones y
analizar su impacto en el consumo total de energía. Instalar
medidores de consumo y controlarlos es un paso importante
para conocer exactamente las medidas a tomar y calcular su
rentabilidad.
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2: Fijarse en lo básico
Fijarse en lo básico es típicamente la única táctica de gestión
de las instalaciones que suele deducirse de una auditoría
energética. Las estrategias deducidas de la auditoría no suelen
ir más allá de instalar dispositivos de consumo energético bajo.
Incluso las medidas sencillas son importantes ya que pueden
trasladarse en resultados como incrementar la eficiencia
energética un 15 %.
3: Automatizar
Mejores opciones de eficiencia energética pueden alcanzarse
implementando sistemas de automatización y regulación de
procesos y edificios. Medidas eficaces son por ejemplo el control
de la iluminación basado en la ocupación, que se consigue
instalando sensores que automáticamente enciendan la luz sólo
cuando se necesita. También la regulación automática del A/A
en los niveles óptimos es una medida eficiente. Además,
mediante variadores de frecuencia, por ejemplo, podemos
regular sistemas de ventilación y bombas centrales de los
sistemas de aire acondicionado y calefacción. Estas medidas
combinadas pueden conseguir proporcionar una mejora en
eficiencia energética del 15 %.
Paso 4: Control
Un plan de acción estratégico ayudará a asegurar que los
ahorros de costos iniciales no disminuyan con el tiempo. La
instalación de medidores de potencia, servicios de control,
análisis de eficiencia energética y verificación de las tarifas
pagadas a la compañía eléctrica pueden ayudar a conseguir
esto.
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Es importantísimo recolectar datos relevantes de
energía, como agua, aire comprimido, electricidad, gas natural,
valores de vapor, información de producción y temperatura del
aire exterior. Esta información es clasificada y analizada por los
encargados para tomar las medidas adecuadas.
EQUIPOS DE MAYOR CONSUMO
Fuerza Electromotriz
A continuación se presentan reglas que hay
que poner en práctica para tener éxito en el
diseño y selección de motores eficientes:
A) Tamaño
En la elección del motor el tamaño, entre diferentes factores,
hacen que la potencia consumida por el motor seleccionado
ascienda a potencias muy por debajo de su nominal.
Cuando el motor funciona fuera del punto nominal de
trabajo, que corresponde con su potencia asignada en
placa, desarrolla un rendimiento inferior.
Se recomienda evitar el sobredimensionamiento de motores
con la aplicación de coeficientes de seguridad. Hay que
seleccionar motores con consumos cercanos al valor que
indica su placa.
B) Regulación de Velocidad
Hay aplicaciones de los motores que representan un gran
potencial de ahorros energéticos, este es el caso de motores
que accionan ventiladores o sistemas de bombeo, los cuales
varían en su necesidad de viento o caudal. Esto se consigue
regulando la velocidad mediante motores que tengan
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múltiples velocidades o mediante un convertidor
de frecuencia.
C) Motores de Alto Rendimiento
La utilización de motores del alto rendimiento genera muchos
beneficios económicos y energéticos. A continuación se
mencionan las tipos de perdidas y como estos tipos de
motores las reducen:
Tipo de pérdida Acciones
Por efecto Joule estator Aumentar la cantidad de cobre alojado en las ranuras del estator. Mayor tamaño de la ranura. Disminuir la cabeza de la bobina.
Magnéticas Disminuir los procesos de fabricación, evitar rebabas. Aumento del entrehierro. Mejorar el factor de bobinado. Entre otras.
Por efecto Joule en el rotor
Aumentar la inducción en el entrehierro. Aumentar el tamaño de las barras conductoras del rotor. Aumentar la conductividad de las barras, utilizar rotores de cobre.
Mecánicas Optimización de la ventilación. Disminuir perdidas por rozamientos.
Dependientes de la carga Joule y Magnéticas
Inclinación de ranuras del rotor. Bobinado de paso acortado. Mejorando el mecanizado. Entre otras.
D) No comprar el motor solo con la evaluación de precio
La diferencia de rendimiento generado por las opciones más
baratas y las eficientes se puede ver en los ahorros que
generan esta última opción. Con dichos ahorros podremos
pagar fácilmente la diferencia de precios que existen y con
ello tendremos beneficios como mayores tiempos de vida útil,
seguridad, continuidad de funcionamiento, menores daños
ambientales.
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En conclusión las instalaciones industriales deben
apostarle al retiro de motores poco eficientes por motores de
mayor eficiencia con detalles que pueden aumentar aun más la
eficiencia de los mismos, como la regulación de velocidad. Esto
llevara a ahorros económicos y ambientales significativos,
además de una mayor competitividad en sus respectivos
negocios.
Iluminación:
La iluminación en una industria debe servir a dos
objetivos fundamentales: Garantizar las óptimas
condiciones para desarrollar las tareas
correspondientes y contribuir a una atmosfera en
la que el usuario se sienta confortable para realizar
su trabajo, ya que una adecuada iluminación puede influir en el
estado de animo, además, la combinación de este con otros
elementos puede contribuir significativamente a la salud de las
personas.
El consumo energético del alumbrado en una instalación
depende de los siguientes factores, en los cuales hay que influir
para lograr los mejores resultados:
• La eficiencia de los diferentes componentes del sistema:
lámparas, luminarias y balastos.
• La manera como se utilizan estos sistemas, muy influenciada
por los sistemas de control y ladisponibilidad de luz natural.
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• El régimen de
mantenimiento.
Para poder realizar un
proyecto de instalación de
nuevas luminarias o el
cambio de éstas hay que
tener en cuenta muchos
factores, que nos permiten
proyectar y analizar los resultados que obtendremos económica
y energéticamente:
Otros Consejos:
Calderas
No tirar energía por la chimenea. Recuperación
del calor de los gases.
Aprovechamiento de la energía de los gases. Pre-
calentadores y economizadores.
Ajuste de la mezcla aire/combustible. Combustión óptima.
Otras pérdidas en: - paredes: revisar refractarios y
aislamientos. - purgas: mejorar la calidad del agua de
alimentación y recuperación del calor sensible.
Regulación, revisión y limpieza de los componentes de la
caldera.
Sacar máximo partido al combustible utilizado y estudiar
otros posibles.
Utilización a plena carga, sino sustituir por varias calderas.
Calderas de mejor rendimiento funcionamiento constante
en régimen estacionario.
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Optimización del transporte de fluidos.
Compresores
Localizar el compresor lo más próximo al
punto de mayor demanda, la disminución
de la longitud de las redes de distribución
disminuye el coste de capital como el de
operación.
Utilizar la compresión de aire en varias
etapas.
Evitar la operación de un compresor en vacío, mejor utilizar
dos equipos de aire comprimido para que se utilicen ambos
sólo en casos de una demanda punta; se evita el
sobredimensionamiento de un único equipo que puede
llegar a consumir hasta un 75 % de la energía necesaria
para operar a plena carga.
El aire de admisión debe tomarse del exterior porque su
temperatura es más baja, por cada 4 ºC de aumento en la
admisión aumenta un 1 % el consumo energético.
El pre-enfriamiento del aire de admisión del compresor
mejora su eficiencia, generalmente se realiza mediante
refrigeración y se obtiene a una temperatura de -25 ºC.
Puede llegar a unos ahorros de hasta un 30 % en el consumo
de energía.
El mantenimiento, de acuerdo con las instrucciones los
fabricantes, no solamente preserva el rendimiento de los
equipos sino también la eficiencia térmica óptima.
Utilizar un sistema de control (por modulación, por carga,
dual automático, con microprocesador, etc.) para ajustar la
operación del compresor a las necesidades de la
producción.
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Evitar pérdidas en las redes de distribución de
aire comprimido.
No operar a presiones superiores a las recomendadas por
los fabricantes.
Refrigeración
Adecuar la temperatura al producto y al
tiempo de conservación.
Elementos de control y regulación en buen
estado.
Instalación de un interruptor temporizado
para el alumbrado interior.
Mantener las puertas cerradas, sino cortinillas flexibles.
Buen aislamiento, cierre hermético.
Independizar las cámaras frigoríficas de los locales calientes.
Proteger el recinto frigorífico de la radiación solar.
Dimensionar la instalación a las necesidades.
