DIAGNOSTICOS Y RACIONALIZACION DE LA ENERGIA

Mg. Robert Fabián Guevara ChinchayánIngeniero en Energía

Postgrado en Uso Eficiente y Ahorro de Energía

OBJETIVOSOBJETIVOS GENERALES :

• Conocer la metodología de los Diagnósticos y Auditorias Energéticas y su importancia en la mejora de los Indicadores Energéticos en los Centros de Consumo de Energía.

• Aplicar los conocimientos teórico práctico de los diagnósticos energéticos en sistemas eléctricos.• Aplicar los conocimientos teórico práctico de los diagnósticos energéticos en sistemas térmicos.• Aplicar los conocimientos teórico práctico de los diagnósticos energéticos en sistemas confort.

OBJETIVOS ESPECIFICOS :• Reconocer la importancia, niveles y la metodología de aplicación de los diagnósticos y auditorias

energéticas.• Elaborar Indicadores Energéticos, Benchmarking energética y elaborar propuestas URE dentro de

la aplicación de diagnósticos y auditorias energéticas.• Conocer el manejo de la carga térmica y eléctrica de un Centro de Consumo de Energía durante

la aplicación de un Diagnostico Energético.• Seleccionar correctamente una opción tarifaria eléctrica y de gas natural dentro de la

determinación de las mejoras en un Centro de Consumo de Energía.• Realizar diagnósticos energéticos en sistemas térmicos: generadores de vapor, equipos térmicos,

plantas consumidores y unidades de generación de frio mejorando sus indicadores energéticos.• Realizar diagnósticos en sistemas eléctricos mejorando el sistema de iluminación, compensación

reactiva y reconociendo las bondades del mercado libre de energía para la mejora de los indicadores energéticos.

Primera Unidad : Diagnósticos Energéticos y Manejo de la Carga

• Semana Nº1 : Diagnósticos y Auditorias Energéticas. Niveles. Importancia. Etapas de un Diagnostico. Instrumentación. Contracting Energético. Practica: Factores de Carga y Demanda.

• Semana Nº 2 : Contabilidad Energética, Indicadores Energéticos. Benchmarking Energético. Presentación de Propuestas URE. Practica: Elaboración y Manejo de Indicadores y Benchmarking Energético.

• Semana Nº 3 : Manejo de la Carga Eléctrica y Térmica de un Centro de Consumo. Introducción a las Tarifas de Energía. Bloques Horarios. Grados de Calificación. Practica: Lectura de Medidores Electrónicos para la Proyección de la Demanda y Control de la Carga.

• Semana Nº 4 : Tarifas Eléctricas del Mercado Regulado. Características. Selección Óptima en Media y Baja Tensión. Practica: Selección de una opción tarifaria para un centro de consumo.

• Semana Nº 5 : Tipos de Contratos con Hidrocarburos líquidos y Gas natural. Selección de la Tarifa Optima de Gas Natural para un Centro de Consumo de Energía. Visita Técnica Nº 1.

• Semana Nº 6 : Examen de la I Unidad. Presentación de Trabajo Monográfico de I Unidad

Segunda Unidad : Diagnósticos Energéticos en Sistemas Térmicos

• Semana Nº 7 : Diagnósticos Energéticos en Generadores de Vapor Optimización de la Eficiencia. Mejoramiento de Indicadores de Generadores de Vapor. Reducción de las Emisiones de CO2.Practica: Elaboración de Indicadores Térmicos, Económicos y Ambientales en los Sistemas de Vapor.

• Semana Nº 8 : Diagnósticos Energéticos en Sistemas de Distribución de Vapor y Recuperación de Condensados. Optimización de la Distribución y Generación de Vapor Flash. Mejoramiento de Indicadores en un Centro de Consumo de Energía .Practica: Visita Técnica Nº 2.

• Semana Nº 9 : Diagnósticos Energéticos en Equipos Térmicos: Secadores, Evaporadores. Practica: Benchmarking Energético entre equipos térmicos

• Semana Nº 10 : Diagnósticos Energéticos en Sistemas de Refrigeración. Mejoramiento del COP. Optimización del Ciclo de Refrigeración. Practica: Mejoramiento de Indicadores en una Planta de Refrigeración.

• Semana Nº 11 : Examen de la II Unidad. Presentación de Trabajo Monográfico de II Unidad.

Tercera Unidad : Diagnósticos Energéticos en Sistemas Eléctricos

• Semana Nº 12 : Sistemas de Iluminación Eficiente. Método de los lúmenes para el diseño de Sistemas Eficientes de Iluminación. Tecnología LEDS.Practica: Manejo del luxómetro de diagramas polares.

• Semana Nº 13 : Auditorias Energéticas para el manejo de los sistemas de confort e iluminación de interiores, Práctica: Diseño de un Sistema de Iluminación de Interiores de un local público.

• Semana Nº 14 : Compensación Reactiva. Factor de Potencia. Tipos de Compensación. Selección de Componentes de un Banco de Condensadores. Practica: Diseño de un Sistema de Compensación Reactiva.

• Semana Nº 15 : Mercado Libre de Energía. Características de los Contratos del Mercado Libre de Electricidad. Componentes del Precio. Practica: Desagregado de un Contrato de Energía del Mercado Libre.

• Semana Nº 16 : Examen de la III Unidad. Presentación de Trabajo Monográfico de III Unidad.

• Semana Nº 17 : Exámenes Sustitutorios y Entrega de Actas.

DIAGNOSTICOS ENERGETICOS

• Una Auditoría Energética es una inspección, estudio y análisis de los flujos de energía en una planta consumidora de energía (empresa de servicio o productiva ), proceso o sistema con el objetivo de comprender la dinámica de la energía del sistema bajo estudio.

OBJETIVOS• Establecer metas de ahorro de energía de energía

primaria.• Diseñar y aplicar un sistema integral para el ahorro

de energía.• Evaluar técnica y económicamente las medidas de

conservación y ahorro de energía.• Reducir las emisiones gaseosas que afectan la

estabilidad del medio ambiente.• Disminuir el consumo de energía, sin afectar los

niveles de producción

BENEFICIOS• Optimización del consumo energético, lo que se traduce en una

importante reducción de costes. • Aumentar el tiempo de vida de los equipos, ya que se asegura que

estos trabajan en las condiciones más adecuadas, evitando sobredimensionamientos o sobrecargas.

• Mejorar la competitividad de la empresa al reducirse los costes de producción.

• Mayor respeto y conservación del medio ambiente, ya que, al no consumirse más energía que la necesaria, se disminuyen las emisiones de CO2, tanto en la planta como en la producción de la electricidad consumida. Todo esto se traduce en una contribución a la mejora de la imagen de la empresa al contribuir al bienestar social.

ACTIVIDADES• Medir los distintos flujos energéticos.• Registrar las condiciones de operación de equipos, instalaciones y

procesos.• Efectuar balances de materia y energía.• Calcular indicadores energéticos o números específicos o ratios

energéticos o índices energéticos o de productividad, energéticos reales, y actualizar los de diseño.

• Determinar potenciales de ahorro.• Darle seguimiento al Programa mediante la aplicación de listas de

verificación de oportunidades de conservación y ahorro de energía• La inclusión de los balances tiene como finalidad contar con un

método sistemático y oportuno de detección de pérdidas y desperdicios de energía.

ASPECTOS A

DIAGNOSTICAR

PLANO OPERATIVO

PLANO POLITICOPLANO

ENERGETICO

PLANO ECONOMICO

DIAGNOSTICO DE PRIMER GRADO• Mediante los diagnósticos energéticos de primer grado se detectan

medidas de ahorro cuya aplicación es inmediata y con inversiones marginales.

• Consiste en la inspección visual del estado de conservación de las instalaciones, en el análisis de los registros de operación y mantenimiento que rutinariamente se llevan en cada instalación; así como, el análisis de información estadística de consumos y pagos por concepto de energía eléctrica y combustibles.

• Se cuantificam los costos y posibles ahorros producto de la administración de la demanda de energía eléctrica y corrección del factor de potencia. Cabe recalcar que en este tipo de estudios no se pretende efectuar un análisis exhaustivo del uso de la energía, sino precisar medidas de aplicación inmediata.

DIAGNOSTICO DE SEGUNDO GRADO• Comprende la evaluación de la eficiencia energética en áreas y equipos intensivos en su uso,

como son los motores eléctricos y los equipos que éstos accionan, “así” como aquellos para comprensión y bombeo, los que integran el área de servicios auxiliares entre otros.

• La aplicación de este tipo de diagnósticos requiere de un análisis detallado de los registros históricos de las condiciones de operación de los equipos, lo que incluye la información sobre volúmenes manejados o procesados y consumos específicos de energía. La información obtenida directamente en campo se compara con la de diseño, con objeto de obtener las variaciones de eficiencia.

• Los balances de materia y energía, los planos unifilares, actualizados, así como la disposición de los índices energéticos reales y de diseño complementan el diagnóstico, ya que permiten establecer claramente la distribución de la energía en las instalaciones, las pérdidas y desperdicios globales y así determinar la eficiencia con la que es utilizada la energía.

• Finalmente, se debe evaluar, desde el punto de vista económico, las medidas que se recomienden llevar a cabo, tomando en consideración que se deben pagar con los ahorros que se tengan y en ningún momento deben poner en riesgo la liquidez de la empresa.

DIAGNOSTICO DE TERCER GRADO• Consiste en un análisis exhaustivo de las condiciones de operación y las bases de diseño

de una instalación, mediante el uso de equipo especializado de medición y control. • Debe realizarse con la participación de especialistas de cada área, auxiliados por el

personal de ingeniería.• En estos diagnósticos, es común el uso de técnicas de simulación de procesos, con la

finalidad de estudiar diferentes esquemas de interrelación de equipos y procesos. • Se evalúa los efectos de cambio de condiciones de operación y modificaciones del

consumo específico de energía, por lo que se requiere información completa de los flujos de materiales, combustibles, energía eléctrica, así como de las variables de presión, temperatura y las propiedades de las diferentes sustancias o corrientes.

• Las recomendaciones derivadas de estos diagnósticos generalmente son de aplicación a mediano plazo e implican modificaciones a los equipos, procesos e incluso de las tecnologías utilizadas.

• Fuertes inversiones .La evaluación económica debe ser rigurosa, en cuanto al período de recuperación de la inversión.

GESTION CORPORATIVA EMPRESARIAL

ISO 50001 – ¿Qué es?• La norma ISO 50001 de Sistema de Gestión de la Energía : publicada el

15/06/2011 , por la Organización Internacional de Normalización ISO• La Norma ISO 50001 establece un marco para gestionar la energía en las plantas

industriales, instalaciones comerciales u organizaciones. • Con una amplia aplicabilidad en sectores económicos nacionales, se estima que la

norma ISO 50001 podría influir hasta el 60% del consumo de energía del mundo.• El documento se basa en los elementos comunes que se encuentran en todas las

normas ISO de administración de sistemas, asegurando un alto nivel de compatibilidad con la norma ISO 9001 (gestión de calidad) e ISO 14001 (gestión medioambiental).

• La ISO 50001 proporciona a las organizaciones los requisitos para los sistemas de gestión de la energía .

• ISO 50001 es aplicable a organizaciones grandes y pequeñas, tanto en los sectores público como privado, en la fabricación y servicios, en todas las regiones del mundo.

• ISO 50001 establecerá un marco para las instalaciones industriales, comerciales, institucionales y las instalaciones gubernamentales, y la totalidad de las organizaciones para administrar la energía.

DIAGNOSTICOS Y RACIONALICACION DE LA ENERGIA

METODOLOGIA Y HERRAMIENTAS

Ing. Robert Guevara ChinchayánPost-Grado en Uso Eficiente y Ahorro de Energía

ESQUEMA METODOLOGICO

Reconocimiento y Búsqueda de Información PreviaEntrevista y SensibilizaciónPlanteamiento del proyecto

Elaboración de Indicadores EnergéticosBenchmarking EnergéticoAnálisis de la Información

Identificación de puntos críticos y mejorasToma de decisiones y priorizaciónPresentación de Propuestas URE

Inspección y reconocimiento in situToma de MedicionesInventario de Equipos

Agenciamiento de la Información TécnicaContabilidad Energética

III ETAPACONSTRUCCION

I ETAPAPLANTEAMIENTO

II ETAPAEJECUCION

Ejecución del Proyectos URE

GESTION DE LA ENERGIA

Ejecución del Proyectos URE

Monitoring and Targeting Controlling Energético

Administración de la Energía

Reconocimiento y Búsqueda de Información Previa

Entrevista y Sensibilización

SENSIBILIZAR Y CONVENCER

PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO

Inspección y reconocimiento in situ

RECONOCIMIENTO DEL PROCESO PRODUCTIVO

Realizar mediciones

Inventario de Equipos

Agenciamiento de la Información técnica

Contabilidad Energética

Elaboración de Indicadores Energéticos

EJERCICIO 1

• Se tiene un CCE que tiene los siguientes parámetros de operación y consumo:

• Capacidad de Planta :90 TM/h• Materia Prima Procesada : 800 TM/mes• Producción de harina mes: 2100 TM/mes• Consumo de Combustible :105230 galones/mes• Precio del galón de R500 : 3.2 U$/galón• Consumo de Energía Activa:289230 KWh/mes• Facturación Mensual: 79623.2 S//mes

Benchmarking Energético

Análisis de la InformaciónIdentificación de puntos críticos y mejoras

Toma de decisiones y priorización

EJERCISIO 2• Se tienen las siguientes demandas estimadas de vapor saturado para una

planta textil, para la cual se desea instalar una planta de generación de vapor a 6 Bar de presión:

• Área de Tintorería : 1200 kg/h a 4 Bar • Área de Fibras : 1800 kg/h a 2 Bar• Área de Lavado : 1800 kg/h a 2 Bar• Área de Terminados : 1700 kg/h a 2 Bar• Servicios Auxiliares de Calentamiento : 1100 kg/h a 1 Bar• Se desea dimensionar la planta de vapor con un Factor de Carga del 70% .

Determinar el tamaño en BHP del equipamiento necesario para satisfacer la mencionada demanda. Además seleccionar el tipo de combustible mas conveniente si:

• Petróleo R500 Pci = 9860 kcal/kg Precio =3.6 U$/Galon• GLP Pci = 24 486 Kc/galon Densidad= 2.143 kg/galon Precio =1.65 S/ litro

Presentación de Propuestas URE Cambio de Opción Tarifaria

Buenas PracticasCreación del Comité de Ahorro de Energía

Aislamiento de TuberíasIncremento de la Eficiencia de un Caldero

Cambio de tecnología productivaCogeneración

A CORTO PLAZO CON Y SIN INVERSION

A MEDIANO PLAZO

A LARGO PLAZO

Generación de Vapor FlashCambio de Equipos

Cambio de Nivel de TensiónCorrección del Factor de Potencia

Cableado nuevo

EVALUACION ECONOMICA DE PROYECTOS URE

• VALOR ACTUAL NETO:

• TASA INTERNA DE RETORNO:

• PAY BACK:

EJERCISIO 3

• Se desea instalar un Banco de Condensadores centralizado para poder mejorar el factor de potencia de 0.89 a 0.968. Para el cual se tienen las siguientes características:

• Inversión : 50 U$ /KVAR ( 25 % Instalación)• Potencia a compensar : 180 KVAR (6 grupos de 30 KVAR)• Se tiene un ahorro mensual en la facturación de 452 S/ mes• Se le pide cuantificar las formas o modalidades de pago mas

conveniente:– En un solo monto.– Con los Ahorros realizados.– Vía Contracting.

FIN DE LA 1 PARTE