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Seminario Eficiencia Energética y Norma ISO 50.00121 de Marzo 2013. Hotel Radisson. Concepción - Chile. MISA Group

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  • 1Departamento de Ingeniera Elctrica

    Universidad de Concepcin

    Casilla 160 C, Concepcin - Chile

    Telfono 56-41-203514; Fax: 56-41-246999

    Email lmoran@udec.cl

    Luis Morn T. (PhD)

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial.

  • 2Contenidos:

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    - Introduccin

    - Por qu es importante ahorrar energa

    - Que es la eficiencia energtica

    - Cmo aportan las nuevas tecnologas al menor consumo de energa.

    - Potenciales aplicaciones

    - Conclusiones

  • 3Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Vulnerabilidad en el abastecimiento energtico

    hace necesario resolver los siguientes problemas:

    i) Diversificar la matriz energtica, hacerla menos

    dependiente de las importaciones, y ms barata.

    ii) Cortar la dependencia que existe entre el crecimiento

    del PIB y de la demanda de energa elctrica.

  • 4Composicin de la Matriz Energtica Nacional:

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Potencia generada perodo 2011 (68% Importada)

    Fuente: Comisin asesora de desarrollo elctrico (CADE)

  • 5Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Energa suministrada perodo 2000-2011 (SING + SIC)

    Fuente: Ministerio de Energa, CDEC-SIC y CDEC-SING

  • 6Principal Objetivo desde el punto de vista pas:

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Relacin entre la demanda de energa elctrica y el PIB

  • 7Principal Objetivo desde el punto de vista pas:

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

  • 8Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Que se entiende por eficiencia energtica en procesos

    productivos?

    Definicin:

    Mantener el nivel de produccin

    consumiendo menos energa

  • 9Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Como se logra este milagro ?

    i) Reemplazando equipos antiguos por modernos

    (ms eficientes): iluminacin motores

    ii) Mejorando los procesos productivos:

    automatizacin nuevas tecnologas

  • 10

    Reemplazando equipos:

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    No es slo cambio de ampolletas !!

    10 % energa lumnica

    90 % calor

    Vida til: 1.000 hrs.

    85 % energa lumnica

    15 % calor

    Duracin: 40.000 hrs. (LED SMD)

  • 11

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Motores de alta eficiencia:

    Norma IEC 60034: i. eff1: Alto rendimiento

    ii. eff2: Rendimiento mejorado

    iii. eff3: Bajo rendimiento

    Tabla 1: Definicin de las

    diferentes clases de rendimiento

    (acuerdo voluntario europeo).

    kW

    4 polos 2 polos

    eff3 eff2 eff1 eff3 eff2 eff1

    1.1 76.2 76.2 83.8 76.2 76.2 82.8

    1.5 78.5 78.5 85 78.5 78.5 84.1

    2.2 81 81 86.4 81 81 85.6

    3 82.6 82.6 87.4 82.6 82.6 86.7

    4 84.2 84.2 88.3 84.2 84.2 87.6

    5.5 85.7 85.7 89.2 85.7 85.7 88.6

    7.5 87 87 90.1 87 87 89.5

    11 88.4 88.4 91 88.4 88.4 90.5

    15 89.4 89.4 91.8 89.4 89.4 91.3

    18.5 90 90 92.2 90 90 91.8

    22 90.5 90.5 92.6 90.5 90.5 92.2

    30 91.4 91.4 93.2 91.4 91.4 92.9

    37 92 92 93.6 92 92 93.3

    45 92.5 92.5 93.9 92.5 92.5 93.7

    55 93 93 94.2 93 93 94

    75 93.6 93.6 94.7 93.6 93.6 94.6

    90 93.6 93.6 95 93.6 93.6 95

  • 12

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Ahorro obtenido con un motor de alto rendimiento eff1

    con respecto a un eff2 de rendimiento mejorado.

    TIPO

    Clase Eficiencia (CEMEP) EFF1 EFF2

    RENDIMIENTO [%] 93.1 91.6

    Potencia EJE [kW] 30 30

    Potencia Red [kW] 32.22 32.75

    [Eur/kW-h] 0.071238

    Precio Motor [Eur] 2.422,54 2.202,14

    Ahorro Eur/hora [Eur] 0.0376

    Amortizacin Motor Eff1 horas [h] 64445 7 aos

  • 13

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    El efecto de reemplazo de equipos en el menor

    consumo de energa es significativo cuando se

    puede conseguir efecto multiplicador

    (Mayor impacto con aplicacin de polticas

    pblicas).

  • 14

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

  • 15

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Es mucho ms efectivo, en aquellos casos en que

    es posible, apuntar a mejorar los procesos

    productivos:

    Hacer lo mismo pero mejor y ms

    barato (menor consumo de energa).

  • 16

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Distribucin del consumo de energa en Chile:

    Fuente: Comisin asesora de desarrollo elctrico (CADE)

  • 17

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Dado que el 67 % de la energa elctrica que se

    consume en una industria se gasta en motores,

    al mejorar la forma como se energiza y se

    controla la mquina (accionamiento), se puede

    lograr un ahorro importante de energa.

  • 18

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Consumo de energa elctrica en plantas industriales:

  • 19

    Efecto del mal uso de la energa en la cadena de generacin -transmisin

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    =0.4 =0.9 =0.4 =0.75

    Planta de

    Generacin

    Trmica

    Sistema

    de transmisin

    Conjunto

    Motor

    Vlvula

    Bomba

    Centrfuga

    92.5

    55.5 3.7 20 3.3

    10

    0.11

  • 20

    Tecnologa eficiente

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    =0.4 =0.9 =0.8 =0.75

    Planta de

    Generacin

    Trmica

    Sistema

    de transmisin

    Conjunto

    Motor

    Conversor

    Bomba

    Centrfuga

    46.3

    27.8 1.85 3.33 3.33

    10

    0.216

    50% !! !

  • 21

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Mejorar la eficiencia energtica en el accionamiento de Bombas:

    Motor

    Estndar

    Eficiencia

    90%

    Bomba

    Eficiencia

    77%

    Vlvula

    Eficiencia

    66%

    Tubera

    Eficiencia 69%

    Potencia de Entrada

    100

    Potencia de Salida

    31

    = 31 %

  • 22

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Cambio de vlvula por sistema ms eficiente motor

    variador de frecuencia.

    = 72 %

  • 23

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

  • 24

    VDF en aplicaciones de velocidad variable.

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    1) El caudal se controla variando larestriccin a la salida de la bombamediante la vlvula. Esto aumenta laresistencia del sistema, fuerza a labomba a reducir el caudal y conllevautilizacin extra de energa.

    2) Con el variador de frecuencia se regulael caudal controlando la potenciasuministrada al motor, el sistemapresenta menor resistencia que el casoanterior y por lo cual se necesita menosenerga.

  • 25

    Variadores De Frecuencia (VDF)

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

  • 26

    Variadores De Frecuencia (VDF)

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    i. Permiten controlar el flujo de potencia al motor ajustndola ala que la carga mecnica requiere.

    ii. Reduce el estrs mecnico a la partida.

    iii. Reduccin de daos por cambios bruscos en la velocidad de lacarga.

    iv. Disminuye el consumo energtico del motor.

  • 27

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    0

    2.000

    4.000

    6.000

    8.000

    10.000

    12.000

    14.000

    16.000

    Antes Despus Ahorro

    Energa consumida (kWh)

    Ahorro en energa consumida del 39%.

    Resultados Motor 1 (216 kW).

  • 28

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Ahorro en energa consumida del 81%, y de potencia activa del 81%.

    Resultados Motor 2 (168 kW).

    0

    1.000

    2.000

    3.000

    4.000

    5.000

    6.000

    7.000

    8.000

    9.000

    10.000

    Antes Despus Ahorro

    Energa consumida (kWh)

  • 29

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    Antes Despus AhorroEnerga consumida en 72 horas

    3417 kWh 2282 kWh 1135 kWh 33 %Potencia activa

    47.5 kW 31.7 kW 15.8 kW 33 %

    Motor Potencia nominal 74.6 kW

    Antes Despus AhorroEnerga consumida en 72 horas

    2995 kWh 1023 kWh 1972 kWh 66 %Potencia activa

    41.6 kW 14.2 kW 27.4 kW 66 %

    Motor Potencia nominal 55 kW

    Antes Despus AhorroEnerga consumida en 72 horas 2893 kWh 939 kWh 1954 kWh 67 %

    Potencia activa 40.1 kW 13 kW 27.1 kW 67 %

    Motor Potencia nominal 74.6 kW

  • 30

    Nuevas tecnologas para mejorar la Eficiencia Energtica del sector Industrial

    0

    0,2

    0,4

    0,6

    0,8

    1

    0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

    Flujo (p.u)

    B

    H