Eva Moreno, Ramón Granados, 2 Abril 2014 Soluciones de Eficiencia Energética en la Industria MAQPAPER

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María Carmen Segura Moreno
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2 Por qué es importante Eficiencia Energética? Real Decreto : Directiva 2012/27/UE Eficiencia Energética: Obligatoriedad de realizar almenos una Auditoría Energética antes del 5 de Diciembre de 2015, y posteriormente una cada 4 años. Empresas > 250 personas, >50 M volumen negocio, o Balance > 43 M Excluídas PYMES. ISO 50001: Norma para implantación Sistema de Gestión Energética ABB Group April 8, 2014 Slide 3

Auditoría Energética antes del 5 de Diciembre de 2015, y posteriormente una cada 4 años.

3 Eficiencia Energética Industrial ABB Metodología Diseñado para entregar ahorros energéticos: Identificación de Oportunidades Eficiencia Energética Industrial Plan Maestro de Gestión Energética Implantación Encontrar ahorros Desarrollar soluciones Obtener beneficios 5% a 20% Eficiencia Energética Industrial puede ayudar a ahorrar entre un 5% y un 20% del consumo energético global de la planta Asesoramiento en planta Balance energético Orden magnitud coste y beneficio - Evaluación ROI Quick Wins Conductas y Prácticas Priorización proyectos a desarrollar 5-6 Especificación Proyectos Opciones de Financiación Implantación de solución Ingeniería, Servicio de ABB Puesta en Marcha Cuantificar Beneficios ABB Group April 8, 2014 Slide 4

energético global de la planta Asesoramiento en planta Balance energético Orden magnitud coste y beneficio - Evaluación ROI Quick Wins Conductas y Prácticas Priorización proyectos a

4 Eficiencia Energética Industrial ABB Análisis de los datos. Mapa Energético ABB Group April 8, 2014 Slide 5

5 Eficiencia Energética Industrial ABB Análisis de los datos. Plan Maestro Proyectos que no requieren más desarrollo para su Implantación. NIVEL 1 Proyectos para desarrollar inmediatamente NIVEL 2 Proyectos que requieren de más información o de confirmación previa al desarrollo. Proyectos totalmente descartados.

NIVEL 1 Proyectos para desarrollar inmediatamente NIVEL 2 Proyectos que

6 Eficiencia Energética Industrial ABB Ejemplos ahorros energéticos en el sector Papel Sistemas Eléctricos Condesadores y Filtros armónicos para corregir el factor de potencia Control factor de potencia óptimo Eficienia Energética en sistemas HV e.j: transformadores Cargas Térmicas Motores y Drives Variadores de Velocidad: Bombas de Proceso (Vacío, etc.) Agitadores Tinas Ventiladores Pulper Programas de redimensionamiento/ sustitución de motores eficientes Motores Síncronos de Imanes Permanentes Balance de la Planta Optimización rendimiento combustión aire-combustible Instalación de Economizadores Recuper. Calor purgas Precalentar aire de combustión Mejora de calorifugado de tuberías Rendimiento del sistema de aire comprimido Cambio de compresores (mejor eficiencia) Detección y eliminación fugas Optimización sistema refrigeración agua Sistema de Gestión Energética ISO50001

) Agitadores Tinas Ventiladores Pulper Programas de redimensionamiento/ sustitución de motores eficientes Motores Síncronos de Imanes Permanentes Balance de la Planta Optimización rendimiento

7 Reducción de hasta 60% con Motores de Alta Eficiencia Más del 65 % de la energía eléctrica consumida en la industria se debe al uso de motores eléctricos Puede haber una diferencia de consumo de 1-5 % entre un motor más eficiente y uno estándar. Fase 1: Desde 16 de Junio, 2011 Fase 2: Desde 1 de Enero, 2015 Fase 3: Desde 1 de Enero, 2017 Los motores deberán tener rendimiento IE2 (equivalente al EFF1) Los motores entre 7,5 y 375 kw deberán tener rendimiento IE3 (equivalente al premium) o rendimiento IE2 si están accionados por convertidor. Los motores entre 0,75 y 375 kw deberán tener rendimiento IE3 (equivalente al premium) o rendimiento IE2 si están accionados por convertidor Un motor consume en 3 meses de energía eléctrica lo mismo que ha costado.

Fase 1: Desde 16 de Junio, 2011 Fase 2: Desde 1 de Enero, 2015 Fase 3: Desde 1 de Enero, 2017 Los motores deberán tener rendimiento IE2 (equivalente al EFF1) Los motores entre 7,5 y 375 kw

8 Motores síncronos de imanes permanentes Direct Drive: Beneficios de un diseño eficiente 2 Gamas Alternativas de Producto Alt. 1: Estandard IEC en cuanto a carcasa y dimensiones mecánicas Alt. 2: Rotor y Estator de imanes permanentes Compatible con los accionamientos convencionales ACS800 AC-drive hardware No necesita generador de pulsos Mas precisión en el control Motores hasta 2500 kw 600 rpm Eficiente por diseño Configuración Mecánica Compacta Menor necesidad de mantenimiento Menor necesidad de cableado Eficiente por ahorro de espacio Ahorro de espacio por falta de un reductor mecánico Potencia específica mayor Eficiente por el medio ambiente Ahorro energético importante ABB Group April 8, 2014 Slide 10

2: Rotor y Estator de imanes permanentes Compatible con los accionamientos convencionales ACS800 AC-drive hardware No necesita generador de pulsos Mas precisión en el control

9 Sistema Control de Calidad ABB SteamPlus Profiler SteamPlus Profiler oportunidades de ahorro energético por: Reducción consumo vapor en la Caja de Vapor Reducción de la carga de vapor para el Secado Ahorro energético en el secado entre el 6% - 10% Ahorro Vapor en 50 % ABB 08 April 2014 Slide 11

Caja de Vapor Reducción de la carga de vapor para el Secado Ahorro

10 Sistema de Gestión de la Energía cpmplus Energy Manager: sin control no hay mejoras Cualquier plan de mejora en la Eficiencia Energética Industrial, necesita un Sistema de Monitorización y de Gestión Energética como base. ABB a través del cpmplus Energy Manager ayuda y soporta nuestros clientes en reducir su factura Energética entre un 2 y un 5% Con el cpmplus Energy Manager de ABB nuestros clientes pueden: Monitorizar y Generar informes. Predecir la demanda energética. Optimización energética. Plataforma centralizada. Herramienta clave para la ISO

ABB a través del cpmplus Energy Manager ayuda y soporta nuestros clientes en reducir su factura Energética entre un 2 y un 5% Con el cpmplus

11 Subestaciones llave en mano Ahorro en la tarifa de acceso ABB Group April 8, 2014 Slide 13

12 Caso Práctico Regulación en Bombas de Vacío ABB Group April 8, 2014 Slide 16

13 Caso práctico Regulación Bomba Vacío Situación de partida Situación de partida Empresa segmento papel. La fabricación de papel requiere de una gran cantidad de vacío en su proceso. En las mediciones se observa que la bomba se encuentra fuera de curva. SITUACION DE PARTIDA Potencia Motor Potencia media consumida 75 kw 83,2 kw % Carga media 111 % Régimen de funcionamiento Consumo anual h/año kwh/año Coste económico anual /año

En las mediciones se observa que la bomba se encuentra fuera de curva.

14 Caso práctico Regulación Bomba Vacío Solución propuesta Solución propuesta Implantar un Variador electrónico de frecuencia en el motor para que pueda regular el caudal en función de la demanda real del sistema. AHORRO ENERGÉTICO OBTENIDO Beneficio Ahorro del 23 % Consumo energético anual previsto Ahorro energético anual previsto Ahorro económico anual Coste de la Inversión Período de Retorno kwh /año kwh/año ,1 año

AHORRO ENERGÉTICO OBTENIDO Beneficio Ahorro del 23 % Consumo energético anual previsto Ahorro energético anual

15 2 de Abril 2014 Regulación de velocidad y Eficiencia energética MAQPAPER

16 Convertidores de frecuencia 50 Usualmente la alternativa es dejar que el motor trabaje a velocidad nominal y simplemente estrangular la salida Es como controlar la velocidad del coche pisando el freno mientras el otro pie se mantiene en el acelerador En ciertas aplicaciones los ahorros pueden llegar al 60 % de la potencia consumida Menos del 10% de los motores a nivel mundial están equipados con un convertidor de frecuencia ABB Group April 8, 2014 Slide 21

se mantiene en el acelerador En ciertas aplicaciones los ahorros pueden llegar al 60 % de la potencia consumida

17 Sistemas de regulación Estrangulamiento By-Pass On-Off Variador

18 Sistemas de regulación Gráfica de ahorro Recirculación Estrangulamiento Control Cíclico Variador Bomba Área de ahorro

19 Sistemas de regulación Herramientas (Pumpsave & Fansave) ABB Month DD, YYYY Slide 24

20 Sistemas de regulación Configuraciones eficientes de convertidor de frecuencia Recuperación de la energía de frenado en lugar de disiparla en resistencias : Equipo regenerativo (4Q) o Bus de CC común ABB Month DD, YYYY Slide 25

frenado en lugar de disiparla en resistencias : Equipo

21 Sistemas de regulación Configuraciones eficientes de convertidor de frecuencia Uso de rectificadores activos para mejorar la calidad de red : Minimizar la generación de armónicos de intensidad Minimizar el consumo de energía reactiva Compensar la energía reactiva de la red con la potencia sobrante en el rectificador Alternativamente podemos complementar un convertidor de frecuencia convencional con rectificador de diodos : Filtro de armónicos activo Bancos de condensadores de compensación de reactiva ABB Month DD, YYYY Slide 26

22 Ventajas de un buen factor de potencia y bajo THD (I) Reducción de la intensidad de la red Descarga de transformadores y de los cables de distribución Reducción de las pérdidas por efecto Joule (RI 2 ) Cables Transformadores Equipos de protección Reducción de las caídas de tensión Cables Transformadores Aumento de la potencia disponible en bornes del transformador No hay penalización de la compañía eléctrica (cos φ ) ABB Month DD, YYYY Slide 27

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