UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA PROYECTO FINAL DE MÁSTER

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1 UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA PROYECTO FINAL DE MÁSTER AUTOR: Carlos G. Samaniego Ojeda Máster en Ecoeficiencia y Mercados Energéticos Título: Desarrollo y validación de herramienta informática para la optimización de facturas eléctricas de 3 y 6 periodos TUTOR: Eduardo Alcalde Germán División Eficiencia Energética CIRCE Año Académico: Fecha de entrega: 26 de noviembre de 2010 DECLARACIÓN del AUTOR El abajo firmante declara que el contenido del resumen del presente proyecto final de máster SI tiene carácter confidencial y NO autoriza su divulgación en cualquier medio y soporte. Así mismo autoriza explícitamente la futura divulgación en cualquier soporte del resumen del proyecto descrito en esta ficha una vez finalizado y entregado. El abajo firmante declara que el contenido completo del proyecto final de máster : SÍ tiene carácter confidencial - NO tiene carácter confidencial SÍ autoriza su consulta a uso docente - NO autoriza su consulta a uso docente SÍ, autoriza su divulgación a través de cualquier medio o soporte NO autoriza su divulgación En Zaragoza, a 26 de noviembre de 2010 Fdo.... Carlos G. Samaniego Ojeda

2 Desarrollo y validación de herramienta informática para la optimización de facturas eléctricas de 3 y 6 periodos Samaniego Ojeda, Carlos car_samaniego@hotmail.com Abstract: El proyecto trata del desarrollo de una herramienta informática en Excel que permite optimizar la contratación eléctrica en alta tensión para 3 y 6 periodos (tarifas 3.1A y 6.X). Se ha puesto en funcionamiento dicha herramienta para la optimización de la factura de una empresa real seleccionada en la que se demuestra que se pueden llegar a conseguir ahorros significativos. Palabras clave: Factura eléctrica, contrato, optimización, término fijo, término variable. 1. INTRODUCCIÓN La liberalización del sector eléctrico, ha llevado a que la energía eléctrica pueda ser intercambiada en un mercado propio sujeto a reglas competitivas. La complejidad de la contratación eléctrica en alta tensión obliga a los empresarios a asesorarse para conseguir ahorros importantes en su factura. El término de potencia contratada es susceptible de un estudio riguroso ya que en algunas ocasiones es preferible penalizar en periodos puntuales a contratar potencias sobredimensionadas. Para optimizar el término de energía es necesario realizar una comparación entre los precios ofertados por las compañías suministradoras. Los precios de las tarifas de acceso para 2010 se establecen en ITC 3519/2009 Por la que se revisan los peajes de acceso a partir de 1 de enero de 2010 y las tarifas y primas de las instalaciones del régimen especial. El presente proyecto pretende optimizar la contratación eléctrica de una empresa a través del desarrollo de una aplicación informática en Excel. La empresa en la cual se aplicará la herramienta describe a continuación: En las instalaciones de la empresa se desarrollan actividades de tratamiento superficial de piezas de grandes dimensiones para la industria aeronáutica. Esta actividad engloba la entrada de la materia prima, el almacenaje, el tratamiento superficial y el control de calidad de las mismas. El diagrama de bloques del proceso se presenta a continuación: Fig. 1 Diagrama de bloques del proceso Los principales recursos energéticos de la empresa utilizados en su actividad industrial son la energía eléctrica y el Gas Natural. La energía eléctrica supone 32 % del consumo y el 62 % de la facturación (aproximadamente /año) y se utiliza principalmente para iluminación, motores, compresores, bombas, sistemas de ventilación, rectificador CA-CC y climatización de oficinas. La acometida eléctrica es de 15kV. 2

3 2. OBJETIVOS - Desarrollar y validar una herramienta informática en formato Excel de optimización de facturas eléctricas para alta tensión para 3 y 6 periodos. que para cada mes nos dé como resultado la clasificación de P1 a P6. Podremos ya realizar una tabla con la clasificación de la energía correspondiente a cada periodo por meses mediante la función SUMAR.SI. (Fig. 3) - Optimizar la contratación del término de potencia de una empresa. - Seleccionar la opción más adecuada para contratación analizando el término de energía. - Optar por la alternativa más apropiada para contratación entre 3 o 6 periodos. 3. METODOLOGÍA Para poder optimizar la contratación es necesario realizar una simulación con la curva de carga de un año completo. 3.1 Clasificación de las energías por periodos La normativa vigente (ITC/2794/2007), define para la Zona 1: Península, los horarios para cada periodo tarifario para las tarifas 6.X. Para la tarifa 3.1A los horarios de los periodos se definen en ITC 3801/2008. Para simplificar los cálculos, no se ha tomado en cuenta los festivos en la aplicación. Los datos de inicio se representan con fondo gris. Con el objetivo de tener referencias, insertamos columnas auxiliares con el día del mes, día de la semana y mes como muestra la Fig. 2. Fig. 3 Clasificación de las energías por periodos y meses para 6 periodos Para 3 periodos realizamos el filtrado, al igual que en el caso de 6 periodos con condicionales Y, O y SI. Según ITC 2794/2007 para tarifas eléctricas Los cambios de horario de invierno a verano o viceversa coincidirán con la fecha del cambio oficial de hora. Al igual que para 6 periodos, realizamos la tabla con la clasificación de energías por periodos y meses. Fig. 4 Clasificación de las energías por periodos y meses para 3 periodos 3.2 Excesos de potencia Fig. 2 Curva de carga cuarto horaria con columnas auxiliares referenciales Realizamos el filtrado de datos de 6 periodos para todos los meses, además insertamos una columna con el término de energía. Ya que cada fila corresponde a ¼ de hora, al multiplicar 0,25 por la potencia (kw), obtenemos energía (kwh). Para realizar el filtrado es necesario insertar condicionales tipo Y, O y SI, de manera Penalización para 6 periodos Para el caso de 6 periodos, los excesos de potencia se calculan en función de las potencias contratadas en cada periodo tarifario, y en su caso, dependiendo de la tarifa, las potencias realmente demandadas mediante los equipos correspondientes. La facturación de los excesos de potencia para las tarifas de acceso 6.X se calcula en caso de que la potencia demandada sobrepase en cualquier 3

4 periodo horario la potencia contratada (RD 1164/2001): Donde Ki es el coeficiente que tomará los siguientes valores dependiendo del periodo tarifario: 4.1 Clasificación de las energías Para 6 periodos, las energías clasificadas se muestran a continuación: Tabla 2 Resultados de la clasificación para 6 periodos Tabla 1 Coeficiente Ki Periodo Ki 1 1,5 0,37 0,37 0,37 0,17 Aei se calculará de acuerdo con la siguiente fórmula: Donde, Pdj= Potencia demandada en cada uno de los cuartos de hora del periodo i, en que se haya sobrepasado Pci. [kw] Pci= Potencia contratada en el periodo i considerado. [kw] Tarifación para 3 periodos Para 3 periodos, se sigue la siguiente regla de cálculo (RD 1164/2001): Si PR>1,05PC; PF=PR+2(PR-1,05PC) Si 0,85PC<PR<=1,05PC; PF=PR Si PR<PC0,85; PF=0,85PC Donde, PC= Potencia contratada PR= Potencia registrada en el maxímetro PF= Potencia facturada Para 3 periodos, las energías clasificadas se muestran a continuación: Tabla 3 Resultados de la clasificación para 3 periodos 4.2 Optimización de las potencias contratadas Actualmente, la empresa tiene contratados 650kW en todos los periodos, en la tarifa 6.1. Se realizó un análisis con la función SOLVER de Excel, los resultados son los siguientes: Tabla 4 Potencias determinadas con la función SOLVER 4. DESARROLLO Se ha tomado una curva de carga anual de la empresa seleccionada. Desde abril hasta diciembre corresponden a 2009, mientras que enero, febrero y marzo son de Esto no es un inconveniente ya que el consumo mensual es muy similar en ambos años, además ya que nos basamos en una simulación para facturación, los datos son válidos. Ya que la acometida es a 15kV, se puede elegir entre las tarifas 3.1A y 6.1 siempre que se seleccione las potencias adecuadas (3.1A<=450kW, 6.1>450kW). A continuación se muestra cómo varía la facturación anual (6P: Potencia+penalizaciones; 3P: Potencia) con respecto a las potencias contratadas con la curva de carga seleccionada. Evidentemente estos datos son orientativos ya que no toman en cuenta las limitaciones de potencia 4

5 para la selección entre 3 y 6 periodos. Se supone que todos los periodos tienen la misma potencia: Tabla 5 Facturación VS Potencia Tabla 7 Penalizaciones en 6 periodos Las potencias facturadas para 3 periodos son las siguientes: Tabla 8 Facturación en 3 periodos Ahora podemos proceder a optimizar las potencias. Para 6 periodos debemos elegir en P6 al menos 451 para poder optar por la tarifa 6.1. Para el caso de 3P, se deberá tener máximo 450 para poder seleccionar la tarifa 3.1A. Las potencias seleccionadas quedan de la siguiente manera: Tabla 6 Potencias optimizadas 4.3 Penalizaciones para 6 periodos y potencias facturadas para 3 periodos Para las potencias optimizadas se tienen las siguientes penalizaciones en 6 periodos: 5

6 4.4 Comparación entre las ofertas de las comercializadoras Para la optimización de la contratación, se pidió presupuestos a 3 suministradoras de energía eléctrica para 3 y 6 periodos: la actual Endesa, HC y Gas Natural. A continuación se presenta una tabla con el resumen de los ahorros obtenidos: Tabla 9 Ahorros obtenidos Por lo tanto se ha seleccionado a la empresa Gas Natural en 6 periodos, el ahorro es de ,90, que corresponde al 21.2%. Es interesante notar que incluso penalizando en ciertos periodos de tiempo se puede llegar a lograr los ahorros máximos. Los costes asociados a sobredimensionamientos de potencias contratadas pueden llegar a ser mayores que las penalizaciones. 4.5 Validación de la aplicación Se ha realizado su validación a través de la comparación entre los valores presentados por la misma y los entregados por la comercializadora eléctrica en la factura del mes de febrero de Se comprobó que los valores coinciden plenamente. 5. CONCLUSIONES La herramienta desarrollada optimiza la contratación eléctrica para alta tensión y permite elegir entre 3 y 6 periodos. Al realizar su validación se comprobó que los valores coinciden completamente. Específicamente la herramienta permite: Potencia: Simular los excesos de potencia y sus penalizaciones, así como las potencias facturadas. Esto se logra realizando un análisis aumentando o disminuyendo las potencias en los periodos de facturación y seleccionando la opción más beneficiosa económicamente. Contratar potencias sobredimensionadas podría ser tan perjudicial como las subdimensionadas. Lo más común es que se piense erróneamente que contratando más de lo necesario para evitar caer en penalizaciones traerá beneficios económicos. Se trata de encontrar el equilibrio, pues incluso penalizar en ciertos periodos de tiempo es preferible en lugar de contratar potencias excesivas. En nuestra curva de carga, con las potencias optimizadas (Tabla 6), en nuestra elección de 6 periodos se penaliza en todos los meses, durante todos los periodos, excepto en P6. Aún así, los ahorros económicos en potencia son de ,4 (40,4%). Energía: Filtrar los datos en periodos para poder hacer una comparación como la Tabla 9 con las tarifas ofrecidas por las comercializadoras. Ya que en un mercado eléctrico liberalizado como el español los precios de la energía se ofrecen a cada cliente en particular y en periodos de tiempo establecidos, esta herramienta es muy útil, pues bastará con cambiar los precios en la tabla de resultados para optimizar la contratación. En nuestra curva se carga se seleccionó la oferta de GAS NATURAL en 6 periodos. Se obtuvo un ahorro en energía de ,5 (16,6%). Los ahorros totales ascienden a ,90 que corresponde al 21,2% con respecto al caso inicial. Una auditoría energética para una empresa de esta magnitud podría costar alrededor de donde la optimización de facturas eléctricas está incluida. Como se demuestra en este caso de estudio, solamente con los ahorros en contratación eléctrica, se paga por si sola la auditoría. Otra aplicación de esta herramienta podría ser la comprobación mensual de la veracidad del filtro de energías por periodos por parte de la compañía suministradora de electricidad así como la comprobación de los pagos por excesos de potencia. 6

7 6. AGRADECIMIENTOS A mi familia, por su cariño y apoyo incondicional en todos mis propósitos. A Xime por ser como es. A Eduardo por su colaboración en la dirección del presente proyecto. A Javier y Manuel por compartir su experiencia. 7. BIBLIOGRAFÍA [1] GARCÍA Suso, Felipe; Optimización de potencias eléctricas contratadas, Revista: Técnica industrial Nº248, marzo de 2003, pp [2] YUSTA Loyo, José María; Opciones de los consumidores, Presentación Power Point, marzo de [3] ORDEN ITC/3519/2009, de 28 de diciembre, por la que se revisan los peajes de acceso a partir de 1 de enero de 2010 y las tarifas y primas de las instalaciones del régimen especial. [4] ORDEN ITC/3801/2008, de 26 de diciembre, por la que se revisan las tarifas eléctricas a partir de 1 de enero de [5] ORDEN ITC/2794/2007, de 27 septiembre, por la que se revisan las tarifas eléctricas a partir del 1 de octubre de [6] REAL DECRETO 1164/2001, de 26 de octubre, por el que se establecen tarifas de acceso a las redes de transporte y distribución de energía eléctrica. 7

8 ÍNDICE PALABRAS CLAVE I. INTRODUCCIÓN EL MERCADO ELÉCTRICO ESPAÑOL DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA II. OBJETIVOS III. DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA CLASIFICACIÓN DE LAS ENERGÍAS POR PERIODOS EXCESOS DE POTENCIA Penalización para 6 periodos Tarifación para 3 periodos IV. DESARROLLO CLASIFICACIÓN DE LAS ENERGÍAS OPTIMIZACIÓN DE LAS POTENCIAS CONTRATADAS PENALIZACIONES PARA 6 PERIODOS Y POTENCIAS FACTURADAS PARA 3 PERIODOS COMPARACIÓN ENTRE LAS OFERTAS DE LAS COMERCIALIZADORAS VALIDACIÓN DE LA APLICACIÓN V. CONCLUSIONES VI. BIBLIOGRAFÍA Índice de figuras Fig. 1 Diagrama de bloques del proceso Fig. 2 Horarios para las tarifas 6.X según ITC/2794/ Fig. 3 Horarios para la tarifa eléctrica 3.1A según ITC 3801/ Fig. 4 Formato de una curva de carga cuarto horaria Fig. 5 Curva de carga cuarto horaria con columnas auxiliares referenciales Fig. 6 Filtrado de datos para 6 periodos Fig. 7 Clasificación de las energías por periodos y meses para 6 periodos Fig. 8 Filtrado de datos para 3 periodos Fig. 9 Selección del año para el cambio de estaciones invierno/verano Fig. 10 Clasificación de las energías por periodos y meses para 3 periodos Fig. 11 Penalizaciones por exceso de potencia para 6 periodos Fig. 12 Penalizaciones por exceso de potencia para 3 periodos

9 Fig. 13 Gráfica de facturación vs potencia en 6 periodos Fig. 14 Gráfica de facturación vs potencia en 3 periodos Fig. 15 Extracto de la factura del mes de febrero de Fig. 16 Facturación anual total Índice de tablas Tabla 1 Tarifas de acceso. Tarifa 3.1A Tabla 2: Tarifas de acceso. Tarifas 6.X Tabla 3 Coeficiente Ki Tabla 4 Resultados de la clasificación para 6 periodos Tabla 5 Resultados de la clasificación para 3 periodos Tabla 6 Potencias determinadas con la función SOLVER Tabla 7 Potencias optimizadas Tabla 8 Penalizaciones en 6 periodos Tabla 9 Facturación en 3 periodos Tabla 10 Resultados Tabla 11 Ahorros obtenidos Tabla 12 Potencias máximas por periodos

10 PALABRAS CLAVE Factura eléctrica: Documento que entrega la compañía comercializadora mensualmente en el cual se especifica la cantidad a pagar por concepto de energía activa, energía reactiva, potencia, penalizaciones por excesos de potencia, alquiler del los equipos, impuesto eléctrico e IVA. Contrato: Acuerdo firmado entre la comercializadora eléctrica y el solicitante, en el cual se especifican las condiciones del servicio. Optimización: En potencia se refiere a la selección de las potencias con las cuales se consiguen los mayores ahorros. En energía consiste en simular las facturaciones anuales con distintas ofertas ofrecidas por las comercializadoras y seleccionar la más beneficiosa para el contratante. Término fijo: En este concepto se paga la potencia contratada y es el resultado de multiplicar el precio del término de potencia en el periodo de facturación, por los kw contratados. Término variable: O término de energía. Se factura el consumo (los kwh) que se haya consumido en el periodo de facturación, medido por el contador. Se calcula multiplicando los kwh medidos por el precio del término de energía. 10

11 I. Introducción El presente proyecto pretende desarrollar una herramienta informática en Excel que permita optimizar la contratación eléctrica en alta tensión para 3 y 6 periodos. Se ha puesto en funcionamiento dicha herramienta para la optimización de la factura de una empresa real seleccionada en la que se demuestra que se pueden llegar a conseguir ahorros significativos. A continuación se presenta una introducción acerca del mercado eléctrico español y se describe la empresa objeto de estudio. 1. El mercado eléctrico español La liberalización del sector eléctrico, fenómeno que se ha venido produciendo en numerosos países en las últimas décadas, ha llevado a que la energía eléctrica pueda ser intercambiada en un mercado propio sujeto a reglas competitivas. En el caso de España, el proceso de liberalización se ha visto impulsado por la necesidad de adaptarse a las directrices marcadas por la Unión Europea de cara a continuar por la senda de integración económica con el objetivo de consolidar un mercado común para bienes y servicios. La complejidad de la contratación eléctrica en alta tensión obliga a los empresarios a asesorarse para conseguir ahorros importantes en su factura. El término de potencia contratada es susceptible de un estudio riguroso ya que en algunas ocasiones es preferible penalizar en periodos puntuales a contratar potencias sobredimensionadas. Para optimizar el término de energía es necesario realizar una comparación entre los precios ofertados por las compañías suministradoras. Los precios de las tarifas de acceso para 2010 se establecen en ITC 3519/2009 Por la que se revisan los peajes de acceso a partir de 1 de enero de 2010 y las tarifas y primas de las instalaciones del régimen especial. 11

12 A continuación se describen las tarifas de acceso: Tarifas acceso Baja Tensión (U< 1 kv) 2.0A, 2.0DHA (Pc<10 kw) 2.1A, 2.1DHA (10 kw<pc<15 kw) 3.0A (Pc>15 kw) Tarifas acceso Alta Tensión (U> 1 kv) 3.1A (Pc<450 kw) 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5 (Pc>450 kw) Pc=Potencia contratada Según las tensiones: 6.1> 1 kv y <36 kv 6.2> 36 kv y <72,5 kv 6.3>72,5 kv y <145 kv 6.4>145 kv 6.5 Conexiones internacionales El valor de las tarifas de acceso para alta tensión se describe a continuación: Tarifa 3.1A Tabla 1 Tarifas de acceso. Tarifa 3.1A 12

13 Tarifas 6.X Tabla 2: Tarifas de acceso. Tarifas 6.X El presente proyecto permite optimizar la contratación eléctrica de una empresa a través del desarrollo de una aplicación informática en Excel. Ya que las empresas con consumos elevados (donde hay mayores oportunidades ahorro) tienen suministro eléctrico en alta tensión (>1kV), la aplicación será exclusiva para este sector. No se toman en cuenta los costes debidos a energía reactiva. 2. Descripción de la empresa En las instalaciones de la empresa se desarrollan actividades de tratamiento superficial de piezas de grandes dimensiones para la industria aeronáutica. Esta actividad engloba la entrada de la materia prima, el almacenaje, el tratamiento superficial y el control de calidad de las mismas. La acometida es de 15kV. El sistema productivo se describe de forma esquemática en la Fig. 1. A continuación se describen los procesos: Almacenaje: Tras la recepción del material mediante camión se almacena dispuesto para las siguientes fases. 13

14 Limpieza y desbarbado: Primera fase de limpieza donde se soplan y se lijan pequeñas imperfecciones del torneado. Enderezado: Las piezas que sufren torsión en el mecanizado se enderezan mediante granalla de tamaño grande. Granallado/Shot peening: La pieza se somete a un proceso de granallado mediante una máquina de 10 ruedas que genera una compresión en las capas superficiales de la pieza, previniendo grietas y corrosiones y mejorando el acabado superficial de la misma. Inspección mediante líquidos penetrantes: Las piezas tras el mecanizado se les aplica un liquido revelador que pone de manifiesto las grietas y fisuras de la pieza. Anodizado: El anodizado se divide en dos fases o Limpieza del material: Tras la inspección, las piezas se enjuagan dentro de varios tanques de jabón alcalino y posteriormente se realiza un decapado alcalino. o Revestimiento: Se le provee de un revestimiento anódico mediante ácido crómico. Pintura: Las piezas una vez secas se llevan a una cabina de pintura donde se les aplica la imprimación correspondiente. Secado: Tras el pintado se les somete a un ciclo de secado entre 60-80ºC. Inspección: Las piezas son revisadas por operarios cualificados que realizan las pruebas de calidad necesarias y reparan manualmente las imperfecciones. Embalaje y expedición: Se embalan y se expiden desde la misma campa de acopio. 14

15 ACOPIO DE MATERIAL LIMPIEZA Y DESBARBADO ENDEREZADO GRANALLADO/SHOT PEENING INSPECCIÓN CON LÍQUIDOS PENETRANTES ANODIZACIÓN LIMPIEZA REVESTIMIENTO ANÓDICO HORNO DE SECADO PINTURA SECADO INSPECCIÓN EMBALAJE Y EXPEDICIÓN Fig. 1 Diagrama de bloques del proceso 15

16 Los principales recursos energéticos de la empresa utilizados en su actividad industrial son la energía eléctrica y el Gas Natural. La energía eléctrica supone 32 % del consumo y el 62 % de la facturación (aproximadamente /año) y se utiliza principalmente para iluminación, motores, compresores, bombas, sistemas de ventilación, rectificador CA-CC y climatización de oficinas. El Gas Natural supone el 68% del consumo y el 38% de la facturación energética y se utiliza para la climatización de las Naves, para el calentamiento de los baños, para el calentamiento del horno y para el acondicionamiento del aire de la cabina de pintura. 16

17 II. Objetivos - Desarrollar y validar una herramienta informática en formato Excel de optimización de facturas eléctricas para alta tensión para 3 y 6 periodos. - Optimizar la contratación del término de potencia de una empresa. - Seleccionar la opción más adecuada para contratación analizando el término de energía. - Optar por la alternativa más apropiada para contratación entre 3 o 6 periodos. III. Descripción de la metodología Para poder optimizar la contratación es necesario realizar una simulación con la curva de carga de un año completo. 1. Clasificación de las energías por periodos Según la normativa vigente, para la Zona 1: Península, los horarios para cada periodo tarifario para las tarifas 6.X son los siguientes: (Todos los fines de semana y festivos pertenecen a P6) Fig. 2 Horarios para las tarifas 6.X según ITC/2794/

18 Para la tarifa 3.1A los periodos son los siguientes: Fig. 3 Horarios para la tarifa eléctrica 3.1A según ITC 3801/2008 (Para simplificar la aplicación, no se ha tomado en cuenta los festivos). Los datos proporcionados por las comercializadoras eléctricas suelen tener el formato mostrado en la Fig. 4. Fig. 4 Formato de una curva de carga cuarto horaria Con el objetivo de tener referencias, insertamos columnas auxiliares como muestra la Fig

19 Fig. 5 Curva de carga cuarto horaria con columnas auxiliares referenciales Realizamos el filtrado de datos de 6 periodos para todos los meses, además insertamos una columna con el término de energía. Ya que cada fila corresponde a ¼ de hora, al multiplicar 0,25 por la potencia (kw), obtenemos energía (kwh). Para realizar el filtrado es necesario insertar condicionales tipo Y, O y SI, de manera que para cada mes nos dé como resultado la clasificación de P1 a P6, como muestra la Fig. 6. Fig. 6 Filtrado de datos para 6 periodos Podremos ya realizar una tabla con la clasificación de la energía correspondiente a cada periodo por meses mediante la función SUMAR.SI. (Fig. 7) 19

20 Fig. 7 Clasificación de las energías por periodos y meses para 6 periodos Para 3 periodos realizamos el filtrado, al igual que en el caso de 6 periodos con condicionales Y, O y SI. En la Fig. 8 se muestra el filtrado, con color naranja para los meses de verano, azul invierno y blanco los meses en que se realiza el cambio de estación para el sector eléctrico. Fig. 8 Filtrado de datos para 3 periodos Ya que en cada año, el cambio de estaciones invierno/verano para el sector eléctrico difiere del anterior, se ha insertado una tabla con estas fechas para varios años. Estos datos se cambian automáticamente en las fórmulas de la tabla de filtrado al seleccionar el año de la lista desplegable. Según ITC 2794/2007 para tarifas eléctricas Los cambios de horario de invierno a verano o viceversa coincidirán con la fecha del cambio oficial de hora. 20

21 Fig. 9 Selección del año para el cambio de estaciones invierno/verano Al igual que para 6 periodos, realizamos la tabla con la clasificación de energías por periodos y meses. Fig. 10 Clasificación de las energías por periodos y meses para 3 periodos 21

22 2. Excesos de potencia 2.1. Penalización para 6 periodos Para el caso de 6 periodos, los excesos de potencia se calculan en función de las potencias contratadas en cada periodo tarifario, y en su caso, dependiendo de la tarifa, las potencias realmente demandadas mediante los equipos correspondientes. La facturación de los excesos de potencia ( ) para las tarifas de acceso 6.X se calcula en caso de que la potencia demandada sobrepase en cualquier periodo horario la potencia contratada (RD 1164/2001): Donde Ki es el coeficiente que tomará los siguientes valores dependiendo del periodo tarifario: Tabla 3 Coeficiente Ki Periodo Ki 1 1,5 0,37 0,37 0,37 0,17 Aei se calculará de acuerdo con la siguiente fórmula: Donde, Pdj= Potencia demandada en cada uno de los cuartos de hora del periodo i, en que se haya sobrepasado Pci. [kw] Pci= Potencia contratada en el periodo i considerado. [kw] Las tablas nos quedan de la siguiente manera: 22

23 Fig. 11 Penalizaciones por exceso de potencia para 6 periodos En el pago mensual por potencia se incluye el valor de las potencias contratadas multiplicado por las tarifas de acceso, más las penalizaciones por excesos Tarifación para 3 periodos Para 3 periodos se sigue la siguiente regla (RD 1164/2001) para calcular las potencias facturadas por periodos: Si PR>1,05PC; PF=PR+2(PR-1,05PC) Si 0,85PC<PR<=1,05PC; PF=PR Si PR<PC0,85; PF=0,85PC Donde, PC= Potencia contratada PR= Potencia registrada en el maxímetro PF= Potencia facturada 23

24 Primeramente realizamos una tabla con las potencias máximas por periodos y por meses, luego aplicamos la regla de cálculo y finalmente multiplicamos las potencias facturadas por las tarifas de acceso: Fig. 12 Penalizaciones por exceso de potencia para 3 periodos IV. Desarrollo Se ha tomado una curva de carga anual de la empresa seleccionada. Desde abril hasta diciembre corresponden a 2009, mientras que enero, febrero y marzo son de Esto no es un inconveniente ya que el consumo mensual es muy similar en ambos años, además ya que nos basamos en una simulación para la optimización de la facturación, los datos son válidos. Ya que la acometida es a 15kV, se puede elegir entre las tarifas 3.1A y 6.1 siempre que se seleccione las potencias adecuadas (3.1A<=450kW, 6.1>450kW). 1. Clasificación de las energías Para 6 periodos, las energías clasificadas se muestran a continuación: 24

25 Tabla 4 Resultados de la clasificación para 6 periodos Para 3 periodos, las energías clasificadas se muestran a continuación: Tabla 5 Resultados de la clasificación para 3 periodos 2. Optimización de las potencias contratadas Actualmente, la empresa tiene contratados 650kW en todos los periodos, en la tarifa 6.1. A continuación se muestra cómo varía la facturación anual (6P: Potencia+penalizaciones; 3P: Potencia) con respecto a las potencias contratadas con la curva de carga seleccionada. Evidentemente estos datos son orientativos ya que no toman en cuenta las limitaciones de potencia para la selección entre 3 y 6 periodos. Se supone que todos los periodos tienen la misma potencia: 25

26 6 periodos , , , , , , , ,0 0, Fig. 13 Gráfica de facturación vs potencia en 6 periodos 3 periodos , , , , , , ,0 0, Fig. 14 Gráfica de facturación vs potencia en 3 periodos 26

27 Además se realizó un análisis con la función SOLVER de Excel, los resultados son los siguientes: Tabla 6 Potencias determinadas con la función SOLVER Ahora podemos proceder a optimizar las potencias. Para 6 periodos debemos elegir en P6 al menos 451 para poder optar por la tarifa 6.1. Para el caso de 3P, se deberá tener máximo 450 para poder seleccionar la tarifa 3.1A. Las potencias seleccionadas quedan de la siguiente manera: Tabla 7 Potencias optimizadas 27

28 3. Penalizaciones para 6 periodos y potencias facturadas para 3 periodos Para las potencias optimizadas se tienen las siguientes penalizaciones en 6 periodos: Tabla 8 Penalizaciones en 6 periodos Las potencias facturadas para 3 periodos son las siguientes: Tabla 9 Facturación en 3 periodos 28

29 4. Comparación entre las ofertas de las comercializadoras Comparación entre las ofertas de las comercializadoras Para la optimización de la contratación, se pidió presupuestos a 3 suministradoras de energía eléctrica para 3 y 6 periodos: la actual Endesa, HC y Gas Natural. Su obtuvo los siguientes resultados: Tabla 10 Resultados 29

30 A continuación se presenta una tabla con el resumen de los ahorros obtenidos: Tabla 11 Ahorros obtenidos Por lo tanto se ha seleccionado a la empresa Gas Natural en 6 periodos, el ahorro es de ,90, que corresponde al 21.2%. Es interesante notar que incluso penalizando en ciertos periodos de tiempo se puede llegar a lograr los ahorros máximos. Los costes asociados a sobredimensionamientos de potencias contratadas pueden llegar a ser mayores que las penalizaciones. La siguiente tabla muestra las potencias máximas por periodos para nuestra curva de carga, en la cual, se penaliza en los periodos de 1 a 5 con las potencias contratadas optimizadas (P1-P5=350kW, P6=451kW): Tabla 12 Potencias máximas por periodos 30

31 5. Validación de la aplicación A continuación se presenta una verificación de la herramienta en su fase de filtrado de datos que es la parte principal de la aplicación de donde se basan el resto de cálculos con operaciones simples. Se ha tomado como ejemplo la factura del mes de febrero de La Fig. 15 es un extracto de la factura, en la cual se comprueba que los valores Consumo de Energía Activa coinciden con los presentados por la aplicación (Tabla 4). De igual manera, los valores Potencia máxima demandada de la factura de febrero de 2010 coinciden con los mostrados por la aplicación al filtrar las potencias máximas por periodos (Tabla 12). Fig. 15 Extracto de la factura del mes de febrero de

32 V. Conclusiones La herramienta desarrollada optimiza la contratación eléctrica para alta tensión y permite elegir entre 3 y 6 periodos. Se ha realizado su validación a través de la comparación entre los valores presentados por la misma y los entregados por la comercializadora eléctrica en la factura del mes de febrero de Se comprobó que los valores coinciden plenamente. Específicamente la herramienta permite: Potencia: Simular los excesos de potencia y sus penalizaciones, así como las potencias facturadas. Esto se logra realizando un análisis aumentando o disminuyendo las potencias en los periodos de facturación y seleccionando la opción más beneficiosa económicamente. Según muestran la Fig. 13 y la Fig. 14, contratar potencias sobredimensionadas podría ser tan perjudicial como las subdimensionadas. Lo más común es que se piense erróneamente que contratando más de lo necesario para evitar caer en penalizaciones traerá beneficios económicos. Se trata de encontrar el equilibrio, pues incluso penalizar en ciertos periodos de tiempo es preferible en lugar de contratar potencias excesivas. En nuestra curva de carga, con las potencias optimizadas (Tabla 7), en nuestra elección de 6 periodos se penaliza en todos los meses, durante todos los periodos, excepto en P6, tal como muestra la Tabla 12. Aún así, los ahorros económicos en potencia son de ,4 (40,4%). Energía: Filtrar los datos en periodos para poder hacer una comparación como la Tabla 10 con las tarifas ofrecidas por las comercializadoras. Ya que en un mercado eléctrico liberalizado como el español los precios de la energía se ofrecen a cada cliente en particular y en periodos de tiempo establecidos, esta herramienta es muy útil, pues bastará con cambiar los precios en la tabla de resultados para optimizar la contratación. En nuestra curva se carga se seleccionó la oferta de GAS NATURAL en 6 periodos. Se obtuvo un ahorro en energía de ,5 (16,6%). 32

33 Los ahorros totales ascienden a ,90 que corresponde al 21,2% con respecto al caso inicial. La siguiente gráfica muestra la facturación anual total con las ofertas presentadas por las comercilizadoras: , , , , , , , , ,0 0,0 ENDESA ACTUAL (6P) HC (6P) GAS NATURAL (6P) ENDESA (3P) HC (3P) GAS NATURAL (3P) Fig. 16 Facturación anual total Una auditoría energética para una empresa de esta magnitud podría costar alrededor de donde la optimización de facturas eléctricas está incluida. Como se demuestra en este caso de estudio, solamente con los ahorros en contratación eléctrica, se paga por si sola la auditoría. Otra aplicación de esta herramienta podría ser la comprobación mensual de la veracidad del filtro de energías por periodos por parte de la compañía suministradora de electricidad así como la comprobación de los pagos por excesos de potencia. 33

34 VI. Bibliografía [1] GARCÍA Suso, Felipe; Optimización de potencias eléctricas contratadas, Revista: Técnica industrial Nº248, marzo de 2003, pp [2] Yusta Loyo, José María; Opciones de los consumidores, Presentación Power Point, marzo de [3] ORDEN ITC/3519/2009, de 28 de diciembre, por la que se revisan los peajes de acceso a partir de 1 de enero de 2010 y las tarifas y primas de las instalaciones del régimen especial. [4] ORDEN ITC/3801/2008, de 26 de diciembre, por la que se revisan las tarifas eléctricas a partir de 1 de enero de [5] ORDEN ITC/2794/2007, de 27 septiembre, por la que se revisan las tarifas eléctricas a partir del 1 de octubre de [6] REAL DECRETO 1164/2001, de 26 de octubre, por el que se establecen tarifas de acceso a las redes de transporte y distribución de energía eléctrica. 34