ESTUDIO Y MEJORAS DE SISTEMAS DE OPTIMIZACIÓN DEL CONSUMO ELÉCTRICO

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Xavier Aranda Rey
hace 8 años
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1 ESTUDIO Y MEJORAS DE SISTEMAS DE OPTIMIZACIÓN DEL CONSUMO ELÉCTRICO Autor: Delgado Davara, Felipe Director: Collantes Bellido, Rafael. Co-director: Castro Miguens, José B Entidades Colaboradoras: Enefgy S.L. y Cia Española de Instrumentos Electricos S.L. (CESINEL). RESUMEN DEL PROYECTO Basándonos en los recientes objetivos referidos a la eficiencia energética propuestos en el protocolo de Kyoto para el año 2020 y la creciente demanda de electricidad ante la escasez de combustibles fósiles, se ha realizado un estudio abarcando tres puntos principales constituyentes en las medidas a tomar para la reducción global del consumo eléctrico. Éstos son: La realización de una contabilidad energética que permita control y seguimiento de consumos y corrija hábitos de consumo La utilización de tecnologías de optimización del consumo de energía La investigación y desarrollo de nuevas tecnologías para el ahorro eléctrico La primera parte del proyecto consistió en la realización de una contabilidad energética de cuatro estaciones de servicio REPSOL con la ayuda de la plataforma de medida de consumo horario de la empresa Enefgy. De esta manera identificamos sus consumos habituales en diferentes sectores (alumbrado interior, alumbrado exterior, climatización y sistemas frigoríficos), y a través de dichos datos procedimos a una comparación energética entre las estaciones de servicio, tomando consumos horarios y abarcando periodos significativos de medida. Después de analizar los resultados obtenidos llegamos a la conclusión de que se estaban siguiendo unos hábitos incorrectos de consumo, pudiendo destacar, de forma general: El derroche de electricidad en horas nocturnas con menor clientela. La no regulación en los sistemas de climatización. El excesivo consumo en alumbrado exterior en horario diurno.

RESUMEN DEL PROYECTO Basándonos en los recientes objetivos referidos a la eficiencia energética propuestos en el protocolo de Kyoto para el año 2020 y la creciente demanda de electricidad ante la

2 El poco control del alumbrado interior en relación a las condiciones lumínicas externas. La segunda parte del proyecto consiste en la aplicación de sistemas de ahorro energético en las estaciones de servicio estudiadas y la comparación de sus resultados en función del análisis inicial anterior. Los sistemas instalados comprenden dos grupos: sistemas domóticos, ofrecidos por las empresas Rocafull, Eliwell y Danfoss, y sistemas genéricos orientados a la reducción del consumo eléctrico proporcionados por las empresas Produsol, Sebics y Force. Dentro de estos sistemas últimos, Sebics, ofrece un transformador en zig-zag con relación 1:1, que según el fabricante es capaz de reducir el consumo por medio de la reducción de la potencia reactiva y la mejora del factor de potencia, además de aumentar la durabilidad de las instalaciones. Force, un sistema de ahorro eléctrico que con una tecnología innovadora basada en un compuesto de minerales llamado EMF-7 que según el fabricante mejora el flujo eléctrico, distribuyendo la corriente eléctrica de manera más estable y eficiente, de nuevo con el consiguiente aumento de vida de las instalaciones. Y Produsol, que ofrece un controlador trifásico, diseñado para estabilizar el voltaje suministrado a los elementos de iluminación, entregando el voltaje correcto para hacerlos más eficientes y así generar ahorros. Dentro de los resultados destacar en los sistemas domóticos que todos consiguieron grandes ahorros en sectores de alumbrado y climatización sin tanto efecto en vitrinas y cámaras frigoríficas. Sobre el consumo general, el ahorro promedio de los tres oscila el 13%. En cuanto a los sistemas genéricos comentar que Produsol ofrece unos ahorros en iluminación muy inferiores a los sistemas domóticos, con un 6% frente al 30% de los sistemas domóticos, y entre Force y Sebics, éste último consiguió reducir consumos en mayor cantidad que el anterior, con un total del 5% de ahorros. Como tercera parte del proyecto se ha procedido al diseño y construcción de un sistema de ahorro energético en iluminación. Consiste en un regulador de la tensión de alimentación controlado mediante un sensor de luminosidad, que regula la potencia eléctrica suministrada al alumbrado interior en función de la luz natural incidente en las ventanas de un recinto.

3 La finalidad del mismo es conservar en todo momento un nivel de luminosidad óptimo y constante, evitando el consumo excesivo que conlleva una luminosidad excesiva, y a la vez mejorando el confort del trabajador. Su instalación está orientada a grandes oficinas donde su intensidad de alumbrado es máxima e invariante durante la jornada laboral. De esta manera fijamos los luxes en 500, nivel recomendado en oficinas, y de forma automatizada la intensidad del alumbrado variará regularmente en función de la luminosidad incidente del exterior. Además de orientarse a oficinas el dispositivo ofrece la posibilidad de ajustarse de forma manual a otros recintos con distintos niveles esperados de luminosidad, como bibliotecas, hoteles u hospitales. En conclusión, con este proyecto final de carrera mostramos diversas formas de reducir el consumo eléctrico y proponemos uno nuevo orientado al alumbrado interior cumpliendo el objetivo, hoy presente, de mejorar la eficiencia energética, que nos lleve a una reducción de CO2 y nos abra el camino a un modelo energético más sostenible. STUDY AND SYSTEM IMPROVEMENTS OF OPTIMIZATION OF THE ELECTRICAL CONSUMPTION According to recent objectives in basis with the energetic efficiency included in the to-be Kyoto protocol 2020, and the increased demand of electricity opposed to conventional fuel resources limitations, this research has focused on the criteria of reducing global electricity consumption by three different points. These are: The implementation of an energy accounting process with the aim of monitoring, controlling and correct the consumption habits. The use of technologies that optimize the energy consumption. The research and development of new technologies for electricity savings. The first point of this project was focused on the energy accounting of four different service stations Repsol. This accounting was possible with the help of the measuring platform for the consumption per hour that was given by the company Enefgy. This way it is possible to identify the regular consumption of the different sectors (indoor illumination, outdoor illumination, air conditioning and refrigerator systems), and with all those data an energetic comparison was made, taking into account

De esta manera fijamos los luxes en 500, nivel recomendado en oficinas, y de forma automatizada la intensidad del alumbrado variará regularmente en función de la luminosidad incidente del exterior.

4 the consumption per hour and embracing significant periods of measurement. After analyzing the results obtained it was concluded that some incorrect habits were often made. The most important ones are: Waste of electricity in the fewer clients hours of the night, The non-regulation of the air-conditioning systems, The excessive consumption of the outdoor illumination during daytime The few control of the indoor illumination in relation with the outdoor natural illumination The second point of the project involves the application of electricity saving systems at the service stations studied before and it compares the results with the analysis made before. The installed systems can be classified in two groups: domotic sytems, offered by the enterprises of Rocafull, Eliwell and Danfoss, and the generic systems given by Produsol, Sebics and Force. Focusing on the generic systems, Sebics offers a zig-zag transformer with relation 1:1, which is able to diminish the reactive power and improve the power factor, in addition of increasing the installation s durability. Force is an electricity saving system, which is helped by a modern technology based on mineral compounds, that improves the electric flux distributing the current in a more stable and efficient way. And Produsol, it is a three-phase energy controller, designed to stabilize the voltage supplied to the illumination systems. This is possible because they provide the correct voltage to make the system more efficient, thus saving energy. Analyzing the results of the domotic systems it is necessary to emphasize the fact that all of them reached big savings in the illumination and air-conditionings sectors. These savings were not so significant in the cabinets or refrigerators. Referring to the electricity general consumption, the average savings ranges the 13%. In the instance of the generic system aspects, the illumination savings were much less with Produsol than with the domotic systems, with 6% saving opposite 30% of the domotic systems studied. And comparing Force and Sebics, Sebics reached higher reductions in consumption than Force, hovering the 5%. The third section of the project is based on the development of an illumination energy saving system. It consists of a device together with a light sensor, regulating the

during daytime The few control of the indoor illumination in relation with the outdoor natural illumination The second point of the project involves the application of electricity saving systems at

5 electric power supplied to the indoor lighting as a function of the incident natural illumination thought the windows of a room. The aim of this device is to preserve in each moment an optimum and a constant light level. Hence, the unnecessary excessive illumination could be avoided and at the same time the employees comfort can be improved. This device is faced to be used in big offices where intensity lighting is maximum and constant during the workday. Thus, it is possible to set it in 500 lux (recommended level for offices) and will be automatically regulated in function of the external incident lighting. Moreover this tool offers the possibility to change manually the adjustments to work in other venues such as libraries, hotels or hospitals. In conclusion, in this project several ways of reducing the electric energy consumption are shown and also a new one focused in the internal lighting is proposed. Hence, the objective today present of improving the energy efficiency will be fulfilled, causing a CO2 reduction and will light a new more sustainable model.

Hence, the unnecessary excessive illumination could be avoided and at the same time the employees comfort can be improved.

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