DETECCIÓN DE ENERGÉTICO: MONITORIZACIÓN Y SIMULACIÓN ENERGÉTICA

Transcripción

1 DETECCIÓN DE OPORTUNIDADES DE AHORRO ENERGÉTICO: MONITORIZACIÓN Y SIMULACIÓN ENERGÉTICA

2 SISTEMA DE MONITORIZACIÓN ENERGÉTICA (SME) INDICADORES ENERGÉTICOS BENCHMARKING SOFTWARE DE ANÁLISIS TERMODINÁMICO HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN TÉRMICA 2

3 SISTEMAS DE MONITORIZACIÓN ENERGÉTICA (SME) Un SME es un sistema de información en continuo, integral o parcial por tipo de consumo o instalación, que puede trabajar en local o remoto y que es capaz de supervisar energéticamente la planta 3

4 SISTEMAS DE MONITORIZACIÓN ENERGÉTICA (SME) Un SME completo lt debe db integrar módulos de : Medición Supervisión Registro Cálculo Explotación 5

5 SISTEMAS DE MONITORIZACIÓN ENERGÉTICA (SME) Un SME puede ahorrar energía? Directamente no, indirectamente sí Un SME nunca controla la planta, pero su ausencia siempre implica posibles mejoras en el control No se puede optimizar lo no se puede controlar ni controlar lo que no se puede medir Un SME genera preguntas que abren líneas de investigación para optimizar por que este mes he consumido más que el anterior? no se pueden evitar estos picos de consumo que exceden la potencia contratada máxima mediante una gestión adecuada de la demanda? por qué éen los meses calurosos el consumo sube besi la producción se mantiene constante? por qué me arranca la bomba 50 veces al día? se puede evitar? puedo variar las consignas de trabajo sin que sea vea afectada la calidad del producto influirá en el consumo? cómo cuantificarlo?... 6

6 INDICADORES ENERGÉTICOS Analizar y evaluar el rendimiento de los sistemas industriales es esencial en el proceso de detección de oportunidades de ahorro energético y por tanto es un objetivo irrenunciable de los SME. Este análisis requiere la identificación deaquellos factores que tienen una mayor influencia en el consumo energético de la planta y que permitirán a su vez focalizar los esfuerzos en aquellas propuestas que redunden d en un mayor potencial ilde mejora. 7

7 EFICIENCIA 8

8 INDICADORES ENERGÉTICOS La magnitud que define el costo operacional puede ser una unidad monetaria (, $...) o una medida de la energía eléctrica o térmica (Kwh,kJ) El costo energético normalizado divide el costo energético anual por una medida que es capaz de incluir en su seno las variaciones en los factores que influyen en el costo. Así, por ejemplo,eses típico hablar en cerveceras de o En cárnicas se podría hablar de o 10

9 INDICADORES ENERGÉTICOS El costo normalizado tiene en cuenta el ratio de producción ( distinto para cada sector industrial) y puede también presentar factores como las condiciones climatológicas presentes en la planta si éstas se demuestran que juegan un papel importante. Para ello hay que estudiar los casos en los que las condiciones climatológicas influyan realmente en la carga del sistema. Si es así es conveniente tener este factor en cuenta Evolución consumo eléctrico kwh vs Grados día Consumo electrico 2010 Grados dia

10 INDICADORES ENERGÉTICOS Comparativa ratios Kwh/hl envasados RatioKwh/hl ,91 4,18 4,238 3,37 3,88 2,94 Control tradicional Control ahorro energetico dias produccion plena semanales 4 dias produccion plena semanales 5 dias produccion plena semanales Demanda Comparativa de kwh/hl envasados, según diferentes cargas de producción antes y después de implementar un proyecto de optimización energética en su planta. Se detecta un empeoramiento del rendimiento durante el verano aunque debiera permanecer constante alincluirse el factor climático en el indicador Kwh/(Ton.producto Ts). Ts) Origen: gestión inadecuada de la planta 12

11 BENCHMARKING El Benchmarking es una herramienta de gestión que permite comparar los rendimientos de la propia organización con otras organizaciones del mismo sector industrial. Los pasos a seguir para conseguir este objetivo son: Definir las métricas o indicadores que mejor caractericen el rendimiento en un área industrial determinada Medir y evaluar el rendimiento propio p y compararlo con los rendimientos de otras compañías del sector, especialmente con las que obtienen mejores ratios Identificar e implementar aquellas estrategias o medidas que redunden en una mejora del propio rendimiento y así acercarse en la medida de lo posible a los ratios más eficientes del sector 13

12 BENCHMARKING Sin embargo no hay que olvidar que las comparaciones siempre han de efectuarse considerando que el consumo energético depende de muchos factores: Temperaturas de proceso Condiciones climáticas Ratios de producción Configuración del sistema Control de la planta El benchmarking es una herramienta muy útil pero hay que usarla con precaución si queremos comparar instalaciones muy dispares aunque sean del mismo sector 14

13 SOFTWARE DE ANÁLISIS TERMODINÁMICO EL software de análisis termodinámico es un programa que forma parte del SME,implementado generalmente en el gateway energético y que es el encargado de calcular en tiempo real las variables termodinámicas que nos permitan representar los fenómenos térmicos presentes en la planta(entalpías, entropías, densidades ) d Estas variables sirven para: Caracterizar el ciclo termodinámico presente en la planta Calcular rendimientos y diversas eficiencias Evaluar energéticamente posibles estrategias de optimización 16

14 SOFTWARE DE ANÁLISIS TERMODINÁMICO Monitorización en SCADA de un compresor de tornillo en una instalación de refrigeración industrial con Amoniaco como refrigerante principal 17

15 SOFTWARE DE ANÁLISIS TERMODINÁMICO Diagrama P H de un compresor de tornillo en una instalación de refrigeración industrial con Amoniaco como refrigerante principal 18

16 SOFTWARE DE ANÁLISIS TERMODINÁMICO 21

17 SOFTWARE DE ANÁLISIS TERMODINÁMICO Una vez contrastadoel modelo teórico que calculaba el consumo de los compresores con las medidas obtenidas a través de analizadores de calidad eléctrica se llegó al resultado de que las diferencias entre el modelo teórico y las mediciones efectuadas eran menores del 5% 22

18 SOFTWARE DE ANÁLISIS TERMODINÁMICO La aplicación software, mediante una serie de sensores de temperatura y humedad integrados e instalados en la cubierta de la nave donde se ubicaban los condensadores evaporativos calculaba en tiempo real todos los parámetros psicométricos relevantes del aire húmedo exterior 23

19 SOFTWARE DE ANÁLISIS TERMODINÁMICO Como conclusión: En el ejemplo gracias a los resultados del software de análisis termodinámico se pudo saber en todo momento el rendimiento energético a la instalación El SME no solamente medía los datos de campo y proceso así como determinados parámetros eléctricos( potencia reactiva, factor de potencia, armónicos ) sino también calculaba la potencia consumida, la capacidad de los equipos y el COP global a través del software de análisis termodinámico Varias de las variables calculadas por la herramienta posteriormente eran usados por el propio control de la planta para optimizar la instalación 24

20 HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN TÉRMICA Las herramientas de simulación sirven como base para comparar escenarios de trabajo reales( medidos y registrados previamente por el SME) respecto a los óptimos( simulados maximizando el rendimiento global de la planta) y permiten: cuantificar los ahorros que se pueden generar en la planta si cambian las condiciones productivas o climatológicas permiten optimizar el control de la planta al ser capaces de determinar las mejores secuencias y regulaciones de capacidad, mecánica y/o eléctrica de los equipos que conforman la planta 27

21 HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN TÉRMICA La integración de SME con herramientas de simulación de sistemas térmicos de cara a evaluar rendimientos y proponer mejoras energéticas en las plantas no es una práctica extendida pero es la más adecuada y la única que puede garantizar resultados de éit éxito 28

22 SIMULACIÓN TÉRMICA Rendimiento de compresor alternativo Sabroe 108 L de 8 cilindros con NH3 en función de diferentes temperaturas de evaporación y condensación 30

23 SIMULACIÓN TÉRMICA Rendimiento de compresor de tornillo Mycom 250 VM L para un Tcd=30ºC y Tev= 8ºC 8C al 100% para diferentes revoluciones por minuto del motor 32

24 SIMULACIÓN TÉRMICA Capacidad de condensador evaporativo Evapco LSCB 295 en función de la temperatura húmeda delaire Twb,su,cd y para diferentes temperaturas de condensación Tcd 33

25 CONCLUSIÓN INTEGRAR LA INFORMACIÓN OBTENIDA A TRAVÉS DEL SME CON LA SIMULACIÓN TÉRMICA DE LA PLANTA: ES LA MANERA MÁS SEGURA DE CARACTERIZAR ENERGETICAMENTE LA PLANTA Y POR TANTO DE DETECTAR OPORTUNIDADES DE AHORRO ES LA GARANTIA DE QUE LOS RESULTADOS DERIVADOS DE UN PROYECTO DE OPTIMIZACIÓN SEAN LOS ESPERADOS 34

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