Índice. monitorización y telecontrol.5. Monitorización y telecontrol en la eficiencia energética

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1 Colaborador:

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3 Índice 1 Qué son los sistemas de monitorización y telecontrol?.3 2 Ventajas de implantar un sistema de monitorización y telecontrol.4 3 Ejemplos de ineficiencias que se pueden detectar con un sistema de monitorización y telecontrol.5 4 Ejemplos de actuaciones que se pueden llevar a cabo si disponemos de un sistema de monitorización y telecontrol.5 5 Componentes básicos de un sistema de monitorización y telecontrol.6 6 Alcance.8 7 Claves para la correcta implantación de un sistema de monitorización y telecontrol.10 8 La monitorización en los Sistemas de Gestión Energética: cumplimiento de la ISO La monitorización en un contrato de servicios energéticos: medida y verificación de ahorros La monitorización como ayuda para la realización de auditorías energéticas Predicción energética y gestión de la demanda Casos prácticos.15 1

4 Introducción El presente documento, tiene por objeto poner de manifiesto la importancia de implantar sistemas de monitorización y telecontrol, de cara a realizar una correcta gestión energética, que permita conseguir ahorros a la organización que lo implanta. Va dirigido a profesionales y en general personal no experto, que se están planteando incorporar una herramienta de este tipo y/o quieren conocer las implicaciones y ventajas que ofrecen estos sistemas de cara a la mejora de la gestión energética. Pretende por tanto ofrecer una visión general de los aspectos más relevantes de la monitorización y telecontrol de consumos energéticos. 1 Qué son los sistemas de monitorización y telecontrol? Los Sistemas de monitorización tienen por objeto proveer información sobre parámetros energéticos de una instalación, edificio, industria, para la optimización de la gestión de los consumos energéticos. Hablamos de telecontrol cuando el sistema permite la actuación sobre la instalación monitorizada de forma remota. La monitorización nos permite tomar conciencia sobre los consumos y la información que aporta es la base de la gestión energética. El telecontrol nos permite operar sobre las instalaciones para optimizar los consumos. Han participado en la redacción de este documento las siguientes empresas de A3e Asociación de Empresas de Eficiencia Energética: ABB, ATISAE, BUREAU VERITAS, CREARA, DEXMA, ENERGY MINUS, ESEN INGENIERÍA, EUROCONTROL, FUNDACIÓN f2e, GRUNDFOS, INERSUR, INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LA ENERGÍA (ITE), ION SMART ENERGY, J2 INGENIEROS, LAENSA, NOGAWATIO, SEINON y SINCEO2. Son las herramientas básicas del gestor energético, para la realización de estudios e informes de eficiencia energética, y para la toma de decisiones que permita la optimización de los consumos. Los sistemas de monitorización y telecontrol permiten efectuar una correcta gestión energética a través de: La coordinación del grupo de trabajo ha sido llevada a cabo por: SINCEO2 La medición de parámetros clave de una instalación, como potencia activa y reactiva, energía activa y reactiva, etc. El control de la calidad del suministro* (interrupciones, huecos, sobretensiones,...) a través de parámetros como el voltaje fase a fase. La imputación de costes, la mejora de la productividad a través de la obtención de indicadores energéticos y económicos, y la adquisición de medidas de contadores de diferentes fuentes (gas, termiasw, agua, impulsos de proceso, etc.). La sectorización de consumos y las comparativas dentro de una misma sede o entre distintas sedes. La adquisición de lecturas de múltiples sensores medioambientales. La programación y recepción de alarmas que alerten de incidencias en el consumo cuando éstas se produzcan. La activación y desactivación de cargas de forma remota (telecontrol). El análisis y optimización de la contratación de energía para el cliente. La emisión de informes de eficiencia energética con diagnósticos y propuestas de actuaciones para el ahorro. *Siempre que se usen equipos con clase de precisión tipo fiscal al menos 0 2 S (IEC62053) 2 3

5 2 Ventajas de implantar un sistema de monitorización y telecontrol 3 Ejemplos de ineficiencias que se pueden detectar con un sistema de monitorización y telecontrol»» Ahorro económico asociado sin realizar inversiones»» Reducción de los tiempos de Gestión Disponer de un sistema de monitorización y telecontrol permite visualizar en tiempo real los consumos, variables e indicadores energéticos de las instalaciones que se controlan, para poder poner en marcha medidas de ahorro, y verificar sus efectos de forma inmediata. Estas medidas no conllevan inversiones en eficiencia energética (mejoras en las instalaciones), y pueden suponer ahorros que en la mayoría de los casos son de entre el 5% y el 20%. Dimensionado incorrecto de la potencia contratada o los periodos tarifarios basándose en el cálculo del maxímetro. Consumos latentes no deseados. Consumos fuera de horarios previstos (iluminación, calefacción, ). Desajuste de los set point de los sistemas de climatización. Incorrecto funcionamiento de las baterías de condensadores. Desequilibrio de fases / cargas. Presencia de armónicos, etc. La información que provee el sistema puede centralizarse en un puesto de control, desde el que podrán elaborarse informes automáticos acerca de los consumos energéticos, alarmas, averías acaecidas, modificaciones de horarios de funcionamiento, etc. La automatización de algunas acciones por parte del sistema, sin la intervención directa de los técnicos, minimiza los recursos necesarios para la gestión energética. 4 Ejemplos de actuaciones que se pueden llevar a cabo si disponemos de un sistema de monitorización y telecontrol La actuación remota reduce notablemente los tiempos de gestión ya que no requiere la presencia física en la propia instalación. El tratamiento de los datos recabados de forma automática, facilita la gestión reduciendo los tiempos invertidos en su análisis. La monitorización permite una correcta gestión energética (automática o no) y conlleva ahorros sin realizar inversiones en renovación de instalaciones, en ocasiones superiores al 20% Ajustar la potencia contratada y los periodos a utilizar en función del criterio de máximo ahorro en la factura. Avisar al personal de mantenimiento de fallos detectados en parámetros de configuración (set point, horarios, etc.). Detectar maquinaria que opera con rendimiento energético inadecuado. Supervisar el trabajo de las contratas de mantenimiento. Ha mejorado o empeorado el rendimiento de una máquina tras una intervención? Planificar la demanda, controlando cargas para no superar la potencia contratada. Aleccionar y educar al personal respecto a sus hábitos de consumo en base a datos objetivos de consumo comparando localizaciones. Planificar los sistemas de climatización en base a las estimaciones de previsión del tiempo. Medir el desempeño energético requerido en la gestión energética de sistemas como la certificación ISO y/o en un contrato de servicios energéticos. Establecer la línea base de consumos y calcular los ahorros en un contrato de servicios energéticos. Detectar ineficiencias en consumos latentes, etc. 4 5

6 5 Componentes básicos de un sistema de monitorización y telecontrol Comunicaciones Las sistemas de comunicación conectan y transmiten información entre todos los equipos del sistema de monitorización y telecontrol. Pueden ser de alcance local (radio módems) o de alcance global (routers y módems GPRS / 3G). Para una monitorización multienergía (eléctrica, gas, térmica, ) así como de parámetros de confort (temperatura, humedad, radiación, ) y otros consumos no energéticos (agua, ), deberemos contar con los siguientes equipos. Software/ plataforma de gestión energética. Herramienta de análisis El análisis de tendencias que le permitirá detectar la evolución y la comparación entre lo real y lo previsto. Las alertas por eventos. Permitirá definir avisos ante posibles irregularidades o problemas. El benchmarking o comparativa basados en KPI s entre localizaciones para detectar heterogeneidades. Informes de indicadores energéticos y económicos. Medidores y Sensores Los medidores aportarán la información sobre los consumos y otras variables que necesitamos conocer. Pueden ser modulares o inalámbricos. Un caso particular de medidor es el contador Concentradores Los dataloggers o concentradores, son los equipos de campo que concentran la captura de datos y envían la información al SCADA, BMS, SGE, etc Suelen trabajar bajo Linux. digital de compañía eléctrica o Smart Meter. Estos contadores permiten evitar inversiones en la adquisición de equipos de medida donde interesa monitorizar el consumo general de la instalación. Aplicaciones: Telemedida en tiempo real de contadores, monitorización, monitorización de plantas solares, telemetría de señales multipunto, etc El software o plataforma de gestión energética es el elemento encargado de procesar y tratar la información en bruto de las medidas realizadas de cara a facilitar la interpretación de los datos y la toma de decisiones al gestor energético. El análisis de datos puede ser automático, si lo realiza la propia plataforma, o manual si lo realiza el gestor energético. Algunos ejemplos del resultado del análisis de datos son: La anticipación de la factura que le permitirá comparar con la factura de la comercializadora. Asesoramiento en contratación energética: recibir consejos de contratación de potencia, reactiva, etc. Gestión y emisión de informes energéticos automatizados: de cara a ofrecer las conclusiones obtenidas al cliente y proponer nuevas acciones de ahorro. Estos informes automatizados pueden provenir tanto de las facturas introducidas al sistema como de los valores monitorizados en la instalación. 6 7

7 6 Alcance El alcance del sistema de monitorización y telecontrol dependerá de los siguientes factores:»» Según el grado de actuación del sistema: Monitorización: el sistema mide o detecta y permite visualizar gráficamente la información. Gestión: además de medir y mostrar los datos, el sistema piensa, genera alertas que permiten al usuario tomar decisiones en base al aviso recibido, analiza la información, realiza comparativas, genera informes, simula facturas, etc. Automatización: el sistema detecta, avisa y actúa con independencia, generando un evento de forma remota e instantánea.»» Según el nivel de prospección de la medición: A nivel de acometida Por subsistemas: iluminación, clima, líneas de producción, centros de mando, zonas Medición en cada equipo o punto de consumo energético relevante Se tendrán en cuenta también aspectos como: ooqué variables se están midiendo: electricidad (sólo consumo, o también generación), gas, agua, generación de frio y/o calor, temperatura, emisiones de CO2 oofuncionalidades adicionales que contempla el sistema: módulos para medida y verificación de ahorros, seguimiento de la ISO de sistemas de gestión de la energía, simulación de la factura, etc. oolas diferentes características que facilitan el tratamiento de datos: periodicidad de la medida (tiempo real, cuartohorario, horario ) que el sistema sea o no multidispositivo, con diseño adaptativo, que permita exportar datos, que tenga un sistema de alarmas, que la plataforma sea multiidioma, panel personalizable, o incluso que soporte el funcionamiento del mercado de otros países. o o Los equipos de medida a instalar: el sistema de monitorización se caracterizará por ser multi tecnología (analizadores de redes, contadores de pulsos, sensores de temperatura, contadores térmicos, etc.), multi protocolo (Modbus, IEC REE, etc), multi fabricante de material eléctrico Alcance de los sistemas de monitorización 8 9

8 7 Claves para la correcta implantación de un sistema de monitorización y telecontrol 9 La monitorización en un contrato de servicios energéticos: medida y verificación de ahorros Dimensionar el sistema en función de las necesidades del cliente, las posibilidades de medida de la instalación y de los objetivos que se quieren conseguir. En todo caso deberá ser escalable. El sistema de monitorización deberá ser continuo e integrable con los principales BMS del mercado. Además de medir y monitorizar consumos también debemos medir y monitorizar otras variables que no son consumos como la temperatura interior y exterior, ocupación, producción, etc Debemos identificar los consumos y variables (que influyan en los consumos) más relevantes. Acompañamiento del cliente durante las primeras etapas de su puesta en producción, para resolver problemas técnicos, de interpretación, etc Personal debidamente formado para interpretar la información y tomar las decisiones adecuadas. La monitorización es clave a la hora de establecer la línea base en un contrato de servicios energéticos, es decir a la hora de predecir los consumos antes de la realización de las renovaciones de las instalaciones. Es igualmente esencial a la hora de calcular los ahorros conseguidos como consecuencia de las inversiones realizadas, de una manera objetiva, y a lo largo de la vida del contrato. El plan de medida y verificación de ahorros, o procedimiento para el seguimiento del desempeño energético de la instalación, anexo al contrato de servicios energéticos, se basará necesariamente en la información obtenida con la monitorización. La monitorización es clave en la implantación de un sistema de gestión energética y en el cálculo de los ahorros en un contrato de servicios energéticos. 8 La monitorización en los Sistemas de Gestión Energética: cumplimiento de la ISO La monitorización juega un papel clave ayudando y facilitando la realización de los diferentes aspectos contemplados en la norma ISO como son: La revisión energética. La identificación de las áreas de uso significativo. La determinación del desempeño energético. La estimación y previsión de futuro uso y consumo energético. Identificación de algunas oportunidades de mejora. Seguimiento y registro de consumos de energía. El uso de equipos y sistemas para la monitorización de energía, facilita y asegura una correcta medida de los consumos y de las variables que influyen en el mismo, y un seguimiento de los parámetros y de los registros, necesario para constatar el cumplimiento de objetivos. 10 La monitorización como ayuda para la realización de auditorías energéticas Disponer de una información precisa y real de los principales parámetros energéticos, y de otras variables que afectan a los consumos, tomados de forma continua a lo largo de uno o varios periodos, de forma previa a la realización de la auditoría, facilitará enormemente esta labor, aportando una gran fiabilidad a las medidas propuestas

9 11 Predicción energética y gestión de la demanda»» Predicción energética Además del uso de la información energética que ofrecen los sistemas de medida, los mecanismos de predicción deben tener en cuenta otras variables de difícil evaluación ya que el uso de la energía depende de: oofactores como el clima, estacionalidad, hábitos y tipos de aplicaciones energéticas, desarrollo económico de la región o área, estructura productiva, etc. La predicción de la demanda eléctrica se utiliza en la planificación de generación de la energía, en la planificación de las redes eléctricas y en la realización de planes de mantenimiento de la red. Además es una herramienta útil para la gestión energética, ya que proporciona información al gestor energético del edificio o industria sobre la demanda futura, ayudándole así en la programación de horarios de consumos de las cargas de su nodo de consumo. En el mercado eléctrico, la predicción de la demanda permite a los agentes del mercado poder gestionar sus recursos energéticos a partir de la demanda de energía prevista. Por tanto, algunas de las funcionalidades más importantes, desde el punto de vista de la gestión energética pueden ser: Obtención de los parámetros necesarios para el cálculo de la línea base. Estudio de desplazamiento de cargas de consumo en función de los precios horarios y por períodos de la energía eléctrica. Proporcionar información al gestor energético del estado energético de la instalación: indicadores energéticos, curvas de carga de las instalaciones, consumos de las diferentes instalaciones Una predicción de las necesidades energéticas inferior o superior al consumo, implica sobrecostes económicos en la compra de energía o en la venta del excedente a un precio a la baja. Ejemplo de telecontrol ooel condicionante que la generación, transmisión y distribución de la electricidad no puede almacenarse a gran escala con costes razonables. Por tanto la producción y suministro debe realizarse en tiempo real igualando al consumo necesario, incluyendo pérdidas De este modo la predicción energética tiene los siguientes usos: oopredicción de la demanda para la planificación de generación de energía, de la infraestructura de las redes eléctricas y de los planes de mantenimiento y operación de las mismas. oopredicción de la generación eléctrica de plantas generadoras convencionales, distribuidas y/o renovables (eólica, solar, etc.). oocon la paulatina automatización de la red eléctrica que tiende a convertirse en una Red Inteligente desde el punto de vista sostenible y económico se hace útil disponer de predicción de demanda a nivel de punto de consumo final para aplicar estrategias de gestión de la demanda supervisada por el usuario y agentes de la red que mejoren la demanda global Funcionalidades y Usos de la Predicción Energética permitiendo al mismo. ooen el mismo sentido de la implantación de capacidades de Red Inteligente los nuevos usos energéticos tales como infraestructuras o áreas optimizadas energéticamente de manera automatizada tenderán a disponer de sistemas de gestión de la demanda combinados con generación distribuida que necesitan herramientas de predicción energética. La red dispondría de nuevos elementos que gestionar para los cuales se hace necesario disponer de una estimación fiable de su consumo / producción, lo que redundaría en un uso más racional y eficiente de estos recursos con beneficios tanto para el sistema eléctrico como para el usuario final

10 »» Gestión de la Demanda 12 Casos prácticos Históricamente, la gestión de la demanda ha tenido como función principal la modificación de los patrones de consumo de los consumidores de energía eléctrica con el objeto de optimizar el funcionamiento del sistema eléctrico. Una de las definiciones de gestión de la demanda es Cambios en el uso eléctrico por parte de los consumidores finales de sus patrones de consumo normales en respuesta a cambios en el precio de la electricidad en periodos de tiempo o al pago de incentivos diseñados a inducir a un consumo menor en los momento de precios altos de mercado o cuando la fiabilidad del sistema está en peligro. Con la gestión de la demanda se buscan los siguientes objetivos: 1. Disminución del pico de demanda. Peak Clipping. 2. Desplazamiento de consumos de pico a valle. Load Shifting. Se trata de obtener un cambio de la demanda de horas pico a horas valle. 3. Incremento del consumo en horas valle. Valley Filling. Se trata de aumentar la demanda de potencia en los periodos de bajo consumo, en las que los costes marginales de generación son bajos. 4. Mayor flexibilidad en la curva de carga. Flexible Load Shape. El alcance de esta estrategia de gestión está relacionada con aspectos de seguridad del sistema más que en aspectos económicos. 5. Ahorro estratégico. Strategic Conservation. Serie de programas que tienden a penalizar ciertas formas de uso de la energía no conveniente. Gran parte del efecto positivo o negativo lo provocan las tarifas, incentivos que se puedan dar y una buena política de marketing. 6. Crecimiento estratégico. Strategic Load Growth. Consiste en incrementar el uso de la energía eléctrica pero de una forma razonada y dirigida (por ejemplo, aumentado el grado de electrificación por el uso de nuevos servicios o por cambio en los ya existentes). Objetivos de la gestión de la demanda. Casos de éxito Sistemas de Monitorización y telecontrol 14 15

11 Casos de éxito Sistemas de Monitorización y telecontrol Casos de éxito Sistemas de Monitorización y telecontrol 16 17

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16 Medida y Verificación de Ahorros (mayo 2012) Analiza los protocolos de medida y verificación existentes, definiendo su utilidad, aplicación y desarrollo en otros países. Pone en valor su utilidad y destaca los beneficios asociados al uso de estas metodologías, y la aportación que hacen a los contratos ESE y de eficiencia energética en general. Alcance de las Auditorías Energéticas: Diagnósticos, Auditorías y Auditorías Energéticas ESE (julio 2012) Define lo que debe ser el alcance y el contenido mínimo de cada uno de los diferentes servicios: Diagnóstico Energético, Auditoría Energética, y Auditoría Energética ESE o de Inversión. Igualmente se estima el número medio de jornadas equivalentes necesarias de técnicos para prestar los diferentes servicios. Sistemas de Gestión Energética (nov 2013) Resume las ventajas de implantar un Sistema de Gestión Energética en una organización y el contenido de la Norma ISO Destacados 2012 (dic 2012) Sintetiza lo más relevante de lo que ha hecho por A3e en beneficio de sus asociados y del sector en 2012 (actuaciones de los grupos de trabajo y de las delegaciones territoriales, jornadas, acciones formativas,..). Algunos de estos documentos son públicos. Consultalos en

17 Doctor Arce, Madrid Teléfono: Colaborador: Patrocinadores: