LA EFICIENCIA ENERGETICA COMO FACTOR IMPULSOR DE LA COMPETITIVIDAD EN EL SECTOR METAL MECANICO.

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1 LA EFICIENCIA ENERGETICA COMO FACTOR IMPULSOR DE LA COMPETITIVIDAD EN EL SECTOR METAL MECANICO. TALLER Nº 2: INTERCAMBIO DE EXPERIENCIAS EN PROYECTOS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

2 1. PRESENTACIÓN DE LOS PARTICIPANTES. Objetivo: Compartir las experiencias de las empresas que han participado en proyectos de ahorro energético. 2. TEMAS A DEBATIR. Política de la empresa: Buenas prácticas, consumo responsables (a través de carteles, formación,..) Análisis de distintas comercializadoras,. Eres conocedor de los consumos principales de tu empresa y que equipos/procesos son los que mas lo hacen? Control energético: se analizan los medios y acciones para la gestión del consumo energético y las medidas adoptadas para minimizar estos. Que acciones habéis iniciado para el ahorro. Opción de energías alternativas (más limpias, eficientes, ) a las actuales de vuestros procesos (planteamiento, viabilidad, ) Opción de tecnologías/instalaciones más eficientes a las actuales (planteamiento, viabilidad, ) Conocéis alguna línea de ayuda para el ahorro energético? Habéis realizado algo? Mejora en procesos MTD S. Dónde encontrar esta información?

3 3. EXPERIENCIAS PARTICULARES. Auditoria Energética empresa sector cemento Empresa perteneciente al sector cemento, que presentaba los siguientes consumos: Consumo eléctrico: 44,2GWh/año Consumo Fuel: 1.640Tn/año Demanda máxima: 5,85MW Producción: Tn Se realizo una auditoria energética en la que se propusieron las siguientes medidas de ahorro energético: Medida Nº 1: Regulación Caudal de Aspiración Filtro Molino Nº3. Control y regulación de velocidad de ventiladores (VSD) Medida Nº 2: Regulación Caudal de Aire Combustión. Control y regulación de velocidad de ventiladores (VSD) Medida Nº 3: Automatización y Control Sistema de Transporte Neumático. Centralización control de operación de compresores Medida Nº 4: Precalentamiento de combustible Fuel. Sistema de recuperación de calor de compresores de aire para el precalentamiento del combustible Los ahorros de cada una de las medidas propuesta fueron: Ahorros Inversión ( /año) ( ) PRS Medida ,72 Medida ,22 Medida ,3 Medida ,8

4 Auditoria Energética industria sector auxiliar automóvil Empresa perteneciente al sector auxiliar del automóvil, que presentaba los siguientes consumos: Consumo eléctrico: 5,67GWh/año Consumo Gas Natural: m3/año Demanda máxima: 1,12MW Se realizo una auditoria energética en la que se propusieron las siguientes medidas de ahorro energético: Medida Nº 1: Regulación Operación Sistema Hidráulico de Prensas. Control y regulación de velocidad de bombas de desplazamiento positivo. Medida Nº 2: Gestión de cargas residuales en períodos no productivos. Control y gestión de procesos Medida Nº 3: Reducción de fugas instalación de aire comprimido. Mantenimiento enfocado en la eficiencia Los ahorros de cada una de las medidas propuesta fueron: Ahorros Inversión ( /año) ( ) PRS Medida ,82 Medida ,28 Medida ,41

5 4. EJEMPLOS PRÁCTICOS. EJEMPLO OPTIMIZACIÓN TARIFA ELÉCTRICA Realizar el análisis de los costes que supone el consumo de energía reactiva del mes de septiembre del siguiente suministro, con un contrato a 6 periodos: Lecturas reales en el periodo de facturación L. Anterior L. Actual Energía kwh Reactiva kvarh Potencia kw Periodo Periodo Periodo Periodo Periodo Periodo La tarifa de acceso correspondiente establece que el coste de la energía reactiva se calculará en función del cos φ de la instalación en cada uno de los diferentes periodos, exceptuando el periodo 6, en el que no se cobrará la energía reactiva demandada. Del mismo modo establece que solo se facturará la energía reactiva que supere el 33% de la energía activa demandada en el mismo periodo. Los precios a aplicar para los excesos de energía reactiva, en función del valor del cos φ de la instalación, para todas las tarifas de acceso son: Para cos φ < 0,95 y hasta cos φ = 0,90: 0, /kva rh Para cos φ < 0,90 y hasta cos φ = 0,85: 0, /kva rh Para cos φ < 0,85 y hasta cos φ = 0,80: 0, /kva rh Para cos φ < 0,80: 0, /kva rh En este caso solo tendremos en consideración el periodo 5 para el cálculo de la energía reactiva a facturar. Para la estimación del cosφ empleamos la ecuación: Cos φ Periodo Con lo que obtenemos que: Su coseno es de 0,84, por tanto, pertenece al escalón de cos φ < 0,85 y hasta cos φ = 0,80, el precio por kvarh de exceso consumido es de 0,

6 El exceso producido es igual a: (64686*0.33)=20773 kvarh. El precio a pagar será: kvar x 0, /kvarh = 707,04. Mediante medidas de compensación de energía reactiva se puede anular completamente este sobrecoste. Puesto que los precios establecidos en el contrato suelen ser inamovibles, en el periodo contemplado por el mismo, la compensación de los excesos de energía reactiva es una de las pocas técnicas que nos permite optimizar una contratación liberalizada. EJEMPLO MOTORES 1: En este ejercicio se va a comparar un motor existente en una empresa, y el ahorro que se alcanza al sustituirlo por otro nuevo. Si se dispone de un motor eléctrico con 15 kw de potencia nominal, 400V de tensión nominal, 40 Amperios de corriente nominal y un factor de potencia en régimen nominal de 0,75. Con estos datos se puede calcular las potencias absoluta y de pérdidas, así como el rendimiento del motor; que son los datos que emplearemos para compararlos con los del nuevo motor. Obtenemos: P absorbida (Kw) Putil(Kw) Pperd (Kw) η 20, ,783 72,16% Los motores de alta eficiencia poseen unos rendimientos superiores a los de este motor convencional; veamos los resultados que se obtendrían empleando un motor de alta eficiencia EFF2.

7 Según la gráfica anterior, para una potencia nominal de 15Kw se tiene un rendimiento del 90%, con lo cual se obtienen los siguientes resultados: P absorbida (Kw) Putil(Kw) Pperd (Kw) η 16, ,63 90% Una vez se tienen estos datos es el momento de calcular el coste económico de ambos motores, por lo que se van a realizar dos supuestos de funcionamiento, uno con el motor funcionando 10 horas al día, y el otro funcionando 5 horas al día; ambas empresas trabajan 5 días a la semana y 48 semanas al año. Por lo cual el coste eléctrico anual de ambos motores estimando un coste de 0,13 Kwh: Potencia consumida (kw) 10 Horas al día 5 horas al día Motor estándar Motor alta eficiencia Ahorro anual 4, ,74 647,87 20, , ,68 16, , ,81 EJEMPLO MOTORES 2: En este caso vamos a realizar el estudio de consumo de un motor, trabajando con un factor de carga del 20 % y estudiar el ahorro que supondría la sustitución de dicho motor por otro de menor potencia nominal, en u primer caso, y en segundo lugar, sustituirlo por un motor de alta eficiencia y también de menor potencia nominal. Disponemos en nuestra instalación de un motor de 25 kw, trabajando a un 20 % de su potencia nominal, durante 16 horas al día, con un rendimiento del 60%. Se va a estudiar la posibilidad de sustitución por otro motor de 7 kw, con un rendimiento del 77 %. En la gráfica siguiente podemos observar los resultados del estudio, donde hemos calculado el factor de carga del nuevo motor, así como la energía consumida y los costes económicos, en la situación inicial y una vez efectuada la sustitución: Pn FC Pu n SUSTITUCIÓN DE MOTORES 25 kw A 7 kw Pabsorvida (kw) t (h/año) Energía consumida (kw/h) Coste económico ( ) Ahorro ( ) Motor 1 25,00 0,20 5,00 0,60 8, , , ,00 - Motor 2 7,00 0,71 5,00 0,77 6, , , , ,40 En la siguiente gráfica se representa de forma visual el desplazamiento del punto de funcionamiento al realizar la sustitución del motor:

8 Vamos a proceder a estudiar los consumos y costes que tendríamos si la sustitución del motor se realizara por un motor de 7 kw, pero en este caso de alta eficiencia, EFF 1, con un rendimiento del 88 %. Pn FC Pu n SUSTITUCIÓN DE MOTORES 25 kw A 7 kw EE1 Pabsorvida (kw) t (h/año) Energía consumida (kw/h) Coste económico ( ) Ahorro ( ) Motor 1 25,00 0,20 5,00 0,60 8, , , ,00 - Motor 3 (EFF 1) 7,00 0,71 5,00 0,88 5, , , , ,01 EJEMPLO ALUMBRADO Se dispone en una empresa de unas luminarias de vapor de mercurio de color corregido, y se va analizar el ahorro anual que se consigue sustituyéndolas por unas luminarias de menor consumo energético y mismo flujo luminoso. En una nave industrial se disponen de 82 luminarias de Vapor de mercurio de color corregido de 400W; estas luminarias se encienden durante 8 horas al día 5 días a la semana durante 48 semanas al año. La alternativa que se presenta es sustituir las lámparas de vapor de mercurio de color corregido de 400W por lámparas de vapor de sodio de alta presión de 250W; el flujo luminoso que se obtiene con estas lámparas es muy similar Lm y Lm (incluso es superior el de las lámparas de vapor de sodio). El coste y los consumos de ambas opciones de iluminación se pueden ver en la siguiente tabla:

9 LUMINARIA POTENCIA (W) POTENCIA (con equipo auxiliar) HORAS FUNC (horas/dia) HORAS FUNC. (horas/año) Nº LUMINA RIAS Potencia instalada (kw) CONSUMO ANUAL (Kwh/año) Precio Kwh CONSUMO PREVISTO ( /año) VMCC , ,48 0, ,82 VSAP , ,84 0, ,93 EJEMPLO COMPRESOR DE AIRE En este ejercicio estudiaremos el régimen de funcionamiento de una central de compresores para una instalación neumática y una de las las posibles medidas correctoras a aplicar con el fin de obtener el mayor ahorro energético posible. Los datos de partida de que disponemos son las del régimen de funcionamiento del compresor: Fase de ciclo Carga Descarga Ciclo de funcionamiento 45,00% 55,00% Potencia consumo kw 27,80 5,00 Potencia útil kw 25 0,00 Producción de aire (Nm3/min) 4,30 0,00 Consumo específico (Wh/Nm3) 107,75 Los datos económicos del consumo de este equipo son: ESTUDIO ECONOMICO Consumo energético anual 58598,40 kwh Emisiones 38030,36 Kg CO 2 /año Coste económico anual 7617,79 Como medida de ahorro se va a estudiar la posibilidad de instalar un variador de frecuencia con el fin de eliminar del ciclo de trabajo los periodos de funcionamiento en descarga. El propósito de esta medida es variar el régimen de giro del compresor para ajustar la producción de aire comprimido a la demanda real de la instalación, de acuerdo con la siguiente gráfica:

10 Curvas caracteristicas de trabajo del compresor y = 5,3023x y = 6,4651x Curva actual Curva optimizada Teniendo en cuenta que la demanda de aire comprimido es de 2,15 Nm3/min podemos obtener el consumo de nuestro compresor, una vez instalado el variador de frecuencia: 12,98 Kw ESTUDIO ECONOMICO CICLO OPTIMIZADO Consumo energético anual 48038,40 kwh Coste económico anual 6244,99 Emisiones 31176,92 Kg CO 2 /año Ahorro energía anual 10560,00 kwh/año Ahorro económico anual 1372,80 /año Ahorro emisiones 6853,44 Kg CO 2 /año