Manual de Boas Práticas Energéticas

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Manual de
Boas Práticas Energéticas
I
Manual de
Boas Práticas Energéticas
CONTEÚDO
1. A GESTÃO DA ENERGIA NO DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
VISÃO E VALORES IBERDROLA
2. PLANO DE PROMOÇÃO DA EFICIÊNCIA NO CONSUMO (PPEC)
MEDIDA “ACOMPANHAMENTO ENERGÉTICO” DO PPEC 2008
3. OBTENÇÃO E ANÁLISE DE DADOS E CRIAÇÃO DE INDICADORES
ANÁLISE DAS FATURAS DE ENERGIA
ANÁLISE DE DADOS A PARTIR DOS CONTADORES
ESTABELECIMENTO DE ÍNDICES DE CONSUMO ESPECÍFICO
4. OTIMIZAÇÃO DA FATURA ELÉTRICA
TENSÃO DE ABASTECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA
CICLOS HORÁRIOS
CASO PRÁTICO DE DESLASTRE DE CARGAS
POTÊNCIA CONTRATADA
CASO PRÁTICO
ENERGIA REATIVA
CASO PRÁTICO DE COMPENSAÇÃO DA ENERGIA REATIVA
5. ILUMINAÇÃO
NORMAS E REGULAMENTOS
FONTES DE LUZ E ACESSÓRIOS
SISTEMAS DE CONTROLO
DICAS DE EXPLORAÇÃO PARA OTIMIZAÇÃO DOS CONSUMOS ENERGÉTICOS
CASO PRÁTICO DE SUBSTITUIÇÃO DA ILUMINAÇÃO
6. MOTORES
VARIADORES DE FREQUÊNCIA OU VELOCIDADE
CASO PRÁTICO DE INSTALAÇÃO DE UM VARIADOR DE VELOCIDADE
MOTORES DE ALTA EFICIÊNCIA
7. AR COMPRIMIDO
COMPRESSOR
OTIMIZAÇÃO DA SELEÇÃO DE COMPRESSORES
TRATAMENTO DE AR COMPRIMIDO
SECADORES DE REFRIGERAÇÃO
SECADORES DE ADSORÇÃO
FILTROS
RECUPERAÇÃO DE ENERGIA
REDE DE DISTRIBUIÇÃO
FUGAS
CASO PRÁTICO DE ELIMINAÇÃO DE FUGAS DE AR COMPRIMIDO
QUEDA DE PRESSÃO
8
8
12
13
16
16
18
19
22
22
22
23
25
26
27
29
32
32
34
36
36
37
42
43
45
45
50
51
52
52
52
53
53
53
54
54
54
56
8. SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS
CASO PRÁTICO
9. FINANCIAMENTO DE PROJETOS DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
FINANCIAMENTO PRÓPRIO
FINANCIAMENTO BANCÁRIO
EMPRESAS DE SERVIÇOS DE ENERGIA
10. PROGRAMAS
PLANO DE PROMOÇÃO DA EFICIÊNCIA NO CONSUMO (PPEC)
PLANO NACIONAL DE AÇÃO PARA A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA (PNAEE)
PROGRAMA OPERACIONAL DE FATORES DE COMPETITIVIDADE E PROGRAMAS OPERACIONAIS
REGIONAIS
60
62
66
66
66
66
70
70
71
71
11. ANEXO I – PERÍODOS HORÁRIOS
74
12. UNIDADES ENERGÉTICAS E FATORES DE CONVERSÃO
78
UNIDADES GENÉRICAS
PODER CALORÍFICO DOS COMBUSTÍVEIS
CONVERSÃO PARA TEP
78
78
80
13. GLOSSÁRIO
84
14. ENTIDADES INSTITUCIONAIS DO SETOR ENERGÉTICO
88
ADENE – AGÊNCIA PARA A ENERGIA (www.adene.pt)
DGEG – DIREÇÃO GERAL DE ENERGIA E GEOLOGIA (www.dge.pt)
ERSE – ENTIDADE REGULADORA DOS SERVIÇOS ENERGÉTICOS
(http://www.erse.pt)
LNEG – LABORATÓRIO NACIONAL DE ENERGIA E GEOLOGIA, I. P.
(www.ineti.pt)
15. E
NTIDADES QUE COLABORARAM
NA ELABORAÇÃO DESTE MANUAL
ADENE
ATLAS COPCO
PHILIPS
SIEMENS
88
88
88
88
92
92
92
92
93
1
A gestão da energia
no desenvolvimento
sustentável
A GESTÃO DA ENERGIA NO
DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL
Por contraponto à visão tradicional de crescimento, progresso e desenvolvimento
sócio-económico assente num forte crescimento do consumo de energia,
começa a surgir agora a visão que ao crescimento sócio-económico não está
necessariamente associado um aumento no consumo de energia.
O conceito de Desenvolvimento Sustentável está assente na premissa que o
crescimento económico associado à melhoria das condições de vida pode ocorrer
sem custos demasiado elevados nem na exaustão dos recursos.
Assim, assiste-se à gradual sensibilização para a urgência de analisar e quantificar
a magnitude dos riscos e dos danos para a nossa sustentabilidade provocados,
entre outros, pelas atividades das organizações. Por outro lado, estão disponíveis
novos conhecimentos e inovações em tecnologia, em gestão e em políticas
públicas que desafiam as organizações a tomar opções em relação ao impacto
das suas operações, produtos, serviços e atividades sobre a economia, as pessoas
e o planeta. Daí, que várias grandes organizações já tenham percebido as
vantagens de incluir práticas de gestão socialmente responsáveis para garantir
um desenvolvimento sustentável para elas e para as economias nacionais em que
operam.
É nesta perspetiva abrangente que se pretende demonstrar que a gestão da
energia permite alcançar melhores níveis de eficiência energética, podendo
resultar numa redução dos custos associados à utilização de energia na atividade
normal das organizações.
VISÃO E VALORES IBERDROLA
Em linha com a posição adotada pela União Europeia, a IBERDROLA desenvolve a
sua política e práticas de Responsabilidade Social como parte da sua contribuição
para o Desenvolvimento Sustentável, o que fica demonstrado na definição da sua
Visão e dos seus Valores.
A visão da Empresa, que é de plena aplicação ao Grupo IBERDROLA, é a seguinte:
“Queremos ser a Empresa preferida pelo compromisso em garantir valor,
qualidade de vida, segurança das pessoas e do fornecimento, cuidado com o meio
ambiente e orientação para o cliente.”
A visão da IBERDROLA, que integra as vertentes económica, social e de
sustentabilidade, baseia-se em seis valores que representam compromissos firmes
da Empresa:
8
A gestão da energia no desenvolvimento sustentável
• Ética e responsabilidade corporativa;
• Resultados económicos;
• Respeito pelo meio ambiente;
• Sentimento de pertença e Confiança;
• Segurança e fiabilidade;
• Orientação para o cliente.
Os compromissos assumidos pela IBERDROLA, longe de constituir uma mera
declaração de princípios, são extensivos à sua prática diária e estão integrados na
gestão quotidiana do Grupo IBERDROLA em todas as suas áreas de atividade.
Aproveitando a relevância da Empresa como líder mundial em energias
renováveis e a sua reconhecida aposta em favor do Desenvolvimento Sustentável,
é objetivo da IBERDROLA consolidar-se como uma referência no debate, estudo,
intercâmbio de experiências e elaboração de propostas relativas à segurança
de abastecimento energético, redução de emissões, luta contra as alterações
climáticas e fomento das fontes renováveis de energia.
9
2
Plano de promoção
da eficiência
no consumo (PPEC)
PLANO DE PROMOÇÃO DA EFICIÊNCIA
NO CONSUMO (PPEC)
Os compromissos assumidos ao abrigo do Protocolo de Quioto em limitar as
emissões de gases com efeito estufa (GEE) em 27% no período de 2008-2012
relativamente aos valores de 1990, conduziram a um vasto conjunto de políticas
e medidas em todos os setores de atividade.
A evolução na regulação e liberalização dos mercados da eletricidade e do gás
natural tem levado a uma maior eficiência no lado da oferta de energia. No
entanto, no que respeita ao lado da procura, continuam a existir inúmeras
barreiras ao aumento da eficiência no consumo de energia, nomeadamente
quanto à participação das empresas de energia em atividades de eficiência
energética.
Adicionalmente, o reconhecimento da existência de diversas barreiras à
adoção de equipamentos e hábitos de consumo mais eficientes por parte dos
consumidores justifica a implementação de medidas de promoção da eficiência
no consumo. Estas barreiras ou falhas de mercado dificultam ou impedem a
tomada de decisões eficientes pelos agentes económicos. Entre as várias barreiras
de mercado à eficiência no consumo citam-se alguns exemplos: período de
retorno alargado, diferença entre preços de fornecimento ou das tarifas aplicáveis
e os custos marginais de curto prazo, externalidades, falta de informação e
elevados custos de transação associados, desalinhamento de interesses entre os
agentes ou restrições financeiras dos consumidores.
Reconhecendo esta situação, a Entidade Reguladora do Sistema Energético
(ERSE) tem procurado que a regulamentação do setor dinamize ações que
contribuam para a promoção da eficiência energética no consumo. Em particular,
no Regulamento Tarifário do setor elétrico estabelece-se um mecanismo
competitivo de promoção de ações de gestão da procura, a implementar pelos
comercializadores, operadores de redes e associações e entidades de promoção
e defesa dos interesses dos consumidores, designado por Plano de Promoção da
Eficiência no Consumo de energia elétrica (PPEC).
No PPEC são atribuídos incentivos para a promoção de medidas que visem
melhorar a eficiência no consumo de energia elétrica, através de ações
empreendidas pelos comercializadores, operadores de redes e entidades
de promoção e defesa dos interesses dos consumidores de energia elétrica,
e destinadas aos consumidores dos diferentes segmentos de mercado. As
ações resultam de medidas específicas propostas, sujeitas a um concurso de
seleção, que permite selecionar as melhores medidas de eficiência energética
a implementar pelos promotores anteriormente referidos, tendo em conta o
montante do orçamento anual do PPEC disponível.
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Plano de promoção da eficiência no consumo (PPEC)
MEDIDA “ACOMPANHAMENTO ENERGÉTICO” DO PPEC 2008
Este manual é parte integrante da medida “Acompanhamento Energético”
realizada no âmbito do PPEC e empreendida pela IBERDROLA. Tem como
objetivo principal apoiar os participantes e outros potenciais beneficiários em
conceitos, metodologias e exemplos que possam ser utilizados para iniciar um
processo de gestão de energia nas organizações.
A medida de Acompanhamento Energético consistiu na realização de programas
de acompanhamento energético a 50 entidades dos setores industrial e
de serviços, com o objetivo de identificar medidas de economia de energia
resultantes da adoção de melhores práticas energéticas e da sensibilização para a
eficiência de energia.
A regulamentação energética nacional, nomeadamente, o SGCIE, estabelece
a obrigatoriedade de execução de auditorias energéticas nas empresas
consideradas consumidoras intensivas de energia, sendo esta classificação
atribuída em função do consumo anual e da potência dos equipamentos. Para
as demais empresas, cujos consumos apesar de menores mantêm relevância na
sua estrutura de custos, não existe qualquer disposição legal que promova a
eficiência energética.
Por outro lado, estas empresas, pela sua menor dimensão, não dispõem de
quadros responsáveis pela eficiência energética, sendo, na generalidade das
situações, esta função desempenhada pelos serviços de manutenção. Como a
manutenção tem por missão principal garantir o funcionamento regular dos
equipamentos produtivos, a procura de novas soluções de eficiência energética
é relegada para segundo plano, encarando-se por vezes o custo de uma auditoria
energética como investimento de difícil retorno, por falta de um correto
acompanhamento entre a apresentação da medida de eficiência energética e a
sua implementação.
Tendo em conta este enquadramento, esta medida visou a intervenção junto
das entidades participantes que consistiu resumidamente no levantamento das
condições de utilização de energia e a realização de um estudo de contabilidade
energética que se estendeu à ação de identificação de medidas de economia de
energia, ao apoio na sua implementação e à formação dos quadros responsáveis
na área energética.
13
3
Obtenção e análise
de dados e criação
de indicadores
OBTENÇÃO E ANÁLISE DE DADOS E
CRIAÇÃO DE INDICADORES
As atividades de gestão de energia na indústria e serviços, mesmo quando com
recurso a serviços externos de consultoria, são na maioria dos casos iniciativas
de elevada rentabilidade e de retorno efetivo num curto período de tempo. A
própria alteração de processos ou tecnologias, que requerem investimentos,
apresentam taxas de rentabilidade interessantes para a maioria dos empresários.
O acompanhamento do consumo energético tem como objetivos principais
conhecer em detalhe as despesas energéticas mensais, verificar a sua evolução
ao longo do tempo e identificar ações que possam ser adotadas para minimizar a
fatura energética.
ANÁLISE DAS FATURAS DE ENERGIA
A ferramenta básica de gestão da energia é o acompanhamento mensal do
consumo energético a partir da análise mensal das faturas apresentadas pelos
fornecedores. A empresa deve assumir um comportamento dinâmico e efetuar
uma análise crítica às faturas, de forma a detetar oportunidades de intervenção
que proporcionem melhorias económicas.
Nesse sentido, deverá ser criado um histórico de faturação, normalmente
constituído pelo conjunto das faturas de energia elétrica dos 12 meses anteriores.
Recomenda-se que esses dados sejam resumidos em formulário próprio, em que
se possa também observar a sua evolução ao longo dos meses.
Apresenta-se de seguida uma tabela com os elementos importantes a retirar das
faturas de energia elétrica: energia ativa nos diferentes períodos horários, energia
reativa, potência em horas de ponta, potência contratada e o valor faturado.
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Obtenção e análise de dados e criação de indicadores
H. Ponta
(MWh)
H. Cheias
(MWh)
H. Vazio
(MWh)
H. S.
Vazio
(MWh)
Total
(MWh)
E. Reativa
Cons.
F. Vazio
(MWhr)
Jan
11,0
28,2
14,8
10,3
64,4
Fev
10,1
25,7
13,8
9,6
59,2
Mar
9,0
22,8
11,5
7,6
Abr
10,5
27,0
14,7
9,6
Mai
9,2
23,8
13,1
Jun
9,2
23,7
Jul
10,4
27,4
Mês
Potência
H. Ponta
(kW)
Contratada
(kW)
Fatura
Total
(E)
10,5
89,1
210,0
5.738,9
10,7
87,0
210,0
5.342,7
50,9
9,6
72,2
210,0
4.659,8
61,7
12,2
87,3
210,0
5.698,2
9,1
55,2
11,8
74,2
210,0
5.093,4
12,6
8,3
53,8
12,3
76,6
210,0
5.043,4
15,4
10,7
64,0
14,1
84,0
210,0
5.828,1
Ago
3,5
9,2
4,8
3,1
20,6
4,6
28,3
210,0
2.108,5
Set
12,9
32,7
18,6
11,8
76,0
9,3
107,7
210,0
6.836,8
Out
11,1
28,2
15,4
10,3
65,0
12,1
89,7
210,0
5.802,0
Nov
12,4
32,4
16,6
11,4
72,8
12,5
103,6
210,0
6.489,8
59,8
210,0
Dez
Anual
Anual Média
7,4
19,2
9,1
5,9
41,6
6,3
116,8
116,8
116,8
116,8
116,8
125,9
9,7
9,7
9,7
9,7
9,7
10,5
3.866,9
62.508,5
80,0
210,0
5.209,0
Tabela 1. Consumos elétricos mensais desagregados
Uma possível análise aos dados assim acumulados é a que representa a evolução
do consumo mensal de energia ativa para os quatro períodos horários.
Outra ainda é a análise das potências médias verificadas em cada um dos
períodos horários. Da análise ao gráfico seguinte verifica-se facilmente que as
potências médias pouca variação sofrem dentro do mesmo mês, mas o mesmo
já não se verifica quando se comparam meses distintos. Da primeira evidência se
retira que a laboração é contínua, da segunda que a carga diária varia de acordo
com critérios externos como seja o volume de produção.
Gráfico 1. Potência médias mensais por períodos tarifários
17
ANÁLISE DE DADOS A PARTIR DOS CONTADORES
Muitas vezes, o acompanhamento do consumo através das faturas de energia
não é suficiente para um melhor conhecimento de como a eletricidade (ou
outra forma de energia) é consumida nos diversos equipamentos instalados,
e qual a importância de cada setor ou equipamento no consumo da empresa
e sua influência sobre o valor da fatura. Nesses casos torna-se necessário um
acompanhamento mais frequente, diário ou semanal, através da leitura direta
dos equipamentos de medição do consumo.
Quando as instalações são abastecidas em Média Tensão possuem, na sua
maioria, contadores que recolhem informação sobre o consumo elétrico em
períodos de 15 minutos, informação esta que poderá ser requerida junto do
fornecedor da instalação.
Quando as instalações da empresa apresentam maior porte ou complexidade,
a análise das caraterísticas de consumo pode ser dificultada, se dispõe de um
único ponto totalizador de todo o consumo. É conveniente, então, a instalação de
contadores em diversos locais fazendo uma desagregação por secções, circuitos
e/ou máquinas.
Esse procedimento permite não só acompanhar a evolução do consumo de
eletricidade como também fornecer informações que possibilitem determinar a
forma como a energia é consumida. Desta forma é possível identificar os pontos
com maior potencial de melhoria e assim atribuir prioridades das ações a serem
empregues para a racionalização do consumo.
No mercado existem diversos softwares de acompanhamento, que podem ser
utilizados para elaborar relatórios, denominados Sistemas de Gestão de Energia.
A instalação de um Sistema de Gestão de Energia composto por uma unidade
central e contadores elétricos de acordo com a desagregação por secções e/ou
equipamentos permite uma contabilização da energia elétrica que é consumida
em cada secções, o que ajuda na tomada de decisões sobre a gestão de energia.
Entre as possíveis funcionalidades destes sistemas destacam-se:
• Registo de consumos com diferentes periodicidades (horária, diária, semanal);
• Emissão de relatórios de consumos automáticos, associados a diferentes
consumidores;
• Monitorização de circuitos e equipamentos dos quadros elétricos da
instalação;
• Comando automático e manual de circuitos elétricos;
• Monitorização da qualidade da energia elétrica recebida;
• Gestão de alarmes e defeitos da instalação;
• Controlo em situação de incêndio.
18
Obtenção e análise de dados e criação de indicadores
A instalação destes sistemas permite ajudar na implementação de medidas
orientadas para a redução dos consumos elétricos, nomeadamente:
• Quantificar desvios de consumo face a valores objetivo;
• Identificar consumos não desejáveis, associados a desperdício de energia;
• Quantificar o potencial de deslocação de cargas em consideração com os
diferentes custos horários da fatura elétrica;
• Imputar com precisão custos elétricos às várias secções produtivas e/ou
equipamentos;
• Estabelecer uma correta relação entre a produção e o consumo elétrico;
• Controlar a potência contratada;
• Identificar a degradação do rendimento de certos equipamentos.
ESTABELECIMENTO DE ÍNDICES DE CONSUMO ESPECÍFICO
Para melhor gerir o consumo de energia ao longo do tempo, é importante o
estabelecimento de índices que indiquem a quantidade de energia necessária
para cada produto acabado ou serviço prestado.
Na medida em que as diversas formas de energia são comummente apresentadas
em unidades de energia distintas (kWh para a eletricidade e GJ para o gás natural,
etc.), a forma de somar todas as formas de energia consumidas na instalação
é recorrendo à noção de unidade de energia primária, expressa em toneladas
equivalentes de petróleo (tep) e cujas unidades de conversão de acordo com o
Sistema de Gestão de Consumidores Intensivos de Energia (SGCIE) são apresentadas
no Capítulo “Unidades Energéticas e Fatores de Conversão” (página 78).
A título de exemplo, e para o caso da indústria de tecelagem, o consumo
específico de eletricidade por unidade de produto acabado deverá ser
quantificado em tep/ton tecido, por conversão da unidade de energia final
kWh/ton tecido.
É importante que o índice escolhido tenha condições de refletir os diferentes
tipos de produtos/serviços da entidade, bem como as peculiaridades do
seu processo. Para isso, muitas vezes, torna-se necessária a instalação de
equipamentos para medição do consumo de energia e dos dados de produção.
Uma vez escolhido o índice, dever-se-á acompanhá-lo ao longo do tempo,
estabelecendo parâmetros de valores máximos e mínimos admissíveis. Uma
prática interessante consiste em prever metas para a redução do consumo
específico e, em função disso, identificar ações e procedimentos para atingir esses
objetivos.
19
4
Otimização
da fatura elétrica
OTIMIZAÇÃO DA FATURA ELÉTRICA
Para que a análise da fatura resulte numa redução efetiva de despesas,
é importante um bom conhecimento da legislação que regulamenta o
fornecimento de energia elétrica, a qual estabelece as modalidades tarifárias
disponíveis, as grandezas a serem utilizadas para a faturação e os parâmetros
fixos em contrato.
Em todo o caso, é importante que este tipo de análise seja efetuado
transversalmente à empresa, obtendo pareceres quer das áreas técnicas
(manutenção e produção) quer da área financeira na medida em que algumas das
soluções propostas poderão ter implicações também elas transversais.
TENSÃO DE ABASTECIMENTO DE ENERGIA ELÉTRICA
A tensão de entrega da eletricidade ao cliente divide-se em 5 níveis:
• Muito Alta Tensão (MAT) - tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 110 kV;
• Alta Tensão (AT) - tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 45 kV e igual
ou inferior a 110 kV;
• Média Tensão (MT) - tensão entre fases cujo valor eficaz é superior a 1 kV e
igual ou inferior a 45 kV;
• Baixa Tensão Especial (BTE) - tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ou
inferior a 1 kV com a potência contratada superior a 41,4 kW;
• Baixa Tensão Normal (BTN) - tensão entre fases cujo valor eficaz é igual ou
inferior a 1 kV com a potência contratada inferior ou igual a 41,4 kW.
A maioria das pequenas e médias empresas são abastecidas em BTE ou em MT. Os
abastecimentos em MT pressupõem a existência de um posto de transformação
(PT) na instalação.
À medida que se vai aumentando a tensão de fornecimento, o custo unitário da
energia consumida vai diminuindo. No entanto, a instalação de um PT implica
o investimento no transformador e na obra de engenharia (já para não falar
da viabilização técnica por parte da EDP Distribuição) pelo que a opção pelo
aumento da tensão de fornecimento deverá obedecer a critérios de racionalidade
financeira onde o retorno do investimento no transformador deverá ser avaliado
através da simulação do benefício obtido em ser faturado em MT.
CICLOS HORÁRIOS
Os ciclos de horários de entrega de energia elétrica previstos no Regulamento
Tarifário para clientes finais em MT, AT e MAT, são diferenciados em:
22
Otimização da fatura elétrica
• Ciclo Diário;
• Ciclo Semanal;
• Ciclo Semanal Opcional.
Cada ciclo possui períodos horários que se dividem em horas de ponta, cheias,
vazio e super-vazio. As horas de ponta são as que representam um custo mais
elevado, cerca do dobro do custo das horas cheias e cerca do triplo do custo das
horas de vazio. No Anexo I (página 74) é apresentado para cada um dos ciclos
horários a respetiva distribuição dos períodos horários.
No ciclo diário a distribuição dos períodos horários é igual nos 7 dias da semana.
Este ciclo é normalmente favorável a entidades que laboram 5 dias por semana.
Já no caso de entidades que trabalham no fim-de-semana com carga semelhante
aos dias úteis o ciclo semanal deverá ser o mais vantajoso financeiramente.
CASO PRÁTICO DE DESLASTRE DE CARGAS
Para ilustrar o custo horário da energia elétrica foi considerado um dia típico
de laboração de uma empresa têxtil abastecida em Média Tensão. Notar que o
custo horário exclui os custos do termo fixo e termo de potência contratada,
dado que estes são valores mensais independentes da hora a que a eletricidade é
consumida.
O perfil de potências de um dia útil demonstra que as principais secções
consumidoras de eletricidade laboram a 3 turnos. Em função do ciclo contratado
(diário) o custo horário de energia flutua entre 2 E durante a noite e 12 E
durante o período de ponta da manhã.
Gráfico 1. Custo horário da energia num dia útil
23
A diferença de preços observada resulta na recomendação que sempre que
exequível seja efetuado o transladar de consumos para fora do período de ponta.
Uma opção poderá ser por exemplo programar as paragens para manutenção
de equipamentos em períodos de horas de ponta ou transladar consumos que
ocorram neste período para os demais períodos.
O preço médio da energia elétrica de acordo com o tarifário contratado para as
diferentes horas de consumo é apresentado no gráfico seguinte.
Gráfico 2. Exemplo do preço médio por período horário
São assim apresentados diversos cenários possíveis, para uma melhor perceção
dos ganhos obtidos. A situação mais vantajosa economicamente está na alteração
de Ponta para Super Vazio durante as 4h de ponta diárias.
Alteração
Potência
(kW)
Benefício
1 hora/dia
2 horas/dia
3 horas/dia
Ponta - Chelas
10
205 e
411 e
616 e
822 e
Ponta - Vazio
10
270 e
541 e
811 e
1.082 e
Ponta - Super Vazio
10
278 e
556 e
834 e
1.113 e
Tabela 1. E xemplos do benefício económico decorrente da deslocalização de consumos
24
4 horas/dia
POTÊNCIA CONTRATADA
A potência contratada define o valor instantâneo máximo de energia elétrica que
uma instalação de consumo pode receber. O valor da potência contratada e o
dimensionamento da instalação elétrica estão intimamente ligados, assim como
também o dimensionamento da rede elétrica mais próxima da instalação. Por
essa razão a faturação de energia elétrica tem em consideração a aplicação de
um preço de potência contratada que reflete os custos das redes de distribuição
associados à disponibilização da potência solicitada por cada consumidor.
A potência contratada é atualizada pelo máximo valor de potência tomada
ocorrida nos últimos 12 meses (incluindo o mês de faturação), sendo a potência
tomada o maior valor de potência ativa média verificada na instalação em
períodos de 15 minutos, durante todo o período de medição.
Por outro lado a potência contratada tem os seguintes valores mínimos:
• Em instalações abastecidas em MT ou superior, a potência contratada não
pode ser inferior a metade da potência instalada, após conversão de kVA para
kW (1 kVA = 0,93 kW). Assim, a potência contratada não pode ser inferior a
46,5% da potência instalada.
• Em instalações abastecidas em BTE, a potência contratada não pode ser
inferior a 41,4 kW (pois para potências inferiores considera-se Baixa Tensão
Normal).
Nos casos em que nas instalações do cliente se tenha procedido a investimentos
com vista à utilização mais racional da energia elétrica, da qual tenha resultado
uma redução da potência contratada com caráter permanente, o pedido de
redução de potência contratada deve ser satisfeito no mês seguinte.
O aumento de potência contratada antes de decorrido o prazo de 12 meses,
concede aos comercializadores de último recurso o direito de atualizar a potência
contratada para o valor anterior à redução, bem como o de cobrar, desde a data
de redução, a diferença entre o encargo de potência que teria sido faturado se
não houvesse redução da potência contratada e o efetivamente cobrado.
Assim, se num determinado mês a potência tomada atinge um valor muito
elevado, a potência contratada vai apresentar esse valor durante esse mês e nos
11 meses seguintes.
25
CASO PRÁTICO
Para ilustrar a situação descrita apresenta-se um exemplo de histórico de
potências tomadas e respetivo valor de potência contratada para uma instalação
abastecida em Média Tensão com uma potência instalada de 100 kVA.
Mês de
contagem
Potência Tomada
(kW)
Potência Contratada
(kW)
Motivo da atualização
da potência contratada
Jan-07
35,0
46,5
Fev-07
70,0
70,0
Máximo neste mês
Mar-07
36,0
70,0
Máximo em Fev-07
Abr-07
50,0
70,0
Máximo em Fev-07
Mai-07
35,0
70,0
Máximo em Fev-07
Jun-07
38,0
70,0
Máximo em Fev-07
Jul-07
37,0
70,0
Máximo em Fev-07
Ago-07
36,0
70,0
Máximo em Fev-07
Set-07
40,0
70,0
Máximo em Fev-07
Out-07
35,0
70,0
Máximo em Fev-07
Nov-07
34,0
70,0
Máximo em Fev-07
Dez-07
35,0
70,0
Máximo em Fev-07
Jan-08
38,0
70,0
Máximo em Fev-07
Fev-08
37,0
50,0
Máximo em Abril-07
Mar-08
38,0
50,0
Abr-08
36,0
46,5
Metade da potência instalada
Mai-08
37,0
46,5
Jun-08
36,0
46,5
Máximo em Abril-07
Tabela 2. Exemplo de cálculo da potência contratada
Neste exemplo, um pico de potência tomada extraordinário verificado em
Fevereiro de 2007 obrigou a que a potência contratada se mantivesse em 70 kW
durante os 12 meses seguintes. Assim, só em Fevereiro de 2008 é que a potência
contratada pôde descer mas apenas para o valor de potência tomada máxima
dos últimos 12 meses que corresponde ao valor de 50 kW verificado em Abril de
2007. Em Abril de 2008, mês em que o histórico de potência tomada permitiria
que a potência contratada descesse ao valor verificado em Setembro de 2007
(40 kW), a potência contratada teve de assumir o valor de 46,5 kW por força
da potência instalada. Efetivamente, sendo a potência instalada de 100 kVA, a
potência contratada nunca pode ser inferior a 46,5% deste valor.
26
Tabela 3. Exemplo de evolução da potência tomada e contratada
Em resumo, a verificação de um pico extraordinário da potência resultou no
aumento da potência contratada em 23,5 kW durante doze meses, o que equivale
a um custo extraordinário de 340 E/ano.
ENERGIA REATIVA
Todas as máquinas elétricas alimentadas em corrente alterna convertem a energia
elétrica fornecida em trabalho mecânico e calor. Esta energia mede-se em kWh e
denomina-se energia ativa. Os recetores que absorvem unicamente este tipo de
energia denominam-se resistivos.
Figura 1. Esquema de conversão de energia elétrica em energia mecânica
27
Certos recetores necessitam de campos magnéticos para o seu funcionamento
(motores, transformadores, etc.) e consomem outro tipo de energia denominada
energia reativa. O motivo é que este tipo de cargas (denominadas indutivas)
absorvem energia da rede durante a criação dos campos magnéticos que
necessitam para o seu funcionamento e entregam-na durante a destruição dos
mesmos. Esta transferência de energia entre os recetores e a fonte provoca
perdas nos condutores, quedas de tensão nos mesmos, e um consumo de energia
suplementar que não é aproveitada diretamente pelos recetores.
A conexão de cargas indutivas numa instalação provoca o desfasamento entre a
onda de intensidade e a tensão. O ângulo F mede este desfasamento e indica a
relação entre a intensidade reativa (indutiva) de uma instalação e a intensidade
ativa da mesma. Assim, o co-seno de F (fator de potência) é uma grandeza que
verifica a eficácia com que a corrente elétrica é convertida em trabalho útil.
Figura 2. Representação gráfica do fator de potência
Um fator de potência igual a um significa que não há consumos de energia
reativa, sendo o fator de potência tanto mais baixo quanto maior for o consumo
de energia reativa.
É possível agrupar diversos equipamentos comuns em instalações industriais e de
comércio segundo o seu fator de potência típico.
Equipamentos
Fator de
potência
Motor assíncrono com carga até 25%
0,3 - 0,4
Motor assíncrono com carga entre 25 a 50%
Lâmpadas fluorescentes não compensados
0,5 - 07
Motor assíncrono com carga entre 50 a 100%
Lâmpadas fluorescentes compensadas
0,7 - 0,9
Lâmpada de incandescência
Aquecimento por resistência elétrica
1
Tabela 3. F ator de potência dos equipamentos mais habituais (Fonte: Grupo Schneider)
A correção do fator de potência, ou correção da energia reativa, de uma
instalação oferece incontestáveis vantagens. Se do ponto de vista técnico permite
a redução sensível das perdas por efeito de Joule, do ponto de vista económico
o Regulamento Tarifário prevê a existência de uma tolerância na faturação da
energia reativa consumida nas horas fora do vazio. Esta tolerância corresponde
a 40% da energia ativa consumida fora do vazio, isto é, no mesmo período de
contagem da energia reativa consumida.
28
O limiar de 40% de tolerância, traduz-se num valor de fator de potência de
0,93. Assim, uma instalação com um fator de potência superior a 0,93 não
será faturada de consumo de energia reativa. Por esta razão, uma instalação
equilibrada apresenta um fator de potência entre 0,94 e 0,96.
A diferença entre a energia reativa consumida e a energia reativa tolerada
designa-se por, energia reativa faturada.
À exceção da BTN, todos os consumidores são alvo de faturação de energia
reativa. No entanto, certos consumidores não dispondo de contador de emissão
de energia reativa, só pagam o excesso de consumo. É o caso da maioria dos
consumidores abastecidos em BTE e de certas instalações antigas de MT. Nas
instalações equipadas com telecontagem são faturadas quer o consumo, quer a
emissão de energia reativa.
A faturação por emissão de energia reativa tem lugar apenas quando a emissão
ocorre em horas de vazio. Ao contrário do que se verifica no consumo de energia
reativa, a emissão é faturada desde o primeiro kVArh.
A emissão de energia reativa deve-se à sobre-compensação das baterias de
condensadores e ocorre sobretudo em situações de pequeno consumo. Tratase de situações em que a potência reativa a compensar, afigura-se inferior à
potência reativa do escalão mais pequeno da bateria de condensadores.
O Regulamento Tarifário impõe que nos primeiros 6 meses de funcionamento
de uma instalação não seja faturada a energia reativa, de forma a permitir ao
consumidor o correto dimensionamento do equipamento de compensação de
energia reativa.
CASO PRÁTICO DE COMPENSAÇÃO DA ENERGIA REATIVA
Apresenta-se um exemplo de uma instalação em que são faturados anualmente
cerca de 88 MWhr de energia reativa, o que representa 1.498 E de despesa anual.
Esta parcela da fatura energética é possível de ser totalmente anulada, mediante
a instalação de uma bateria de condensadores que compensará a energia reativa
consumida.
À instalação de uma bateria de condensadores não está associada a poupança
direta de energia elétrica, apenas um benefício económico decorrente da
anulação da parcela da fatura elétrica afeta ao consumo de energia reativa.
Assumindo que a instalação labora cerca de 2.200 horas anuais em período
diurno e utilizando o método da potência média, a compensação da energia
reativa faturada requer a instalação de uma bateria de condensadores com uma
potência de 40 kVAr, cujo investimento na versão “chave na mão” rondará os
1.200 E.
Assim, em função da poupança estimada e atendendo ao investimento em causa,
o período de retorno simples será inferior a um ano (10 meses).
29
30
Iluminação
5
Iluminação
ILUMINAÇÃO
Uma correta iluminação no local de trabalho é essencial para um desempenho de
funções otimizado.
Pesquisas sobre qualidade e quantidade de luz nas últimas décadas têm
mostrado que desenvolvimentos na qualidade da luz de um nível baixo e
moderado, aumentam a velocidade e eficácia com que os objetos são detetados e
reconhecidos.
Riscos de acidente no local de trabalho são também reduzidos quando há uma
maior consciência de situações potencialmente perigosas e quando o humor,
estado de alerta e saúde dos trabalhadores do setor industrial são estimulados
com uma boa qualidade de iluminação.
Igualmente do ponto de vista da saúde, está provado que uma iluminação
deficiente quer em nível de iluminação quer em qualidade das fontes de luz e
acessórios, quer ainda por via de um projeto mal dimensionado, pode estar na
origem de problemas como fadiga visual e cefaleias. Para além da quebra de
produtividade, os custos com tratamentos e eventual aumento do absentismo
serão penalizadores para todas as partes.
Para além da performance visual e acidentes, a iluminação tem uma forte
influência na criação de um ambiente de trabalho estimulante.
NORMAS E REGULAMENTOS
Para assegurar a qualidade de iluminação em espaços interiores onde decorrem
tarefas, o Comité Europeu de Normalização – CEN, publicou em 2002 a norma
EN12464-1, que se sobrepõe aos regulamentos nacionais nesta matéria. Estão
também estabelecidas normas para outro tipo de espaços, como áreas exteriores,
instalações desportivas, iluminação pública, entre outras.
É portanto esta norma que deve ser considerada para verificação tanto na fase de
projeto como para verificação das condições de iluminação de uma instalação
existente. Esta verificação auxiliará a definir as potenciais ações corretivas a
tomar com vista a obter a qualidade de iluminação adequada a cada espaço/
tarefa, com o máximo de eficiência energética.
32
Iluminação
A legislação europeia determinou a retirada de produção e comercialização de
alguns tipos de lâmpadas e acessórios ineficientes, cujo calendário é apresentado
nas figuras seguintes.
Tabela 1. Calendário Phase-out para o setor residencial, hotelaria, restauração, comércio, serviços
Estágio
Data
Phasing-out
I
2010
Tubos fluorescentes T8 standard e Irc<80
II
2012
Tubos fluorescentes T10 e T12
Substituições
Tubos fluorescentes T8 Trifosforos e Pentafosforos
---------------------------
Lâmpadas SAP Standard
Lâmpadas SAP tecnologia PIA
III
2015
Vapor de Mercurio a Alta Pressão (HPL)
Iodetos Metálicos (e SAP PIA)
IV
2017
F luoresc compactas não integradas (2 pinos)
Balastros ferromagnéticos
Balastros eletrónicos standard (Classe A3)
Fluorescentes compactas não integradas (4 pinos)
Balastros eletrónicos classes A1 e A2
Balastros eletrónicos classes A1 e A2
Tabela 2. Calendário Phase-out para o setor terciário e residencial
33
FONTES DE LUZ E ACESSÓRIOS
Na escolha das fontes de luz para um determinado tipo de luminária, deve-se ter
em consideração a comparação das seguintes características:
• Fluxo luminoso (lm).
• Potência consumida do sistema (potência lâmpada + potência balastro/
transformador).
• Eficácia (lm/W).
• Temperatura de cor (aparência da luz).
• Restituição cromática (Ra ou Irc).
• Tempo de vida útil (h).
• Tipo de balastro / transformador (se aplicável).
Não esquecer que a potência consumida não se limita só à lâmpada. O balastro/
transformador associado (quando aplicável) tem perdas, pelo que a potência real
é sempre superior à potência nominal da lâmpada.
Quando se comparam duas soluções distintas, deve-se ter em atenção o tempo de
vida que deverá ser igual em ambos os casos, para uma análise de custo total de
propriedade efetivo.
Tendo este aspeto em consideração, dever-se-á comparar conforme aplicável:
• Para o mesmo fluxo luminoso, dever-se-á optar pela lâmpada cujo sistema
consome menos (Ex: um sistema com balastros eletrónicos é energeticamente
mais eficiente);
• Para a mesma potência do sistema, a solução escolhida deverá ser a que
tem mais fluxo (Ex: as lâmpadas de halogéneo têm mais fluxo que as
incandescentes para a mesma potência).
A temperatura de cor mais adequada varia em função da aplicação. Para
aplicações em escritórios e espaços industriais, a mais adequada corresponde
a 4000K (branco neutro). Valores mais baixos (mais amarela) induzem
descontração, e valores mais altos (branco a tender para o azulado), estimulam
mais, ao ponto de se tornarem desconfortáveis e serem normalmente só
utilizadas em aplicações especiais;
A restituição cromática diz-nos como a luz produzida reproduz melhor ou pior
as cores tal como as vemos com luz natural. A norma, proíbe atualmente a
utilização de fontes de luz com valores inferiores a 80. Como tal e tomando a
codificação PHILIPS, lâmpadas fluorescentes tubulares lineares, compactas não
integradas e compactas integradas, para cumprirem nestes dois parâmetros, a
codificação deverá ser sempre 827 ou 927 para brancos quentes, 830 ou 930
para brancos mais dourados, 840 ou 940 para brancos neutros e 856 ou 956 para
brancos frios.
34
Iluminação
Os balastros para lâmpadas fluorescentes e transformadores para lâmpadas de
halogéneo deverão ser sempre que possível eletrónicos. Poupam em média 25%
no caso dos balastros para fluorescência, 18% no caso de balastros para lâmpadas
de descarga de alta intensidade e 15% no caso dos transformadores. Associado
ao aumento da eficácia, a utilização de soluções eletrónicas, dispensam outros
acessórios como os arrancadores e condensadores e funcionam como filtros
aos defeitos da rede elétrica, garantindo maior qualidade no funcionamento da
lâmpada, com maiores garantias de cumprimento do seu tempo de vida.
A escolha de luminárias adequadas tem por base uma variedade de aspetos
construtivos, de qualidade das matérias-primas utilizadas, eficácia das suas óticas
e quando aplicável, aspetos estéticos.
Apresentam-se de seguida, os formatos básicos de lâmpadas substitutas
das tradicionais incandescentes e respetiva poupança energética face às
incandescentes.
Tabela 3. Lâmpadas substitutas das tradicionais incandescentes
35
SISTEMAS DE CONTROLO
Estão disponíveis no mercado várias soluções.
• Deteção de presença;
• Deteção de presença conjugada com nível de luz natural;
• Regulação da intensidade luminosa em função da luz natural;
• Conjugação destas funcionalidades e possibilidade de ordem manual;
• Sistemas complexos de integração do controlo e regulação do sistema de
iluminação.
Estas soluções trazem poupanças de energia adicionais às obtidas da escolha de
fontes de luz e luminárias eficientes, podendo num extremo levar a poupanças
de energia na ordem dos 70% face à instalação original.
Figura 1. E
xemplo de regulação com luz natural (Regula e desliga a luz artificial com luz natural suficiente)
DICAS DE EXPLORAÇÃO PARA OTIMIZAÇÃO DOS CONSUMOS ENERGÉTICOS
Eis regras básicas para manutenção dos níveis de qualidade de iluminação e
otimização dos consumos energéticos:
• Programar as manutenções para os tempos de vida útil das lâmpadas, através
de substituições em grupo, otimizando assim encargos e garantindo a
continuidade inicial da qualidade da iluminação;
• Nas operações de manutenção, verificar apertos elétricos, proceder à limpeza
de poeiras das lâmpadas e dos sistemas óticos com ferramentas e produtos
adequados para que não deteriorem os materiais;
• Substituir lâmpadas standard por lâmpadas mais eficientes e balastros
convencionais por eletrónicos;
36
Iluminação
• Quando as luminárias apresentarem deterioração evidente dos seus elementos
óticos, programar a substituição de todo o conjunto por novas com elevados
níveis de rendimento (LOR) e controlo omnidirecional de encandeamento;
• A simples introdução de um detetor de presença pode significar uma
poupança de energia no circuito associado de cerca de 30%. Não hesitar em
ponderar a aplicação dos sistemas de controlo de iluminação pois trazem
grandes benefícios e consequente rápida amortização;
• Sendo que a variedade de soluções disponíveis no mercado pode deixar
dúvidas quanto às melhores escolhas, não hesitar em recorrer aos serviços
técnicos habituais ou mesmo aos fabricantes.
CASO PRÁTICO DE SUBSTITUIÇÃO DA ILUMINAÇÃO
Apresenta-se como exemplo uma secção de uma unidade fabril que possui
iluminação fluorescente do tipo T8 com 55 luminárias de 2 x 58 W, cada.
Iluminação atual
Tipo de lâmpadas
Fluorescentes T8 de 58 W
Tipo de balastros
Convencional
Nº de lâmpadas
255
Consumo unitário do sistema
68,5 Watts
Horas de trabalho
3.840 h/ano
Consumo eléctrico
67 MWh/ano
Custo de electricidade
81 e / MWh
Custo eléctrico anual
5.433 e /ano
Tabela 4. Caraterísticas da iluminação existente e respetivo consumo e fatura energética
Uma solução simples para aumentar a eficiência na iluminação mantendo
os níveis de luminosidade atuais é recorrer às mais recentes tecnologias de
lâmpadas fluorescentes e aproveitar também para substituir os balastros
eletromagnéticos por balastros eletrónicos.
37
A substituição da iluminação existente por lâmpadas Master TL-D T8 de 2 x
51 W, assim como a substituição dos balastros eletromagnéticos por balastros
eletrónicos conduz aos seguintes resultados.
Solução: Substituição da Iluminação
Tipo de lâmpadas
Master TL-D ECO Cores 80 - Fluorescentes
T8 de 51 W
Tipo de balastros
Electrónico TLD Sem Regulação Electrónicos 2x58W
Potência unitária (lâmpada + balastro)
42 Watts
Consumo elétrico
43 MWh/ano
Custo elétrico anual
3.166 e /ano
Poupança
42%
Beneficio energético
28 MWh/ano
Emissões evitadas
13 ton CO2 /ano
Benefício económico
2.267 e /ano
Investimento
Lâmpadas
1.033 e
Balastros
1.813 e
Período de retorno simples
Lâmpadas
0,9 anos
Sistema (Balastros + Lâmpadas)
1,3 anos
Tabela 5. Resultados da substituição das lâmpadas e balastros
A poupança energética da substituição das lâmpadas fluorescentes e dos
balastros é de 42%, e o período de retorno do investimento é de 1,3 anos.
38
Iluminação
39
40
Motores
6
Motores
MOTORES
A produção de energia mecânica, através da utilização de motores elétricos,
absorve cerca de metade da energia elétrica consumida no nosso País, da qual
apenas metade é energia útil. Este setor é, pois, um daqueles em que é preciso
tentar fazer economias, prioritariamente. O êxito neste domínio depende, em
primeiro lugar, da melhor adequação da potência do motor à da máquina que
ele aciona. Quando o regime de funcionamento é muito variável para permitir
este ajustamento, pode-se equipar o motor com um conversor eletrónico de
variação de velocidade. Outra possibilidade é a utilização dos motores “de perdas
reduzidas” ou de “alto rendimento”, que permitem economias consideráveis.
De entre todos os tipos de motores elétricos existentes, o motor assíncrono
trifásico é sem dúvida o mais generalizado em aplicações industriais. Isso deve-se
à sua simplicidade construtiva, robustez e baixo custo.
Os motores elétricos caraterizam-se através dos seus parâmetros nominais, os
quais são indicados na sua placa de caraterísticas (ver Figura 1). Deve-se assinalar
que a potência nominal que aparece na placa de caraterísticas corresponde à
potência útil do motor quando este trabalha em regime nominal. Nunca se deve
confundir com a potência absorvida da rede elétrica a que está conectado, que
será sempre superior. O rendimento do motor define-se como a relação entre
a potência elétrica fornecida e a potência do motor, e será sempre inferior à
unidade.
Figura 1. Placa de caraterísticas de motores trifásicos de indução (fonte: Siemens)
O rendimento do motor, que é função tanto das suas caraterísticas de desenho
como de determinados condicionantes económicos (ou dito de outro modo,
da qualidade dos materiais empregues na sua construção), deve ser um dos
principais fatores a ter em consideração no momento da compra.
O rendimento de um motor elétrico não possui um valor fixo, pois depende
do grau de carga a que este é submetido. Como se observa no Gráfico 1, o
rendimento aumenta rapidamente desde 0, funcionamento sem carga, a
valores comparativamente altos a partir dos 25-30% de sua carga nominal. Na
zona dos 50 aos 100% da carga nominal os valores de rendimento mantêm-se
relativamente constantes, com pequenas variações. Mas o seu cos F continua a
crescer para além deste valor. No geral, o rendimento ótimo encontra-se na faixa
dos 75% da sua potência nominal.
42
Motores
Rendimento
o
Cos Φ
1
Cos Φ
Rendimento
Carga %
0
50
100
CARGA DO MOTOR
Gráfico 1. Variação do rendimento e do cos F com a carga
Assim, os motores devem ser dimensionados de modo a funcionarem acima de
75% da sua carga nominal, obtendo-se as seguintes vantagens:
• Melhor rendimento;
• Fator de potência mais elevado;
• Menor investimento no motor e aparelhagem de comando e proteção.
Outro aspeto a ter em conta é que, nos motores elétricos industriais, o
rendimento só melhora à medida que aumenta a sua potência nominal. Assim,
por exemplo, para motores de potência inferior a 1 kW é da ordem dos 50-70%,
nos motores de 1-10 kW da ordem dos 75-85% e para motores de potências
maiores pode atingir os 90-95%.
VARIADORES DE FREQUÊNCIA OU VELOCIDADE
Para as situações de carga variável ao longo do dia, deve-se determinar um valor
médio e dimensionar o motor em função do mesmo, de acordo com a figura
seguinte.
Potência
Pn
Potência nominal do motor
Pa
Tempo
Gráfico 2. Diagrama do consumo de potência de um motor
43
Para um grande número de atividades industriais, a utilização de motores de
velocidade variável é indispensável ao processo de fabrico. É o caso, por exemplo,
do acionamento dos laminadores, misturadores, centrifugadores, fornos rotativos,
máquinas de ferramentas ou na tração elétrica. O seu uso tornou-se clássico e
as soluções evoluem a par e passo com os progressos técnicos. Existe, por outro
lado, um domínio de aplicações novas onde a adoção da velocidade variável
permite obter economias sensíveis de energia. Trata-se muito globalmente do
acionamento das máquinas rotativas recetoras (bombas, ventiladores, sopradores
e compressores). Estas máquinas requerem, com efeito, a maior parte das
vezes, uma regulação do ponto de funcionamento em função dos parâmetros
de exploração do processo. Nestes casos, os métodos clássicos de regulação de
velocidade traduzem-se em aumentos significativos da potência consumida em
relação à necessidade real. São, pois, soluções vorazes em energia. A adoção
de variadores eletrónicos para regular a velocidade das máquinas rotativas é,
atualmente, a solução mais eficiente, apresentando os seguintes benefícios:
• Economia de energia;
• Aumento da produtividade;
• Melhoria da qualidade do produto;
• Menor desgaste mecânico.
Assim, em aplicações onde sejam requeridas apenas duas ou três velocidades,
é aconselhável a utilização de motores assíncronos de velocidades variáveis,
disponíveis em diversos tipos de caraterísticas de binário/velocidade, e por isso
adaptáveis a diversos tipos de carga. Nestes sistemas, a aplicação de variadores
eletrónicos de velocidade, bem como de equipamentos mais eficientes do ponto
de vista energético, permite elevar o rendimento global dos sistemas de 31%
para 72%, com tempos de recuperação do investimento normalmente inferiores
a três anos. Por outro lado, os variadores eletrónicos de velocidade possuem
diversos tipos de proteções para o motor, que deixam assim de ser adquiridas
isoladamente e oferecem uma maior flexibilidade de colocação, podendo
facilmente ser integrados em sistemas automáticos de gestão da produção.
Gráfico 3. Comparação do consumo de energia de sistemas de controlo manuais com variadores de frequência
44
Motores
CASO PRÁTICO DE INSTALAÇÃO DE UM VARIADOR DE VELOCIDADE
Apresenta-se um sistema de aspiração para a extração de fumos de uma seção de
soldadura de uma instalação Fabril. O sistema de aspiração é composto por um
ventilador com uma potência de 18,5 kW.
O rendimento do motor do ventilador de aspiração diminui quando este trabalha
a cargas parciais, fruto do controlo realizado por registo. Na tabela seguinte
apresenta-se o consumo atual do motor.
Situação atual
Regulação mecânica
Registro
Potência média
7 kW
Horas de trabalho
5.400 h/ano
Consumo elétrico
38 MWh/ano
Custo da eletridade
86 e /MWh
3.244 e /ano
Tabela 1. Consumo energético e fatura do ventilador com regulação mecânica
A regulação através da variação eletrónica de velocidade no sistema de controlo
do caudal do ventilador apresenta o seguinte benefício energético, ambiental e
económico.
Solução: Instalação de um VSD
Consumo elétrico
22 MWh/ano
1.937 e /ano
Redução
40%
Benefício energético
15 MWh/ano
Emissões evitadas
7 ton CO2 /ano
1.307 e /ano
Investimento
1.514 e
1,2 anos
Tabela 2. Resultado da substituição da regulação mecânica por um variador de velocidade
MOTORES DE ALTA EFICIÊNCIA
Atualmente, encontra-se já disponível no mercado os chamados motores de “alta
eficiência” (classe EFF1) e “eficiência melhorada” (classe EFF2), mais caros que
os motores standard, mas cuja utilização se revela rentável quando o seu tempo
anual de utilização for suficientemente longo. Os construtores aumentaram a
massa de materiais ativos (cobre e ferro) de forma a diminuir as induções, as
densidades de corrente e, assim, reduzir as perdas no cobre e no ferro. Utilizam
chapas magnéticas de perdas mais reduzidas, entalhes especiais em certos casos e
reformularam a parte mecânica, com especial incidência sobre a ventilação, para
45
reduzir a potência absorvida por esta e diminuir o nível de ruído. Daí resulta, para
idêntica dimensão, um aumento do peso da ordem de 15 %, e de preço da ordem
de 20 a 25 %. Contudo, a melhoria do rendimento, compreendida entre 2 e 4,5
%, e a do cos F, permite amortizar rapidamente este aumento de preço. Para
qualquer investimento em motores elétricos efetuado, pelo menos, para 10 anos,
os modelos de EFF1 e EFF2 são fortemente competitivos.
Gráfico 4. Análise do rendimento para motores Standard (EFF 3), Eficiência Melhorada (EFF 2) e de Alta Eficiência (EFF 1)
O acréscimo de custos dos motores de alto rendimento é recuperado através da
economia de energia elétrica que proporcionam.
46
Motores
47
7
Ar Comprimido
AR COMPRIMIDO
Foi na segunda metade do século XIX que o ar comprimido adquiriu maior
importância industrial. Hoje, o ar comprimido é uma forma de energia
insubstituível em qualquer área da indústria, independentemente da sua
dimensão ou nível tecnológico.
Resulta do ar atmosférico, cuja composição é uma mistura de 21% de oxigénio,
78% de azoto e 1% de gases raros, que quando comprimido torna-se uma
maneira segura de transmitir energia.
Em todo o mundo são comprimidos milhões de toneladas de ar por ano, que
se traduz num elevado consumo de energia. A racionalização do mesmo é a
grande preocupação das empresas, que equacionam todos os aspetos referentes
à instalação, operação e manutenção de um sistema de ar comprimido, pois
este representa uma parcela bastante expressiva do consumo energético. Em
cerca de 10 anos, o custo total de propriedade de um sistema de ar comprimido
terá as seguintes proporções, onde a energia pode representar mais de 70% do
total.
Energia
Investimento
Manutenção
Gráfico 1. Custo de ciclo de vida de um compressor
O custo total de propriedade de um sistema de ar comprimido não é a única
preocupação de uma empresa, as exigências legais no que diz respeito ao ar
comprimido e o respeito ao meio ambiente, são questões a não esquecer.
A norma ISO 8573-1, que define a classe de pureza do ar comprimido, foi
revista em 2001 para ir ao encontro das necessidades de aplicações críticas
em que a pureza do ar é essencial. A revisão estabeleceu uma metodologia de
medição mais completa, incluindo as três formas de contaminação por óleo em
compressores de ar, aerossóis, vapores e líquidos, de modo a proporcionar uma
imagem verdadeira da qualidade do ar. Às já existentes classes de pureza 1 a 6
foi adicionada uma nova e mais rigorosa classe, a ISO 8573-1 CLASSE 0. Com a
certificação segundo esta norma estabelece-se um novo padrão para a indústria:
“Ar 100% isento de óleo”.
50
Ar Comprimido
Classe de
pureza
Partículas sólidas
Água
Número máximo de particulas por m3
Ponto máximo de orvalho sob pressão
0,1-0,5 mícron
0
0,5-0,1 mícron
1,0-5,0 mícron
ºC
Óleo Total *
ºF
Concentração
máxima
mg/ m3
Conforme especificado pelo utilizador ou fornecedor do equipamento e mais rigorosa do que a classe 1.
1
100
2
100.000
3
----
4
---
5
---
6
---
1
0
-70
-94
0,01
1.000
10
-40
-40
0,1
10.000
500
-20
-4
1
---
1.000
3
37,4
5
---
20.000
7
44,6
---
---
---
10
50
---
* Aerossol, líquido e vapor
Gráfico 2. Classes de pureza do ar comprimido
No que diz respeito ao meio ambiente, traduz-se num sistema de ar comprimido
eficiente, que produz o mínimo de poluição e contaminação para o meio
envolvente.
Um sistema de ar comprimido corretamente projetado irá proporcionar maior
fiabilidade e eficiência, diminuindo os custos de energia. O sistema compreende
três componentes principais: a central de ar comprimido, a rede de distribuição e
os pontos de consumo.
COMPRESSOR
Os compressores de ar são equipamentos que realizam compressão do ar
ambiente, ao reduzir o espaço ocupado por uma determinada massa de ar, a
pressão aumentará. Para que possa ser realizada a compressão é necessária a
transformação de algum tipo de energia, na indústria normalmente usa-se a
energia elétrica que é transformada em energia pneumática.
Existem vários tipos de compressores, de salientar os de deslocamento positivo
em que a redução do ar é conseguida através da diminuição de volume, de forma
alternada (compressores de pistão) ou de forma contínua (compressores rotativos
de parafuso ou dente). Nos compressores dinâmicos, ou seja, compressores
centrífugos, a compressão ocorre pela transformação da energia cinética
(velocidade do ar) em energia potencial (pressão).
Compressor de pistão
Compressor de parafuso
Compressor centrífugo
Figura 1. Classes de compressores mais divulgados
51
Vários são os fatores que influenciam a escolha de um compressor, tais como
caudal, pressão e qualidade do ar. Para assegurar uma operação fiável do
compressor, o ar aspirado deve ser limpo e não conter poeiras, fuligem ou
partículas sólidas, caso contrário contaminariam o óleo lubrificante, provocando
desgaste excessivo e consequente aumento de custos de manutenção. O
compressor deve ser instalado o mais próximo possível dos principais pontos
de consumo de ar, para uma redução no custo da tubagem e menos perdas de
pressão ao longo do sistema.
A temperatura do ar aspirado pelo compressor é outro aspeto de grande
importância, quanto mais quente, menor o rendimento da instalação. Para cada
4ºC de acréscimo na temperatura do ar aspirado pelo compressor, este consumirá
1% a mais de potência para entregar o ar nas mesmas condições.
OTIMIZAÇÃO DA SELEÇÃO DE COMPRESSORES
A otimização da seleção de compressores baseia-se na análise do perfil de
consumo:
Os compressores de velocidade fixa (carga/vazio) funcionam entre dois pontos de
pressão programados. Quando atingida a pressão máxima, o compressor deixa
de comprimir e mantém o sistema em vazio, com o motor em funcionamento e a
consumir cerca de 25% da energia de carga. Durante os períodos de necessidade
de ar média a baixa, os períodos em vazio podem ser longos, desperdiçando
grandes quantidades de energia.
A maioria dos processos industriais requerem um consumo variável de ar
comprimido, sendo que estas variações podem dever-se a períodos diários
e semanais com diferentes perfis de consumo, grandes consumidores com
consumos intermitentes ou simplesmente a uma instalação sobredimensionada.
Compressores com velocidade variável, adaptam as capacidades ao perfil de
consumo de ar comprimido, com uma redução, em média de 35%, no consumo
de energia elétrica. Os custos no ciclo de vida do compressor podem ser
reduzidos em cerca de 22%. De uma maneira geral, a diferença de investimento
entre um compressor de acionamento de velocidade variável e um compressor de
velocidade fixa são rentabilizados ao fim de apenas um ou dois anos.
TRATAMENTO DE AR COMPRIMIDO
SECADORES DE REFRIGERAÇÃO
A secagem é obtida por arrefecimento do ar comprimido e remoção dos
condensados, seguido de um reaquecimento através do recuperador de calor, que
reaproveita o calor do próprio ar comprimido na entrada do secador. O secador
elimina a possibilidade de existir água nas tubagens, protege o sistema contra
corrosão permitindo um aumento de durabilidade dos equipamentos.
52
Ar Comprimido
Os secadores de refrigeração podem tratar caudal constante ou variável,
verificando-se uma desaceleração do compressor de frio, com consequente
redução no consumo de energia.
SECADORES DE ADSORÇÃO
Neste tipo de secadores, a secagem é obtida pela passagem do ar comprimido
através de uma torre carregada de material dessecante poroso com elevado
poder de atração de moléculas de água. Atingem reduzidos pontos de
orvalho, normalmente entre os -20ºC e os -70ºC. São utilizados para tratar
o ar comprimido de aplicações onde a presença de vapor de água ou o risco
de condensação não pode existir, tais como ar de instrumentação, pintura e
ou outros onde o contacto com produtos que reagem agressivamente com a
humidade pode ser prejudicial.
Devem ser utilizados secadores com controlo de ciclo por ponto de orvalho
sob pressão (PDP), que prolongam o ciclo de secagem até que a torre atinja a
saturação. Uma torre regenerada em espera implica uma redução do número de
ciclos de secagem, logo menos consumo de ar de purga.
FILTROS
Quando o ar é comprimido, a concentração de partículas de sujidade de óleo e de
humidade aumentam. Assim, é criada uma mistura abrasiva que, quando deixada
como tal, pode provocar falhas graves nos instrumentos e até mesmo contaminar
o produto final.
Os filtros de ar comprimido podem ser do tipo coalescentes para remoção de
partículas entre 1m m e 0,01m m e remoção de água líquida e óleo entre 0,1ppm
e 0,01 ppm.
Para tratar vapores de óleo utilizam-se os filtros de carvão ativo que removem até
0,003 ppm.
Consoante os requisitos do processo fabril devem ser dimensionados sistemas de
filtragem de ar comprimido de baixa perda de carga. O aumento da pressão de
trabalho do compressor em 1bar provoca um aumento da energia consumida em 6%.
RECUPERAÇÃO DE ENERGIA
À medida que a procura mundial de energia continua a crescer, as instalações
de produção prosseguem a sua busca constante de potenciais poupanças de
energia. O processo de compressão gera calor que pode ser aproveitado para
aquecimento, acarretando em poupança de energia adicional.
Cerca de 80% da potência necessária ao veio do compressor é dissipada no seu
sistema de arrefecimento de óleo e recuperável na forma de água quente para
uso industrial.
53
REDE DE DISTRIBUIÇÃO
A rede de distribuição do ar comprimido é o elo de ligação entre a central de ar
comprimido e a máquina ou ferramenta. Deve ser bem planeada para que possa
preencher no mínimo as seguintes exigências:
A rede deve ser bem planeada para que possa preencher no mínimo as seguintes
exigências:
• Pequena queda de pressão entre a central de ar comprimido e os pontos de
consumo de ar;
• Mínimo possível de fugas;
• Ótima separação de condensados em todo o sistema de ar comprimido caso
não haja secador de ar instalado.
Sempre que possível, a rede de distribuição deve ser montada em anel fechado
para permitir um maior equilíbrio no fornecimento do ar, diminuindo a queda
de pressão. Outra vantagem é que exige um diâmetro menor em relação ao anel
aberto, para um mesmo caudal, pressão e distância.
FUGAS
Uma rede de distribuição de ar comprimido bem concebida e com uma
manutenção correta não deve apresentar fugas que excedam 5% da capacidade
de instalação. Estas fugas provocam uma perda de capacidade de ar que é
compensada com maior utilização do compressor, que se vai traduzir na fatura
elétrica da empresa.
Diâmetro do Furo
(mm)
Fuga de ar a 6bar
(l/s)
Consumo de
energia (kW)
Custo anual
(E/ano)
1
1
0,3
263
3
10
3,1
2.716
5
27
8,3
7.271
10
105
33,0
28.908
Tabela 1. Acréscimo de custo anual em função de diferentes diâmetros de furo, se a fuga persistir
Identificar, eliminar e reduzir as fugas verificadas num sistema de ar comprimido
é uma das maneiras mais simples e eficientes de economizar energia. Desgaste
das mangueiras, fugas nas válvulas, uniões sobredimensionadas ou demasiado
usadas são alguns exemplos do que se pode evitar.
CASO PRÁTICO DE ELIMINAÇÃO DE FUGAS DE AR COMPRIMIDO
Uma das formas de detetar a potência associadas às fugas de uma rede de ar
comprimido, consiste em deixar o compressor ligado durante um período em
que a empresa não labora, com todas as válvulas de secionamento abertas, de
modo a deixar a tubagem pressurizada. E realizar medições da potência elétrica
nesse período.
54
Ar Comprimido
Gráfico 3. Medições elétricas para avaliação da potência associada a fugas de ar comprimido
As conclusões da análise efetuada quanto às fugas de ar comprimido, que
representam cerca de 50% do consumo da central, são apresentadas na tabela
seguinte.
Fugas de ar comprimido
Consumo absorvido pelas fugas
52%
Potência média para fugas
30 kW
Consumo elétrico
104 MWh/ano
9.002 e/ano
Tabela 2. Potência, consumo e fatura energética associada às fugas
A eliminação 75% destas fugas através de uma manutenção adequada da rede
de ar comprimido apresenta o seguinte benefício energético, ambiental e
económico.
Redução das fugas
Redução
75%
Benefício energético
78 MWh/ano
Emissões evitadas
37 ton CO2 /ano
6.752 e/ano
Investimento
3.600 e
0,5 anos
Tabela 3. Resultados da redução das fugas
55
QUEDA DE PRESSÃO
Quando a rede de distribuição transporta ar comprimido, a pressão é reduzida
por obstáculos, tais como restrições ou curvas. Esta redução é chamada queda
de pressão. A queda de pressão acontece sempre no fornecimento do ar
comprimido, e as perdas aumentam se o comprimento do fornecimento for
muito longo ou se o sistema de passagem do fornecimento for muito pequeno.
É importante definir a queda de pressão máxima permitida numa instalação. O
total da queda de pressão não deve exceder entre 0,3 a 0,5 bar. Isso, vai depender
da dimensão da rede de distribuição. No caso de uma rede extensa pode-se
aceitar uma queda de pressão maior, contudo, deve-se ter como meta o valor de
0,3 bar. A queda de pressão nas mangueiras, acessórios e ligações das ferramentas
também devem ser consideradas.
A escolha do compressor em função do caudal e pressão pretendidos para o
sistema é essencial. O fornecimento do caudal adequado é sinónimo de boa
economia. Menos tubagens externas e um funcionamento com uma pressão do
sistema tão baixa quanto possível, minimizam as quedas de pressão e reduzem os
custos de energia.
56
Ar Comprimido
57
8
Sistemas Solares
Térmicos
SISTEMAS SOLARES TÉRMICOS
A energia solar é atualmente entendida como uma forma de, entre outras
aplicações, realizar o aquecimento de águas para produção de águas quentes
sanitárias (AQS) e aquecimento com poupanças significativas. É uma energia
renovável, praticamente sem custos de exploração, isenta de poluição (quer no
uso, quer na produção) e segura. Em Portugal um sistema solar térmico pode
ser dimensionado para satisfazer cerca de 60% a 75% das necessidades de água
quente no período de um ano e 100% das necessidades no período do Verão (3 a
4 meses).
Os sistemas solares são normalmente compostos por uma área de captação
(painéis solares) e uma área de armazenamento (acumulador). O seu
funcionamento baseia-se no efeito de estufa, onde a radiação solar penetra na
cobertura do painel, geralmente de vidro, e transmite calor para o fluido que
circula no interior dos tubos. O fluido, depois de aquecido, circula no interior do
depósito de acumulação numa serpentina, transmitindo calor à água aí retida.
A circulação do fluído pode ocorrer naturalmente ou ser forçada. Nos sistemas
de termosifão o acumulador é colocado acima dos painéis, ocorrendo a
circulação do fluído sem fornecimento externo de trabalho, devido à diferença de
densidades. Estes sistemas são de instalação mais simples, operação mais barata e
manutenção simplificada. Quando, pela dimensão da instalação ou por restrições
arquitetónicas, não é possível utilizar estes sistemas recorre-se a um sistema de
circulação forçada, com um grupo motriz.
Existem diferentes tipos de painéis solares – planos, parabólicos, tubos de vácuo
– com rendimentos e temperaturas de saída diferentes, mas independentemente
do sistema de painéis solares utilizado, em determinadas alturas a quantidade
de água quente produzida não satisfaz a 100% as necessidades da instalação,
pelo que é necessário o uso de equipamentos de apoio como, por exemplo, uma
caldeira.
As tecnologias de conversão da energia solar em energia térmica têm
desenvolvimentos distintos em função das gamas de temperatura necessárias.
Para as aplicações que requerem baixas temperaturas (até 60ºC), tipicamente
para aquecimento de água, existe uma tecnologia bem desenvolvida e madura –
coletores estacionários, planos ou do tipo CPC de baixa concentração.
Os painéis solares térmicos também podem constituir um complemento
interessante como apoio a climatização ambiente. O aproveitamento da energia
solar para produzir frio é uma das aplicações térmicas com mais potencial no
futuro, uma vez que nas épocas em que se necessita de arrefecimento coincide
com aquelas de maior radiação solar.
60
Sistemas Solares Térmicos
A seleção de um equipamento deve recair num coletor solar certificado que
apresente caraterísticas de qualidade comprovada, permitindo uma maior
garantia ao utilizador final. A instalação dos sistemas deverá ser realizada
por instaladores certificados para o efeito (ver www.aguaquentesolar.com). O
fornecimento de equipamentos solares deve ser acompanhado de um certificado
de garantia total de qualidade por um período mínimo de 6 anos.
Existem vários métodos para tirar o máximo partido do sistema em termos de
eficiência, isto é:
• Os coletores devem ficar orientados para Sul, ou, se não for possível, serem
rodados a 45 graus, no máximo, para Este ou Oeste;
• O ângulo dos coletores relativamente à linha horizontal deve ser o
correspondente à latitude do local: também são aceitáveis ângulos mais baixos
para objetivos arquiteturais específicos e para coletores usados apenas no
Verão. Em caso de maior utilização durante o Inverno – nomeadamente para
fins de aquecimento – recomenda-se um ângulo mais elevado;
• As tubagens devem ser isoladas de forma adequada para reduzir as perdas de
calor desde o coletor até ao ponto de utilização;
• O acesso para manutenção e limpeza dos coletores deve ser fácil.
Com uma manutenção básica os sistemas de energia solar têm uma vida útil
superior a 15 anos. O investimento necessário por cada m2 de superfície instalado
é variável, dependendo se é um edifício novo ou já construído, da sua altura,
tipo de cobertura, etc. Não obstante, estabelecem-se custos médios entre 500 a
1.000E/m2 por captador solar. O período de retorno de investimento típico varia
entre os 6 e os 10 anos.
A integração de uma instalação solar térmica num edifício existente pode
apresentar alguns problemas, muitas das vezes ultrapassáveis e decorrentes da
localização e montagem dos coletores e depósito, colocação de tubagens e infraestrutura elétrica, bem como de compatibilidade com os sistemas de apoio.
61
CASO PRÁTICO
O exemplo apresentado refere-se a um consumo de 500 litros/dia utilizados
para águas quentes sanitárias para banhos numa escola secundária situada no
distrito de Braga. Atualmente, é utilizada uma caldeira a gasóleo para suprimir as
necessidades de AQS.
Situação atual
Temperatura utilização
60 ºC
Consumo de água
500 litros/dia
Necessidades Térmicas
36 MJ/ano
Forma de Energia
Gasóleo
Custo da energia
0,91 e/l
Custo energia anual
1.071 e/ano
Tabela 1. Situação atual
A solução proposta é composta por 4 painéis, e dimensionado para obter uma
fração solar anual de 65 %, isto é, num ano o sistema solar produzirá mais de
metade da energia necessária para AQS. Como consequência da instalação do
sistema solar, haverá uma importante economia no consumo de gasóleo (695
E/ano). A valia ambiental, quantificada em termos da redução das emissões de
gases de efeito estufa é de 2 toneladas de CO2 equivalente por ano (ver tabela
seguinte).
Situação: Solar Térmico para AQS
Número de Coletores
4
Fracção Solar
65%
Rendimiento Coletor
64%
Beneficio energético
23 GJ/ano
Redução
65%
Emissões evitadas
2 ton CO2/ano
695 e/ano
Investimento
5.630 e
8 anos
Tabela 2. Solução proposta de instalação de solar térmico para AQS
62
Sistemas Solares Térmicos
63
9
Financiamento
de Projetos
de Eficiência
Energética
FINANCIAMENTO DE PROJETOS DE
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
FINANCIAMENTO PRÓPRIO
O financiamento pode ser totalmente suportado pelo promotor do projeto
no caso de este possuir condições financeiras para tal. Esta oportunidade
permite que o promotor se aproprie de todo o valor criado pelo projeto. Não
obstante, deve existir a consciência de que as questões de risco serão também
suportadas na totalidade pelo promotor, e que o valor criado em projetos de
utilização racional de energia depende muito da atuação de quem gere o projeto,
apresentando especial relevo nestes casos o conhecimento e experiência da
pessoa em causa.
FINANCIAMENTO BANCÁRIO
O recurso a um financiamento bancário representa uma outra opção
comummente utilizada. Nesta perspetiva, o projeto, o valor por ele criado e uma
análise de risco devem ser consubstanciados em suporte documental, que possa
ser objeto de análise financeira. Este tipo de financiamento compreende como é
óbvio encargos financeiros, que são, normalmente, significativos.
EMPRESAS DE SERVIÇOS DE ENERGIA
Energy Service Companies (ESCO) são empresas que desenvolvem, instalam
e financiam projetos concebidos para promover a eficiência energética.
Relativamente aos serviços prestados, tipicamente estes centram-se em:
• Desenvolvimento, conceção e financiamento de projetos de eficiência
energética;
• Instalação e manutenção dos equipamentos associados;
• Medição, monitorização e verificação das reduções de consumo de energia;
• Assunção dos riscos financeiros implícitos à realização do projeto.
66
Financiamento de Projetos de Eficiência Energética
O que diferencia as ESCO de outras empresas prestadoras de serviços de eficiência
energética centra-se no conceito de contrato de performance energética.
Nesse sentido, quando uma ESCO aceita um projeto todo o processo, inclusive
o financiamento estará diretamente relacionado com o nível de redução de
consumos de energia alcançados. O modo de pagamento dos serviços à ESCO será
depois afeto ao volume de poupança alcançada com o projeto. Por esse motivo,
o interesse da ESCO no sucesso do projeto é consideravelmente superior a uma
empresa típica de prestação de serviços de consultoria.
67
68
Programas
10
Programas
PROGRAMAS
PLANO DE PROMOÇÃO DA EFICIÊNCIA NO CONSUMO (PPEC)
O PPEC (Plano de Promoção da Eficiência no Consumo de Energia Elétrica) é um
programa de incentivo à redução do consumo elétrico em Portugal promovido
pela ERSE, criado em 2006. As medidas repartem-se em investimento intangível
(estudos, divulgação, formação, etc.) e tangível (equipamentos), subdividindo-se
este último nos diferentes segmentos de consumidores (residencial, comércio e
serviços e indústria e agricultura). Durante o biénio 2009-10, o PPEC está dotado
de um orçamento anual de 11,5 milhões de euros, dos quais 78% destinado a
medidas tangíveis e o restante para medidas intangíveis. As iniciativas dividem-se
em:
• Medidas intangíveis, medidas de informação e divulgação que, muito embora
não tenham impatos diretos mensuráveis, são indutoras de comportamentos
mais racionais e permitem a tomada de decisão mais consciente pelos visados
no que diz respeito à adoção de soluções mais eficientes no consumo de
energia elétrica.
• Medidas tangíveis, medidas que visam promover a redução do consumo de
energia elétrica ou a gestão de cargas, de forma permanente, e que possam ser
claramente verificáveis e mensuráveis, como por exemplo a substituição de
equipamentos por equivalentes mais eficientes.
As medidas, aprovadas por concurso, são desenvolvidas por agentes do setor
(comercializadores, agentes externos, operadores de rede), e agentes que não
sejam empresas do setor tais como as agências de energia, as universidades, as
associações empresariais, as associações municipais, e as associações e entidades
que contenham nos seus estatutos a promoção e defesa dos interesses dos
consumidores, com o objetivo de promover a proximidade dos beneficiários,
diversidade de agentes e uma maior abrangência geográfica e descentralização
das medidas, criando assim uma maior dinâmica de informação, maximizando o
efeito multiplicador do PPEC.
Para mais informações sobre este programa consulte a informação constante no
seguinte link:
http://www.erse.pt/vpt/entrada/utilizacaoracionaldeenergia/
Para informação sobre as medidas da IBERDROLA no âmbito do PPEC consulte o
seguinte link:
http://www.iberdrola.com/PPEC_2008
70
Programas
PLANO NACIONAL DE AÇÃO PARA A EFICIÊNCIA ENERGÉTICA (PNAEE)
O PNAEE contará com um financiamento público proveniente de duas áreas, o
Fundo de Eficiência Energética, para o qual contribuirão, simultaneamente, as
taxas sobre o consumo e o mecanismo de incentivo eficiência ou tarifário e as
verbas a atribuir através do Quadro de Referência Estratégico Nacional (QREN).
A aplicação das verbas será efetuada em várias áreas específicas: Inovação,
Indústria, Empresas de Serviços de Energia (ESCO), Cheque Eficiência e plano
Renove+, Crédito Eficiência, Auditorias Energéticas no Estado, Comunicação e
Coordenação. Estes incentivos encontram-se em fase de regulamentação, cuja
previsão de publicação é durante o ano 2009.
PROGRAMA OPERACIONAL DE FATORES DE COMPETITIVIDADE E
PROGRAMAS OPERACIONAIS REGIONAIS
Os sistemas de incentivos ao investimento nas empresas assumem uma
relevância significativa no domínio da prioridade Quadro de Referência
Estratégico Nacional (QREN) através da criação de Programas Operacionais
Temáticos e de Programas Operacionais Regionais. Dentro dos programas
temáticos destaca-se o Programa Operacional Temático Fatores de
Competitividade (FEDER) que privilegiarão o investimento destinado a reforçar
a utilização por PME de fatores de competitividade dos quais cita-se a eficiência
energética.
Para informações consultar o respetivo portal na Internet:
http://www.incentivos.qren.pt/
71
11
Anexo I
Períodos Horários
ANEXO I – PERÍODOS HORÁRIOS
O horário de inverno é entre o último Domingo de outubro e o último Domingo
de março, e o horário de verão é entre o último Domingo de março e o último
Domingo de outubro.
HORÁRIO
INVERNO
CICLO DIÁRIO
PONTA
09:30 - 11:30
19:00 - 21:00
DURAÇÃO (h)
4
08:00 - 09:30
DIAS ÚTEIS
SÁBADOS E
DOMINGOS
CHEIAS
11:30 - 19:00
VAZIO
S. VAZIO
06:00 - 08:00
10:30 - 12:30
20:00 - 22:00
DURAÇÃO (h)
4
09:00 - 10:30
10
21:00 - 22:00
22:00 - 02:00
HORÁRIO VERÃO
12:30 - 20:00
10
22:00 - 23:00
6
23:00 - 02:00
06:00 - 09:00
6
02:00 - 06:00
4
02:00 - 06:00
4
HORÁRIO
INVERNO
DURAÇÃO (h)
HORÁRIO VERÃO
DURAÇÃO (h)
5
09:15 - 12:15
3
Tabela 1. Períodos horários para ciclo diário
CICLO SEMANAL
PONTA
09:30 - 12:00
18:30 - 21:00
07:00 - 09:30
DIAS ÚTEIS
CHEIAS
12:00 - 18:30
07:00 - 09:15
12
21:00 - 24:00
VAZIO
S. VAZIO
CHEIAS
00:00 - 02:00
06:00 - 07:00
02:00 - 06:00
09:30 - 13:00
18:30 - 22:00
3
4
7
00:00 - 02:00
SÁBADOS
VAZIO
06:00 - 09:30
13:00 - 18:30
DOMINGOS
VAZIO
S. VAZIO
Tabela 2. Períodos horários para ciclo semanal
74
Anexo I Períodos Horários
00:00 - 02:00
06:00 - 07:00
02:00 - 06:00
09:00 - 14:00
20:00 - 22:00
14
3
4
7
00:00 - 02:00
13
22:00 - 24:00
S. VAZIO
12:15 - 24:00
06:00 - 09:00
14:00 - 20:00
13
22:00 - 24:00
02:00 - 06:00
4
02:00 - 06:00
4
00:00 - 02:00
2
00:00 - 02:00
2
06:00 - 24:00
18
06:00 - 24:00
18
02:00 - 06:00
4
02:00 - 06:00
4
CICLO SEMANAL OPCIONAL
PONTA
HORÁRIO
INVERNO
DURAÇÃO (h)
HORÁRIO VERÃO
DURAÇÃO (h)
17:00 - 22:00
5
14:00 - 17:00
3
00:00 - 00:30
CHEIAS
DIAS ÚTEIS
07:30 - 17:00
00:00 - 00:30
12
22:00 - 24:00
VAZIO
S. VAZIO
CHEIAS
00:30 - 02:00
06:00 - 07:30
02:00 - 06:00
10:30 - 12:30
17:30 - 22:30
VAZIO
07:00 - 10:30
12:30 - 17:30
3
4
7
DOMINGOS
VAZIO
S. VAZIO
03:00 - 07:00
00:00 - 04:00
08:00 - 24:00
04:00 - 08:00
00:30 - 02:00
06:00 - 07:30
02:00 - 06:00
10:00 - 13:30
19:30 - 23:00
3
4
7
00:00 - 03:30
13
22:30 - 24:00
S. VAZIO
14
17:00 - 24:00
00:00 - 03:00
SÁBADOS
07:30 - 14:00
07:30 - 10:00
13:30 - 19:30
13
23:00 - 24:00
4
20
4
03:30 - 07:30
00:00 - 04:00
08:00 - 24:00
04:00 - 08:00
4
20
4
Tabela 3. Períodos horários para ciclo semanal opcional
75
76
Unidades Energéticas e Fatores de Conversão
12
Unidades
Energéticas
e Fatores
de Conversão
UNIDADES ENERGÉTICAS E FATORES
DE CONVERSÃO
UNIDADES GENÉRICAS
PODER CALORÍFICO DOS COMBUSTÍVEIS
O poder calorífico de um combustível sólido, líquido ou gasoso corresponde
à energia libertada por unidade de massa do combustível num processo de
combustão, sendo habitualmente expresso em mega-Joule por quilograma [MJ/
kg]. É usual definir o poder calorífico inferior (PCI) e o poder calorífico superior
(PCS) de um combustível. Todos os combustíveis que contenham hidrogénio
dão origem a vapor de água nos gases de combustão tendo por isso um calor
latente associado. Na determinação do PCI não se considera a energia sob a
forma de calor latente resultante da condensação do vapor de água nos gases de
combustão.
78
Combustível
Poder Calorifico Inferior (MJ/kg)
Gás Natural
45,1
Gás Propano
46,7
Gás Butano
46,7
Gasóleo
42,8
Gasolina
44,5
Gás Petróleo Liquefeito
46,7
Biogasolina e Biodiesel
27,0
Fuelóleo
41,2
Fuelóleo pesado
40,2
Coque de petróleo
31,8
Pó de cortiça
11,6
Madeira / resíduos de Madeira
14,7
Peletes / briquetes de Madeira
16,8
Tabela 1. Valores de referência de PCI para diversos combustíveis
Para gases e líquidos, o poder calorífico pode vir expresso em MJ/m3, podendo-se
converter para MJ/kg através da divisão pela respetiva massa volúmica.
Combustível
Massa volúmica (kg/m3)
Gás Natural
0,8404
Gás Propano
1,968
Gás Butano
2,594
Gasóleo
835
Gasolina
735
Petróleo
785
513
Tabela 2. Densidade dos diferentes combustíveis
79
CONVERSÃO PARA TEP
Como as instalações normalmente usam mais que uma forma de energia,
quando é necessário utilizar uma unidade única para quantificar ou comparar
várias formas de energia, são utilizados fatores de conversão. É comum realizarse a conversão para a unidade de tonelada equivalente de petróleo (tep), que é
aproximadamente equivalente à quantidade de calor existente numa tonelada de
petróleo que, por convenção, é igual a 10.000 milhões de calorias
(FONTE: http://www.catim.pt/Ambiente/abc.html).
Combustível
Gás Natural
1,077
Gás Propano
1,115
Gás Butano
1,115
Gasóleo
1,022
Gasolina
1,063
Gás Petróleo Liquefeito
1,115
Biogasolina e Biodiesel
0,645
Fuelóleo
0,984
Fuelóleo pesado
0,960
Coque de petróleo
0,758
Pó de cortiça
0,277
0,352
Peletes / briquetes de Madeira
0,401
Tabela 3. Conversões para tep de diversos combustíveis
80
Conversão para toneladas
equivalentes de petróleo (tep/ton)
81
13
Glossário
GLOSSÁRIO
Consumo Específico de Energia - Quociente entre o consumo total de energia e
o volume de produção (kgep/unidade de produção).
Comercializadores de último recurso - são as entidades titulares de licença de
comercialização, que no exercício da sua atividade estão sujeitos à obrigação da
prestação universal do serviço de fornecimento de energia elétrica, garantindo
a todos os clientes que o requeiram a satisfação das suas necessidades.
Esta entidade é a EDP Distribuição – Energia, S. A. e as demais entidades
concessionárias de distribuição de energia elétrica em BT.
Intensidade energética - Quociente entre o consumo total de energia e o valor
acrescentado bruto (kgep/E) das atividades empresariais diretamente ligadas a
essas instalações industriais com consumos intensivos de energia.
Intensidade carbónica - Quociente entre o valor das emissões de gases com
efeito de estufa, referidos a quilogramas de CO2 equivalente, e o consumo
total de energia e o consumo total de energia (kg CO2e/tep ou GJ).
SGCIE – Sistema de Gestão de Consumidores Intensivos de Energia
(http://www.adene.pt/SGCIE/pages/default.aspx).
84
Glossário
85
14
Entidades
Institucionais
do Setor Energético
ENTIDADES INSTITUCIONAIS DO
SETOR ENERGÉTICO
ADENE – AGÊNCIA PARA A ENERGIA (www.adene.pt)
A ADENE é uma instituição de tipo associativo de utilidade pública sem fins
lucrativos, participada maioritariamente por instituições do Ministério da
Economia e Inovação: Direção Geral de Geologia e Energia (DGGE), Direção Geral
de Empresa (DGE) e Instituto Nacional de Engenharia, Tecnologia e Inovação
(INETI). As empresas concessionárias dos serviços públicos de fornecimento de
eletricidade e gás (EDP e Galp Energia) detêm 22% do capital social, sendo ainda
5,74% partilhados pelo LNEC, ISQ, FEUP, AMP, CCDRN e CBE.
A ADENE tem por missão promover e realizar atividades de interesse público na
área da energia e das respetivas interfaces com as demais políticas setoriais.
DGEG – DIREÇÃO GERAL DE ENERGIA E GEOLOGIA (www.dge.pt)
A DGEG é o órgão da Administração Pública Portuguesa que tem por missão
contribuir para a conceção, promoção e avaliação das políticas relativas à energia
e aos recursos geológicos, numa ótica do desenvolvimento sustentável e de
garantia da segurança do abastecimento. A DGGE possui delegações regionais.
ERSE – ENTIDADE REGULADORA DOS SERVIÇOS ENERGÉTICOS
(http://www.erse.pt)
A ERSE é a entidade que regula o Sistema Elétrico e o Sistema do Gás Natural de
uma forma autónoma do poder administrativo. Esta, tem por responsabilidade
a produção de regulamentação dos sistemas, definir o tarifário público e dar
seguimento a reclamações sobre o funcionamento do mercado.
LNEG – LABORATÓRIO NACIONAL DE ENERGIA E GEOLOGIA, I. P.
(www.ineti.pt)
O LNEG é um Laboratório de Estado dependente do Ministério da Economia e
da Inovação, cuja missão incide no desenvolvimento de atividades avançadas de
investigação e desenvolvimento nos domínios da energia e geologia.
88
Entidades Institucionais do Setor Energético
89
15
Entidades que
Colaboraram
na Elaboração
deste Manual
ENTIDADES QUE COLABORARAM
NA ELABORAÇÃO DESTE MANUAL
ADENE
A ADENE realiza, prioritariamente, atividades de interesse público no domínio da
política energética e dos serviços públicos concessionados ou licenciados no setor
da energia, podendo atuar em áreas relevantes para outras políticas setoriais,
quando interligadas com a política energética, em articulação com os organismos
públicos competentes.
A ADENE desenvolve a sua atividade junto dos diferentes setores económicos
e dos consumidores, visando a racionalização dos respetivos comportamentos
energéticos, a aplicação de novos métodos de gestão de energia e a utilização
de novas tecnologias. Para o efeito, a ADENE recorrerá ao apoio de entidades
públicas ou privadas e agentes de mercado especializados.
ATLAS COPCO
A Atlas Copco é um líder mundial no fornecimento de soluções para
produtividade industrial. Os produtos e serviços abrangem desde equipamento
de ar e gás comprimido, geradores, equipamento de construção e exploração
mineira, ferramentas industriais e sistemas de montagem até serviços de pósvenda e aluguer relacionados. Em cooperação estreita com os clientes e parceiros
comerciais e com mais de 130 anos de experiência, a Atlas Copco inova, para uma
produtividade superior.
PHILIPS
A PHILIPS como fabricante de iluminação que oferece ao mercado a solução
global, põe à disposição as mais recentes tecnologias, com viabilidade financeira
facilmente demonstrada por cálculo dos Custos Totais de Propriedade, e com
qualidade e versatilidade que garantem o benefício de todos:
• Ambiente - com menos resíduos, substâncias perigosas, CO e matérias-primas;
• Utilizador – com melhor qualidade de luz e menos gastos;
• Economia – sai reforçada com melhores resultados operacionais.
2
92
Entidades que Colaboraram na Elaboração deste Manual
SIEMENS
A Siemens é líder global em engenharia elétrica e eletrónica, operando
nos setores da Indústria, Energia e Saúde. A empresa tem cerca de 430 mil
colaboradores (em operações continuadas), empenhados em desenvolver e
produzir produtos, conceber e instalar sistemas e projetos complexos, e adaptar
uma vasta gama de soluções para exigências individuais.
Com um vasto portefólio ambiental, onde se incluem soluções para,
praticamente, todas as áreas da produção, transmissão e consumo de energia
(edifícios, indústria e iluminação), assim como tecnologias ambientais para
a purificação da água e controlo da poluição do ar, a Siemens ajudou no ano
passado os seus clientes a reduzirem as emissões de Dióxido de Carbono em
148 milhões de toneladas. Trata-se de um valor 30 vezes superior às emissões de
Dióxido de Carbono emitidas pela Siemens, que é de 5,1 milhões de toneladas.
93

Manual de Boas Práticas Energéticas

Transcrição

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