informe seminario 1.0

FACULTAD DE INGENIERÍAUNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE HONDURAS

“Auditoria Energética a Hotel Marriot”

Dirección de Tesis:

Ms. Ing. Luis E. López M.

Propuesta de tesis de grado de:

Mario Josué Ramírez Monterroza…………………...…20081002211

José Leonardo Ochoa Guzmán………………………....20091010445

Aprobado por laFacultad de ingeniería de la

Universidad Nacional Autónoma de HondurasPara el otorgamiento del grado académico de:

Ingeniero Electricista Industrial

Ciudad Universitaria, Tegucigalpa M.D.C, 25 de Abril de 2015

”La Educación es la Primera Necesidad de la República”

Universidad Nacional Autónoma de Honduras / CIUDAD UNIVERSITARIA / Tegucigalpa M.D.C. / www.unah.edu.hn

Resumen

La mayor parte de la generación eléctrica en Honduras es térmica, producida a partir de bunker y diésel, actualmente, esta generación representa el 60% de la energía eléctrica consumida en el país. Debido al alto costo del petróleo, lo que conlleva al alto costo de generación de energía eléctrica en nuestro país, la Empresa Nacional de Energía Eléctrica (ENEE) está realizando constantemente racionamiento del servicio eléctrico, por lo tanto, es necesario implementar una cultura de ahorro energético, así mismo, hacer revisiones de las instalaciones eléctricas en las industrias, comercios, viviendas u otros lugares de consumo, con el fin de obtener un aprovechamiento eficiente de la energía, es así el caso del Hotel Marriot, que accedió a una Auditoría Energética en sus instalaciones.

El objetivo principal de esta labor es llevar a cabo la auditoria energética en el Hotel Marriot, para diagnosticar el estado actual de la red eléctrica y verificar el consumo de energía eléctrica, con el fin, de ser posible, de mejorar sus instalaciones eléctricas, y a su vez recomendar medidas para hacer más eficiente el uso de la energía y con esto intentar reducir el pago de la factura energética.

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Summary

Most electricity generation in Honduras is thermal, produced from bunker and diesel; currently this generation represents 60% of the electricity consumed in the country. Due to the high cost of oil, leading to high cost of power generation in our country, the National Electricity Company (ENEE) is constantly conducting electricity rationing, therefore, it is necessary to implement a culture of savings Energy, likewise, make revisions of electrical installations in industrial, commercial, residential or other places of consumption, in order to obtain an efficient use of energy, so the case of Hotel Marriot, who agreed to an Energy Audit in their facilities.

The main objective of this work is to conduct energy audits at the Marriott Hotel, to diagnose the current state of the grid and check the consumption of electricity, in order, if possible, to improve their electrical installations, and turn recommend measures to make more efficient use of energy and thereby try to reduce the payment of energy bills.

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Índice

RESUMEN .............................................................................................................................2

Summary ................................................................................................................................3

Capítulo I……………………………………………………………………………………7

1.1 Introduccion .....................................................................................................................7

1.2 Justificación .....................................................................................................................8

1.3 Objetivos ........................................................................................................................... 9

1.3.1 General ..................................................................................................................... 9

1.3.2 Especificos ............................................................................................................... 9

1.4 Estructura de Trabajo ...................................................................................................... 10

1.5 Matriz energética de Honduras ....................................................................................... 11

Figura1.2……………………………………………………………………………......11

1.6 Consumo de Hidrocarburos por sectores ........................................................................ 15

Figura1.3……………………………………………………………………………….12

1.7 Objetivo de una auditoria energetica ............................ Error: Reference source not found

Capítulo II……………………………………………………………………………….…14

2.1 Planteamiento del problema………………………………………………………….14

2.1.1 Auditoria energética……………………………………………………………..14

2.1.2 Importancia de una auditoria energética………………………………………..14

2.2 Marco teórico ………………………………………………………………………….16

4

2.2.1 Eficiencia Energética…………………………………..…..…………………….16

2.2.2 Importancia de la eficiencia energética…………………………………………16

2.3 sobre hotel Marriot…………………………………………………………………….17

Figura 2.1………………………………………………………………………………….18

Figura 2.2………………………………………………………………………………….19

Figura 2.3……………………………………………………………………………….…20

2.5 Circuito Eléctrico……………………………………………………………………...21

Figura 2.4……………………………………………………………………………...21

Capitulo III…………………………………………………………………………….….22

3.1 Presentación de los datos y análisis…………………………………………………..22

3.1.1 Carga Instalada………………………………………………………………….23

Tabla 3.1……………………………………………………………………………….24

Tabla 3.2……………………………………………………………………………….25

Figura 3.2…..………………………………………………………………………..….26

Implementación del analizador de redes…………………..…………………………….27

3.2.1 descripción del analizador de redes………………………………………..…...27

Figura 3.4……………………………………………………………………………….28

3.2.2 Características generales……………………………………………………………29

3.3 Datos obtenidos…………………………………………………………………….…30

3.3.1 Potencia activa………………………………………..…………………………30

3.3.2 Tensiones…………………………………………………………………………31

3.3.3 Corrientes…………………………………………………………………………32

3.4 Factor de potencia…………………………………………………………………….33 3.4.1 Generalidades del factor de potencia……………………………………………..33 3.4.2 Causas del bajo f.p…………………………………………………………….…34

5

3.4.3 Consecuencias del bajo f.p…………………………………………………….…..343.5 Armónicos………………………………………………………………………..….…35 3.5.1 Definición de armónicos…………………………………………………………36 3.5.2 Indicadores de distorsión armónica……………………………………………….36 3.5.3 Fuentes armónicas………………………………………………..……………….37 3.5.4 Efectos en el sistema…………………………………………………………………373.5.5 Registro de armónicos en el hotel Marriot…………………………………………...37Figura 3.10…………………………………………………………………………………38Figura 3.11…………………………………………………………………………………39Figura 3.12…………………………………………………………………………………40Figura 3.13…………………………………………………………………………………41Figura 3.14…………………………………………………………………………………423.6 Carga instalada…………………………………………………………………………43 Tabla 3.3…………………………………………………………………………………44 Tabla 3.4......……….…………………………………………………………………….44 Tabla 3.5….……...………………………………………………………………………45 Tabla 3.6…...…….………………………………………………………………………45 Tabla 3.7.……………………………………………………….………….…………….45 Tabla 3.8……………………………………………….………………..……………….46 Tabla 3.9…………………………………………………………………….……….…..47 Tabla 3.10……………………………………………………………………………….48 Tabla 3.11……………………………………………………………………………….48 Tabla 3.12………...……………………………………………………………………..49 Tabla 3.13……………………………………………………………………………….49Figura 3.15…………………………………………………………………………………50Figura 3.16…………………………………………………………………………………51Figura 3.17…………………………………………………………………………………52Figura 3.18…………………………………………………………………………………53Figura 3.19…………………………………………………………………………………54Figura 3.19…………………………………………………………………………………55Capitulo IV…………………………………………………………………………………564.1 Sustitución de tubos fluorescentes por tubos Led………………..……………………56

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Figura 4.1…………………………………………………………………………………..57 Conclusiones……………………………………………………………………………….57Recomendaciones…………………………………………………………………………..58Capítulo V y Bibliografía………………………………………………………………….59 Anexos A…………………………………………………………………………………...60Anexos B…………………………………………………………………………………..61

Capítulo I 1.1 INTRODUCCION

Honduras es un país no productor de petróleo y considerando que la mayor parte de la energía eléctrica producida en el país es térmica, es necesario realizar campañas de ahorro energético, especialmente en el caso de empresas grandes, se deben implementar auditorías energéticas para mejorar el uso y aprovechamiento de la energía eléctrica. Del total de hidrocarburos importados en el país, un 31% es ocupado para generación de energía eléctrica. En nuestro país, la matriz energética está dominada por la producción térmica, representando más de un 60% de toda la energía producida, ocasionando un factor muy determinante en la economía nacional, ya que los precios de los derivados del petróleo son elevados y van en aumento, afectando directamente la economía del pueblo hondureño.

La auditoría fue realizada en el Hotel Marriot con la ayuda de los datos obtenidos mediante los analizadores de redes los cuales fueron proporcionados por: Equipos y controles y aire eléctrico y los datos proporcionados por la ENEE, mostrando gráficos de energía consumida, potencia, voltajes de fase, corrientes de línea, caída de voltaje, factor de potencia y tasa de distorsión armónica. Mediante el análisis de estos datos se pudo saber el estado actual de la red eléctrica del hotel y con esto, poder dar recomendaciones para mejorar lo relacionado a la instalación eléctrica en dicho lugar.

El estudio fue realizado durante el periodo que comprende desde el 19 de Marzo hasta el 23 de Marzo de 2015. Tiempo en el cual, se realizó un levantamiento parcial de la carga instalada en el hotel, instalación de dos analizadores de redes, uno instalado en la

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subestación 13.8kv/480v y el otro en la subestación de 13.8kv/208v donde se proporcionó la descarga del perfil del medidor asociado al banco de transformadores.

Al final del informe se presenta una serie de conclusiones sobre los problemas encontrados en la instalación del hotel, por medio de estas se plantean recomendaciones con base en los datos obtenidos con el fin de lograr solucionar los problemas encontrados.

1.2 Justificación

El desarrollo de una auditoria energética surge de la necesidad de disminuir consumo de

energía y de utilizar de manera eficiente los equipos y materiales que ya están instalados

dentro de este sistema.

Nuestra motivación en esta auditoría energética es poner en práctica los conocimientos que

hemos adquirido a lo largo de nuestra vida universitaria y dar recomendaciones al hotel

Marriot y que sean tomadas en cuenta para un mejor funcionamiento y desempeño del

equipo en sus instalaciones una vez que se hayan detectado los problemas.

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1.3 OBJETIVOS

1.3.1 General

Hacer una auditoria en el hotel Marriot ubicado en el Boulevard Juan Pablo II, una cuadra al oeste de casa presidencial para conocer el estado actual de la carga eléctrica en el edificio y así recomendar soluciones para el ahorro energético.

1.3.2 Específicos

Realizar una inspección visual de todas las instalaciones eléctricas del hotel.

Ejecutar levantamiento de carga, revisar conexión de transformadores y redes de tierra de la instalación.

Obtener un conocimiento fiable del consumo energético y su coste asociado

Identificar y caracterizar los factores que afectan al consumo de energía

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Detectar y evaluar las distintas oportunidades de ahorro, mejora de la eficiencia y diversificación de energía y su repercusión en costes energéticos y de mantenimiento, así como otros beneficios y costes asociados.

Hacer un análisis de todas las mediciones y datos obtenidos.

1.4 Estructura de trabajo

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Visita a las instalaciones del hotel Marriot

Instalación de los analizadores de redes

Recolección de datos

Ponderación de datos

Análisis de datos obtenidos por parte de Ingeniería.

Conclusión a partir de los datos analizados.

Identificación del sistema Eléctrico y sus componentes

Fig. 1.1 Diagrama de evolución de desarrollo de la auditoria energética

1.5 Matriz Energética de Honduras

11

Presentación de datos analizados al cliente, para su evaluación y posterior Implementación.

Fig. 1.2

1.6 Consumo de hidrocarburos por sectores

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Fig. 1.3

13

1.7 Objetivo de una auditoría energética

El objetivo de una auditoría energética es minimizar los costes energéticos sin disminuir el confort climático, mediante propuestas de ahorro y eficiencia energética.

Típicamente, cualquier auditoría energética presenta dos partes bien diferenciadas:

1. Un estudio de la situación actual, con análisis de costes y usos.2. Una identificación de las áreas, equipos o instalaciones susceptibles de mejora con

una lista de posibles medidas a aplicar.

Más allá de la simple identificación de las fuentes de energía, una auditoría energética tiene por objeto dar prioridad a los usos energéticos de acuerdo con el mayor a menor costo efectivo de oportunidades para el ahorro de energía.

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Capítulo II

2.1 Planteamiento del Problema

2.1.1 AUDITORIA ENERGETICA

La Auditoría Energética es la herramienta del proceso de gestión de la eficiencia energética, mediante la cual es posible evaluar el desempeño de los equipos y sistemas consumidores de energía en una instalación consumidora de energía. Es una actividad multidisciplinaria, que además de involucrar diversos campos de la ingeniería tales como la electricidad, mecánica, hidráulica, neumática, control e informática, involucra también aspectos ambientales, administrativos y de evaluación económica de proyectos.

Mediante la ejecución de una Auditoría Energética, se puede obtener información valiosa para el administrador de la energía, que le permitirá tomar las mejores decisiones para incrementar la eficiencia energética de los procesos, ya que ésta evalúa el desempeño de los equipos y sistemas consumidores de energía, mediante el análisis de sus parámetros de operación.

2.1.2Importancia de una auditoría energética

Una Auditoría Energética es un estudio técnico de una unidad (empresa, vivienda, comercio, edificio, etc.) para comprobar si la gestión energética está optimizada. Esto significa que el estudio técnico explicará si se puede ahorrar en gasto energético o no. Y en caso de existir margen de ahorro explicará dónde y cómo se puede conseguir.

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http://www.blogenergiasostenible.com/como-ahorrar-factura-electricidad/

Normalmente una auditoría energética se lleva a cabo para buscar oportunidades para reducir la cantidad de energía de entrada en el sistema sin afectar negativamente la salida. Cuando el objeto de estudio es un edificio ocupado se busca reducir el consumo de energía, manteniendo y mejorando al mismo tiempo el confort higrotérmico, la salubridad y la seguridad.

Hasta hace muy poco tiempo, el estudio detallado de los costes energéticos no era una prioridad para muchas empresas, comercios, grandes superficies o incluso viviendas, pero en los últimos años, debido al incremento considerable de los costes energéticos, en media han subido un 60%, la gestión de los recursos y consumos energéticos es un tema relevante.

En el 95% de los casos, la realización de una auditoría energética da como resultado un posible ahorro energético tomando una serie de medidas. Esto hace que siempre sea una buena idea realizar una auditoría energética independientemente del tipo o tamaño del local, vivienda o empresa. La auditoría energética puede contener medidas de ahorro que no suponen ningún coste (como cambiar de tarifa eléctrica) u otras medidas que suponen inversiones en nuevos equipos o instalaciones más eficientes (por ejemplo un cambio en las máquinas de aire acondicionado), pero todo esto depende esencialmente de la instalación y del consumo energético. Las medidas propuestas en las auditorías energéticas están basadas en aspectos de eficiencia energética y ahorro.

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http://www.blogenergiasostenible.com/como-ahorrar-energia/

http://www.blogenergiasostenible.com/como-ahorrar-energia/

http://es.wikipedia.org/wiki/Confort_higrot%C3%A9rmico

2.2 Marco Teórico

2.2.1 EFICIENCIA ENERGETICA

La eficiencia energética es el uso inteligente de la energía: Consumir energía sin desperdiciarla. A través de ello, podemos realizar más actividades con la misma energía y mejorar nuestra calidad de vida, manteniendo equilibrio y armonía con el medio ambiente.

La eficiencia energética es una práctica que tiene como objeto reducir el consumo de energía. Los individuos y las organizaciones que son consumidores directos de la energía pueden reducir el consumo energético para disminuir costos y promover sostenibilidad económica, política y ambiental. Los usuarios industriales y comerciales pueden desear aumentar eficacia y maximizar así su beneficio. El consumo de la energía está directamente relacionado con la situación económica y los ciclos económicos, por lo que es necesaria una aproximación global que permita el diseño de políticas de eficiencia energética.

2.2.2 Importancia de la eficiencia energéticaLa eficiencia en la producción y uso de la energía es el factor clave, no solo en la lucha contra el cambio climático, sino también para aumentar la seguridad energética y el mejor sistema para llegar a un futuro bajo en el uso de energías fósiles.

De todas las fuentes no explotadas de energía limpia en América Latina y el Caribe, la eficiencia energética puede ofrecer el mayor impacto al menor costo. Los investigadores del BID han estimado que la región podría reducir su consumo de energía en un 10 por ciento durante la próxima década y salvar al mismo tiempo decenas de miles de millones de dólares mediante la adopción de aquellas tecnologías existentes que permiten aumentar la eficiencia.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa

Los proyectos financiados por el BID han demostrado que el retorno de la inversión vinculada a la iluminación eficiente y a programas de electricidad motora, por ejemplo, es mejor que el costo de creación de nuevas capacidades de energía.2.3 Sobre el Hotel Marriot

El hotel

El hotel Marriot de Tegucigalpa, Honduras, se encuentra ubicado en el nuevo centro urbano, a corta distancia del centro comercial Multipliza, y ofrece transporte gratis al mismo con un horario programado que comienza a las 11:00 y finaliza a las 19:00 h.

El aeropuerto internacional Toncontín se encuentra a tan solo 10 km del hotel. El hotel Marriot de Tegucigalpa ofrece 153 espaciosas habitaciones totalmente equipadas con acceso a Internet de alta velocidad. Disfrute del estupendo servicio del lounge Ejecutivo y de las 8 salas de reuniones con la tecnología más moderna.

Nuestras modernas y exclusivas instalaciones cuentan con un centro de negocios disponible las 24 horas, servicio a la habitación y un gimnasio. Los servicios adicionales incluyen sauna, sala de vapor, piscina climatizada al aire libre, yoga, Pilates y spa. Cerca del hotel Marriot de Tegucigalpa encontrará distintos restaurantes y centros comerciales, o simplemente podrá disfrutar de las visitas a los museos y lugares históricos. Estamos verdaderamente interesados en convertir su estancia en Tegucigalpa en una experiencia inolvidable.

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2.4 Imágenes sobre hotel Marriot

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Fig. 2.1 Ubicación boulevard Juan Pablo II, una cuadra al oeste de casa presidencial.

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Fig. 2.2 Su área es mayor a los 6000 metros cuadrados, fue inaugurado el 5 de mayo de 2004.

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Fig. 2.3 Vista panorámica del Hotel Marriot.

2.5 Circuito Eléctrico:

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El hotel Marriot se alimenta del circuito L266, circuito que tiene un nivel de voltaje de 13.8kv el cual es distribuido desde la subestación Laínez, ubicada en el cerro Juan a Laínez.

Fig. 2.4 Subestación Laínez

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Capitulo III

3.1 Presentación de los datos y análisis

Subestación 13.8kv/480v, 480v/277v

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Fig. 3.1

3.1.1 CARGA INSTALADAUno de los primeros pasos que se lleva a cabo en una auditoria energética es el levantamiento de carga cuyo objetivo fundamental es mostrar cómo está distribuida la carga instalada en todo el edificio para cada una de sus secciones internas así como también ver esta distribución de acuerdo al tipo de cargas existentes en el edificio.En la Tabla 3.1 se muestra la información de datos recogidos en el levantamiento de carga parcial llevado a cabo en el Supermercado, con la descripción en watts asociada a los equipos.

CantidadTipoVoltaje [v] / unidad

Corriente [A] / unidad

Potencia / unidad

Potencia total

1 Motor de elevador de carga 220 163 35860 35860

2 Motor de elevador 480 168 80640 161280

1Motor de elevador de empleados 20 Hp

480 30 14400 14400

2Motor de elevador de huéspedes 30 Hp

480 46 22080 44160

2 Chiller de 2.4 Mbtu 480

28 Motor de chiller 1.5 Hp 480 2.33125 1119 31332

3Motor de bombas de succión de agua del chiller 5 Hp

480 7.77083333 3730 11190

2 Motor de bomba 30 Hp 480 46.625 22380 44760

4 Motor de extractor 20 Hp 480 31.0833333 14920 59680


1 Motor de extractor 480 9.3 4464 4464


2 Maquina lava losa 480 3.10833333 1492 2984

2 Máquina de hielo 220 27 5940 11880

1 Cuarto frio 208 15 3120 3120

3 Cuarto frio cocina general 208 15 3120 9360

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9 Aire de 60 kBtu 208 27 5616 50544

2 Aire de 36 kBtu 208 14 2912 5824

9 Aire de 18 kBtu 208 7 1456 13104

3 Aire de 24 kBtu 208 9 1872 5616

1 Aire de 12 kBtu 208 5 1040 1040

1 Condensador de cuarto frio 208 20 4160 4160



Tabla 3.1 Carga instalada en subestación 480v y 208v.

CantidadTipoVoltaje [v] / unidad

Corriente [A] / unidad

Potencia / unidad

Potencia total

Salones

5 Motor La Concordia 2Hp 480 3.10833333 1492 7460

2Motor La Plazuela 1/10 Hp

480 0.15541667 74.6 149.2

4Motor La Fuente 1/10 Hp

480 0.1554 74.6 298.4

2Motor El Bosque 1/10 Hp

480 0.1554 74.6 149.2

1 Motor La Leona 1 Hp 480 1.55416667 746 746

1Motor Miny Toyer 1/2 Hp

480 0.77708333 373 373

1Motor Cocina Latina 2 Hp

480 3.10833333 1492 1492

2 Motor Bar Winners 2 Hp 480 3.10833333 1492 2984

11 Motor Lobby 1 Hp 480 1.55625 747 8217

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Lavandería

2 Motor 1 Hp 480 1.55416667 746 1492

2 Motor 230 5 1150 2300

1 Motor 1.5 Hp 480 2.33125 1119 1119

2 Motor 5 Hp 480 7.77083333 3730 7460

1 Motor 2 Hp 480 3.10833333 1492 1492

3 Motor 3 Hp 120 18.65 2238 6714

5 Motor 1/2 Hp 120 3.10833333 373 1865

Calderas

1 Bomba caldera #1, 3 Hp 480 4.6625 2238 2238

1 Bomba tanque de agua 480 3.9 1872 1872

1 Bomba tanque de agua 480 6.2 2976 2976

1 Bomba caldera #2, 2 Hp 480 3.10833333 1492 1492

1 Bomba caldera #3, 2 Hp 480 3.10833333 1492 1492

1Control de calderas #2 y #3

120 7 840 840

2 Bomba alta presión 2 Hp 480 3.10833333 1492 2984

2Bomba baja presión 7.5 Hp

480 11.65625 5595 11190

1 Bomba 100 Hp 480 155.416667 74600 74600

1Bomba cisterna contra incendios 3 Hp

480 4.6625 2238 2238

Suma total [W] 695240.8

Tabla 3.2 Carga instalada en subestación 480v y 208v.

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La cantidad de carga instalada fue obtenida de datos de placa de cada equipo o aparato eléctrico encontrado en el edificio. En la Fig3.2. Muestra una forma más clara en porcentajes.

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Fig. 3.2

3.2 IMPLEMENTACION DEL ANALIZADOR DE REDES

3.2.1 DESCRIPCIÓN DEL ANALIZADOR DE REDES

En el desarrollo de nuestro estudio se utilizó un Analizador de Redes marca Circuitor, modelo AR-5 (Ver Fig.3.3). Dicho equipo es propiedad de aire electrico, a su vez, se hizo

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uso del Software Power Vision v1.7 para analizar todas las mediciones realizadas con el analizador de redes.

Fig. 3.3 Cerebro del analizador de redes.

Este equipo se utilizó en el hotel Marriot durante 5 días, desde el 19 al 23 de Marzo de 2014. Se instaló durante este periodo de tiempo en una de las subestaciones del hotel (subestación 480v). Ver Fig. 3.3, con el fin de obtener una serie de datos que describan el comportamiento del sistema eléctrico del hotel.

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Fig. 3.4 Instalación del analizador de redes en la subestación 480v.

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3.2.2 Características generales

Los analizadores de la serie AR5 y AR5-L son instrumentos de medida programables que miden, calculan y registran en memoria los principales parámetros eléctricos en redes industriales trifásicas.

Programación: La programación del equipo se realiza mediante el sistema de menús desplegable que hace que esta se convierta en fácil, cómoda e intuitiva.

Visualización: Mediante su display gráfico de cristal líquido, de 160 x 160 píxeles retro iluminado, se puede visualizar los valores instantáneos, máximos y mínimos de cada parámetro y de cada fase.

Batería Interna: Permite realizar análisis sin tener que conectar la alimentación. El analizador posee un sistema de carga de energía inteligente que alarga la vida de la batería. Para cargar la batería es necesario tener conectado el alimentador. Instalación: El analizador está preparado para poder analizar todo tipo de redes eléctricas (monofásica, bifásicas, 3 hilos, y 4 hilos).

Medida: de los datos promedio de los principales parámetros eléctricos. Así como la obtención de valores máximos y mínimos. Para realizar estas medidas el analizador dispone de tres entradas de tensión (corriente alterna) y cuatro entradas de intensidad (corriente alterna). Registro: dispone de una memoria interna de 1 Mb donde se irán registrando los diferentes parámetros que mide o calcula el analizador, para poder realizar un posterior volcado a un ordenador PC. Software PC: Con el analizador se suministra un potente software de fácil manejo que ayudará a volcar la memoria interna de éste al PC, y a realizar un análisis de los datos obtenidos.

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3.3 DATOS OBTENIDOS3.3.1 Potencia ActivaLos valores de potencia activa monofásica están conformados por un pico máximo de 61 KW, esto se ve claramente en la Fig. 3.5. Los registros más elevados de potencia se producen durante las horas del mediodía, no obstante, el viernes se presenta una demanda de potencia más elevada en comparación a los demás días, en este día en particular la potencia está oscilando alrededor de los 61 Kw.

Siguiendo con el análisis a la Fig. 3.5, se observa que la demanda mínima de potencia se da durante las horas de la madrugada y alcanza un valor mínimo de 20 KW, en dicho caso, esto se da cuando el hotel tiene pocos equipos funcionando pero hay carga como la de algunos aires acondicionados y algunas luces que están en funcionamiento.

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Fig. 3.5 Potencia activa obtenida por el analizador de redes. (Subestación 480v)

3.3.2 TensionesUn dato muy importante para el estudio energético que el analizador de redes proporciona es el comportamiento de las tensiones en el hotel. El cual se observa en la siguiente figura.

Fig. 3.6 Gráfica de tensión obtenida por el analizador de redes. (Subestación 480v)

La Fig. Muestra el comportamiento de la tensión durante tres días siendo el voltaje máximo de 497V y el voltaje mínimo de 165 V. La figura también muestra que la tensión en el hotel se encuentra arriba de la tensión nominal que es de 480 V término que se conoce como sobretensión.

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Se ve en la gráfica que entre 12p.m del día viernes y 9a.m de día sábado el valor de los voltajes de fase cae abruptamente, esto se debe a que uno de los técnicos del lugar por erro desconecto la alimentación del analizador de redes y su batería de respaldo esta mala por lo que el analizador de redes dejo de grabar. A las 9a.m del día sábado otro de los técnicos se percata de que el analizador no estaba funcionando y lo reconecta, entonces el instrumento comienza de nuevo a tomar mediciones. Este problema afecta otras mediciones como ser: la gráfica del factor de potencia, la gráfica de corrientes, etc.

3.3.3 CorrientesEn la Fig. 3.7 Se muestra el contenido de las corrientes obtenidas durante los días que el analizador estuvo instalado al sistema eléctrico del hotel.

Fig. 3.7 Grafica de corriente máxima obtenida por el analizador de redes. (Subestación 480v)

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Se puede observar en la Fig.3.7 como se comportaron las corrientes por cada fase en los días que se realizó el estudio, obteniendo el dato de mayor demanda de la corriente de 524A en la corriente de línea 2 y una mínima de 125A en la corriente de línea 1. 3.4 Factor de Potencia

3.4.1 Generalidades del factor de potencia

El Factor de Potencia (FP) es la relación entre la potencia activa (en watts, W) y la potencia aparente (en volts-ampers, VA) y describe la relación entre la potencia real (o de trabajo) y la potencia total consumida:

El factor de potencia expresa en términos generales, el desfasamiento o no de la corriente con relación al voltaje y es utilizado como indicador del aprovechamiento de la energía eléctrica, el cual puede tomar valores entre 0 y 1 siendo la unidad el valor máximo.

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Fig. 3.8 Factor de potencia de la subestación 480v

En la grafica de la Fig. 3.8 se midió un FP activo maximo de 0.92, y un minimo en 0.87 durante las madrugadas. Con esta grafica podemos observar que el factor de potencia se mantiene en el rango permitido por la ENEE que es de 0.9 min.

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3.4.2 Causas del bajo FP

Las cargas inductivas como motores, balastros, transformadores, computadoras, etc., son el origen del bajo FP ya que son cargas no lineales que contaminan la red eléctrica. En este tipo de equipos el consumo de corriente se desfasa con relación al voltaje lo que provoca un bajo FP.

3.4.3 Consecuencias del bajo FP

Las instalaciones eléctricas que operan con un FP menor a 1, afectan la red eléctrica tanto en alta tensión como en baja tensión, además, tiene las siguientes consecuencias en la medida que el FP disminuye:

1. Incremento del efecto Joule: La potencia que se pierde por calentamiento viene

dada por l expresión donde I es la corriente total y R es la resistencia eléctrica

de los equipos (bobinas de los generadores y transformadores, conductores en circuitos de distribución, etc.). Las pérdidas por efecto Joule se manifiestan en:

Calentamiento de cables. Calentamiento de embobinados de los transformadores de distribución. Disparo sin causa aparente de los dispositivos de protección.

Uno de los mayores problemas que causa el sobrecalentamiento es el deterioro irreversible del aislamiento de los conductores que además de reducir la vida útil de los equipos, puede provocar cortocircuitos.

2. Sobrecargas de los generadores, transformadores y líneas de distribución: El exceso de corriente debido a un bajo FP, ocasiona que los generadores, transformadores y líneas de distribución, trabajen con cierta sobrecarga y reduzcan su vida útil, debido a que estos equipos se diseñan para un cierto valor de corriente y para no dañarlos, se deben operar sin que éste se rebase.

38

3. Aumento de caída de tensión: La circulación de corriente a través de los conductores ocasiona una pérdida de potencia trasportada por el cable, y una caída de tensión entre las tensiones de origen y la que lo canaliza, resultando en un insuficiente suministro de potencia a las cargas (motores, lámparas, etc.). Estas cargas sufren una reducción en su potencia de salida y esta disminución afecta a:

Los embobinados de los transformadores de distribución. Los cables de alimentación. Los sistemas de protección y control.

4. Incremento en la factura eléctrica: Debido a que un bajo FP implica perdidas de energía en la red eléctrica, el productor y distribuidor de energía eléctrica se ve en la necesidad de penalizar al usuario haciendo que pague más por su electricidad.

3.5 Armónicos

Los sistemas eléctricos cuentan actualmente con una gran cantidad de elementos llamados no lineales, los cuales generan a partir de formas de onda sinusoidales a la frecuencia de la red (en Honduras la frecuencia en la red es de 60 ciclos por segundo -60 Hertz-), otras ondas de diferentes frecuencias, ocasionando el fenómeno conocido como generación de armónicos.

Los armónicos son un fenómeno que causa problemas tanto para los usuarios como para la entidad encargada de la prestación de energía eléctrica, ocasionando diversos efectos nocivos en los equipos de la red.

3.5.1 Definición de armónicos: Los armónicos son tensiones o corrientes sinusoidales que poseen frecuencias que son múltiplos de la frecuencia a la cual el sistema de alimentación

39

está diseñado para operar. Las formas de onda distorsionadas pueden ser descompuestas en una suma de la señal de frecuencia fundamental y las armónicas (ver Fig. 3.)

3.5.2 Indicadores de distorsión armónica: Factor de potencia. Factor de cresta: se define como la relación entre el valor de cresta de corriente o

tensión y el valor eficaz. Para una señal sinusoidal el factor de cresta es igual a .

Tasa de distorsión armónica: valores utilizados para conocer el grado de contaminación de las redes eléctricas, están definidos en porcentaje (%) de cantidades eléctricas.

Estos valores son esenciales para la determinación de las acciones correctivas requeridas.

Fig. 3.9 Distorsion formada por la presencia del tercer armonico.

3.5.3 Fuentes armónicas:

40

Convertidores Saturación de transformadores Lámparas fluorescentes Equipo de computo Equipo domestico

Estas son algunas de las principales fuentes de armónicos que existen.

3.5.4 Efectos en el sistema: Resonancia Perdidas en los conductores Perdidas en los transformadores Sobrecarga de los equipos instalados Perturbaciones en cargas sensibles

Estos son algunos de los efectos más importantes, por supuesto producto de esto se tiene que mencionar que existe un impacto económico negativo.

3.5.5 Registros de armónicos en Hotel Marriot

La información arrojada por el analizador de redes, demuestra que existe presencia de contenido armónico, en la cual, se llegó a tener registros en el voltaje de hasta un 15.48 % de distorsiona armónica total (THD).

41

Armónicos

Fig. 3.10 Forma de onda de voltaje y corriente para armónicos.

42

Fig. 3.11 Grafica de armónicos durante la noche.

En este grafico se observa que los armónicos más notables son el tercer, quinto y séptimo armónico.

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Distorsión Armónica (THD)

Fig. 3.12 Grafica de distorsión armónica.

Si se observa la gráfica anterior se puede notar que la distorsión armónica entre 3 a.m. y 6 a.m. del día sábado está en un valor aproximado que supera el 40% cuando lo permitido es del 30%. Para estar dentro de los valores aceptables se debe de colocar filtros para armónicos.

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Fig. 3.13 Grafica RMS

Las imágenes anteriores muestran una evidencia clara de la existencia de armónicos, para tener una idea más clara de la situación se puede considerar la información mostrada en la Fig. 3.9 de la pag.35, donde se muestra como debe ser la forma de onda (onda sinusoidal color roja) de corriente y comparar esa forma de onda con las mostradas en la Fig. 3.10 de la pag. 37. Haciendo esa comparación se ve que el comportamiento de la forma de onda de

45

corriente en el hotel está alejado de su forma ideal, con respecto al voltaje, la distorsión es significativa.Ya se habló de los efectos de los armónicos en un sistema eléctrico, mencionando que este fenómeno produce perdidas de energía, resultando en un impacto económico negativo. Esta situación se puede agravar en caso de que se llegue a dañar algún equipo sensible a estos problemas. Debido a las repercusiones no deseadas que se pueden generar a partir de la presencia de armónicos en una instalación eléctrica, es importante tratar este problema, corregir la presencia de este fenómeno.

Subestación 13.8kv/208v, 208v/120v

46

Fig. 3.14

3.6 Carga Instalada

Habitaciones

Suit Presidencial Cantidad Suit Cantidad

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1 2

Carga Carga

CantidadTipoPotencia unidad [W]

Potencia total [W]


Potencia total [W]

4 Balastros 32 128 4 Focos 60 240

16 Focos 14 224 2 Focos 27 54

4 Lámparas 27 108 5 Lámparas 27 135

2 Tv 37 pulg 180 360 1 Tv 37 pulg 180 180

1 Refrigeradora108 108 1 Refrigeradora108 108

1 Percoladora 900 900 1 Percoladora 900 900

Suma total 1828 Suma total 1617

Suma total de habitaciones

3234

Junior SuitCantidad

Estándar y Estándar EjecutivaCantidad

12 28

Carga Carga


Potencia total [W]


Potencia total [W]

4 Focos 60 240 1 Alógena 27 27

2 Focos 27 54 5 Focos 27 135

5 Lámparas 27 135 6 Focos 14 84

1 Tv 37 pulg 180 180 1 Tv 37 pulg 180 180





48

Tabla 3.3 Carga instalada en la subestación 208v.

Doble Y Doble EjecutivaCantidad

Sencilla y Sencilla EjecutivaCantidad

29 84

Carga Carga


Potencia total [W]


Potencia total [W]

1 Alógena 27 27 1 Alógena 27 27

5 Focos 27 135 5 Focos 27 135

6 Focos 14 84 6 Focos 14 84

1 Tv 37 pulg 180 180 1 Tv 37 pulg 180 180




Suma total de habitaciones

41586 Suma total de habitaciones

120456


Pasillos Cantidad 11

CantidadTipo Potencia unidad [W]Potencia total [W]

12 Lámparas 9 108

49

3 Lámpara con 3 focos de 9 W27 81

Suma total 189

Suma de pasillos 2079


Estacionamientos (S1 y S2)

Cantidad TipoPotencia unidad [W]

Potencia total [W]

99 Canopy 27 2673

44 Balastro 95 4180

94 LED 22 2068

Suma total 8921


Pasillo Ascensor (S1 y S2)


Potencia total [W]

12 Focos 14 168


LOBBY

CantidadTipo Potencia unidad [W]Potencia total [W]

50

Salón grande

40 Focos 14 560

20 Lámparas32 640

Salón de belleza

10 Focos 14 140

8 Lámparas32 256

A.A.

20 Focos 14 280

4 Lámparas32 128

Sowi Art

10 Alógenas 50 500

8 Focos 14 112

Salón pequeño Cantidad 2

8 Focos 14 112

2 Lámparas32 64

Suma salón 176

Total salones 352


Winners

11 Focos 14 154

12 TV Sony 32" 89 1068

51

Cocina Latina

10 Alógenas 50 500

24 LED 15 360

30 Focos 14 420

Baños Cantidad 2

2 Lámparas 32 64

8 Focos 14 112

Suma baño 176

Total baños 352

Pasillo Lobby

45 Focos 14 630

4Candelabros de 2 focos

27 216

1Lámpara con 2 focos

28 28

Suma total LOBBY 6696


Salones


Potencia total [W]

Salón 1

52

10 Focos 60 600

12 Lámparas 32 384

Salón 2

40 Focos 60 2400

40 Lámparas 32 1280

Salón 3

12 Focos 60 720

20 Lámparas 32 640

Gradas

2 Focos 14 28

2 Focos 27 54

Suma total 6106


Cocina banquetes


Potencia total [W]

15 Balastros 95 1425

4 Focos 27 108

Suma 1533


Pasillo 2do piso


Potencia total [W]

12 Focos 14 168

53

4Lámparas pared

49 196

23 Focos 9 207

Baños Cantidad 2

20 Focos 14 280

4 Lámparas 27 108

Suma baño 388

Total baños 776


Oficina Cantidad 12


Potencia total [W]

2 Lámparas 32 64

total oficinas

768

Suma de Iluminación y Fuerza 254278 W


En la siguiente figura se muestra un gráfico en porcentaje para una mejor comprensión de la carga instalada en la subestación 208v.

54

Fig. 3.15

Tensiones

55

Fig. 3.16 Graficas de voltaje por fase para la subestación 208v.

Corriente

56

Fig. 3.17 Grafica de corrientes de línea para la subestación 208v.

Potencia Activa

57

Fig. 3.18 Grafica de potencia activa para la subestación 208v.

Factor de potencia.

58

Fig. 3.19 Grafica para el factor de potencia en la subestación 208v.

El factor de potencia de la subestación 208v que se muestra en la figura anterior tiene un valor máximo de 0.99 y un valor mínimo de 0.92, valor por encima del exigido por la ENEE.

Capitulo IV MEDIDAS DE AHORRO ENERGETICO

59

4.1 SUSTITUCION DE TUBOS FLUORESCENTE POR TUBOS LED

Se obtiene un ahorro en la factura de energía eléctrica cuando se cambia los tubos fluorescentes T12 de 120 cm y 60 cm respectivamente con tubos LED del mismo tamaño, además los tubos LED tienen una vida útil de 50,000 horas.

En el ANEXO A se muestra una comparación de los diagramas espectral de los tubos LED.

En la Tabla 4.1 se observa una comparación de cuantos Watts se ahorra con el cambio de los tubos fluorescentes T8 de 120 y 60 centímetros respectivamente.

DescripciónConsumo en Watt tubo Fluorescente

Consumo en Watt tubo LED

Ahorro Watt

LED Tubo T8 120 cm 60 32 28

LED Tubo T8 60 cm 36 18 18

LED Tubo T12 96 60 36

LED MR16 24 3 21

LED STREET LIGHT

500 120 380

Tabla 4.1: Comparación de lámparas Fluorescentes con su equivalente en LED.

60

Comparando el consumo total de los tubos fluorescentes versus los tubos LED, se obtiene una disminución en al carga como se observa en la Fig. 4.1.

Fig. 4.1: Comparación de consumo de la luminaria instalada.

Conclusiones:

1. Con los datos obtenidos en la auditoria energética, podemos concluir que la carga de las 2 subestaciones están bien dimensionadas y el transformador tiene suficiente holgura.

2. El Hotel Marriot debido a que es una cadena internacional y cuenta con un buen prestigio cumple con todas las normas eléctricas que están estipuladas en el NEC. Queremos felicitarlos por ser una empresa que cumple con dichos requisitos y día a día están innovando y viendo formas para poder mejorar toda la instalación eléctrica del Hotel.

61

Recomendaciones:

1. Con los resultados obtenidos en el análisis de la subestación de 208/120V, en horas de la madrugada se registró un sobre voltaje de 1.06PU (128V). Esto se debe a que el banco de capacitores está sobredimensionado en las horas que se registró este sobre voltaje, sugerimos que a estas horas se pueda programar el banco de capacitores, para que no inyecte todo este reactivo. No hemos visto otros meses del año donde la carga sea menor y se pueda dar un mayor sobre voltaje, así que sería pertinente revisar el banco de capacitores y realizar lo antes dicho.

2. De acuerdo a lo manifestado por el encargado del departamento de ingeniería los generadores de respaldo cubren un 30% de la carga actual del hotel (Cada uno). Esto produce un problema de eficiencia de dichos generadores. Esto va afectando la eficiencia del generador. Se le recomienda aun y cuando el servicio de la ENEE es continuo, como una medida de prevención y precaución, hagan un análisis económico y técnico para incrementar la carga del generador, o si esto no es posible reducir la capacidad del generador, el estudio económico deberá reflejar si económicamente es factible. (Esto será muy útil si los cortes de ENEE son prolongados).

3. .Notamos que en las horas de la madrugada (3-6am) en la subestación 480/277V el 7mo armónico se distorsiona casi al 40%, este es un armónico atípico y se prolonga por una carga en especial, sugerimos poner un analizador de armónicos y hacer un estudio para ver que maquinaria es la que está causando este problema.

4. En vista de que en el hotel las luces de los pasillos se mantienen encendidas, y esto es un consumo elevado, para reducir costos en la facturación mensual, recomendamos hacer uso de sensores de movimiento para el encendido y apagado de las luces. Como punto referencial sugerimos el sensor de movimiento Jovel con

62

infrarrojo ya que este es parte del sistema Scada de la UNAH, y se les puede mostrar un estudio ya hecho para que lo puedan estudiar a ver si este les resulta factible.

Capítulo V

Bibliografía

[1] http://www.blogenergiasostenible.com/que-es-auditoria-energetica/ , El Blog de la Energía Sostenible, ¿Qué es una auditoría energética?

[2] http://es.wikipedia.org/wiki/Auditor%C3%ADa_energ%C3%A9tica , Auditoría Energética.

[3]http://www.chilectra.cl/wps/wcm/connect/ngchl/ChilectraCl/Hogar/Eficiencia+Energetica/Que+es+la+Eficiencia+Energetica , ¿Qué es la Eficiencia Energética?

[4] http://es.wikipedia.org/wiki/Eficiencia_energ%C3%A9tica , Eficiencia Energética.

[5] http://blog.forumambiental.org/2012/04/la-importancia-de-la-eficiencia-energetica-en-la-lucha-contra-el-cambio-climatico/ , La importancia de la eficiencia energética en la lucha contra el cambio climático.

[6] http://www.iadb.org/es/temas/energia/eficiencia-energetica,2654.html , Eficiencia energética.[7] http://www.areatecnologia.com/electricidad/potencia-electrica.html , Potencia eléctrica, Potencia activa, Potencia reactiva.[14] http://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_potencia , Factor de potencia.

[8] Stephen J. Chapman, ¨Maquinas Eléctricas¨, Quinta edición, 1987, Mc Graw Hill.

63

http://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_potencia

http://www.areatecnologia.com/electricidad/potencia-electrica.html

http://www.iadb.org/es/temas/energia/eficiencia-energetica,2654.html

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http://www.blogenergiasostenible.com/que-es-auditoria-energetica/

[9] http://circutor.com/docs/M98151101-01.pdf , CIRCUITOR, Analizador de Redes, Series AR5 y AR5-L, Manual de Instrucciones, Características Generales, Características básicas.[10] www.espanol.marriott.com/hotels/travel/tgumc-tegucigalpa-marriott-hotel/

ANEXOS

ANEXO A

Diagrama polar de iluminación LED

Diagrama polar Tubo LED T8 (Fig. A.1).

Diagrama polar Tubo LED T12 (Fig. A.2).

64

http://circutor.com/docs/M98151101-01.pdf

Fig. A.1 Diagrama polar Tubo LED T8.

65

Fig. A.2 Diagrama polar Tubo LED T12.

ANEXO B

Notas y solicitudes.

Ofrecimiento de Auditoría Energética a Hotel Marriot, dirigida a la Ing. Hilda Alvarenga (Fig. B.1).

66

Nota de conclusiones y recomendaciones dirigida a la Ing. Hilda Alvarenga (ver pag.55-56).

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

IE-900 Seminario de Investigación

Tegucigalpa MDC, 20 de Febrero de 2015

Ing.: Hilda Alvarenga

Ref. Propuesta de realización de auditoría energética para el Hotel Marriot.

Deseándole éxito en sus labores diarias, el motivo de la presente es para ofrecerle una auditoria energética, sin costo para ustedes y con el objetivo de evaluar el comportamiento del consumo de energía del hotel, y poder recomendarle acciones orientadas al uso racional y eficiente de la energía, así como un diagnostico general de las instalaciones eléctricas del sistema de alimentación de energía del Hotel Marriot.

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La auditoría se realizaría a cargo de los alumnos Mario Josué Ramírez con número de cuenta 20081002211 y José Leonardo Ochoa con número de cuenta 2009100445 como parte de la asignatura de Seminario de Investigación IE-900 de la carrera de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional Autónoma de Honduras (UNAH).

Para dar a conocer los resultados se les invitara a una exposición oral y se les entregara nota dirigida a su persona con el resumen de los resultados obtenidos.Por lo cual solicitamos en caso de aceptar, nos lo confirme a más tardar el 28 de febrero del año en curso.

Agradecemos de antemano su atención a la presente. Atentamente.

____________________________ Fig. B.1

Ing. Luis E. LópezCatedrático Seminario de Investigación IE-900CC. Ing. Ela Suyapa Valladares (Jefe de Departamento)

68

informe seminario 1.0

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