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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA AHORRO DE ENERGIA Ing. JORGE COSCO GRIMANEY Área Académica de Cursos Complementarios FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA. FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL. Área Académica de Cursos Complementarios. AHORRO DE ENERGIA. Ing. JORGE COSCO GRIMANEY. SITUACION ENERGETICA MUNDIAL Y NACIONAL. SITUACION ENERGETICA MUNDIAL. DÉCADA DEL 70 : CRÍSIS ENERGÉTICA. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

AHORRO DE ENERGIA

AHORRO DE ENERGIA

Ing. JORGE COSCO GRIMANEYIng. JORGE COSCO GRIMANEY

Área Académica de Cursos Complementarios

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

Page 2: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SITUACION ENERGETICA MUNDIAL Y NACIONAL

Page 3: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA
Page 4: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SITUACION ENERGETICA MUNDIAL

Page 5: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

DÉCADA DEL 70 : CRÍSIS ENERGÉTICA

Crisis energética 1973. Países árabes suben

de U$ 2.5 a U$ 11 barril de petróleo.

Ocasionan crisis económica mundial.

Se inicia la utilización de la energía nuclear y

se comienza a implementar programas de

ahorro de energía a nivel mundial, para evitar

dependencia árabe que tienen las mayores

reservas de petróleo en el mundo.

Page 6: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

ALTERNATIVAS QUE SE ANALIZARON EN 1973 PARA HACER FRENTE A LA CRÍSIS ENERGÉTICA

ENERGIA SOLAR

ENERGIA EOLICA

ENERGIA NUCLEAR

Page 7: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Se intensifica la globalización de la economía.

Los países deben ser competitivos para seguir en el mercado mundial: deben reducir costos y para ello se reimpulsan los programas de ahorro de energía para bajar costos de producción.

SITUACIÓN ENERGÉTICA MUNDIAL. DÉCADA DEL 80: GLOBALIZACIÓN

Page 8: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

RANKING DE COMPETITIVIDAD EMPRESARIAL

(MICROECONÓMICA) Y GLOBAL (1999)

PAÍSCOMPETITIVIDAD

EMPRESARIAL(MICROECONÓMICA)

COMPETITIVIDADGLOBAL

Estados UnidosFinlandiaHolandaSueciaSuiza

AlemaniaChile

MéxicoBrasil

Costa RicaArgentina

PerúEl SalvadorVenezuelaColombiaEcuadorBolivia

123456

2434353840464751525758

2119

196

252131513442364650545355

Fuente: Global Competitiveness Report 1999 – World Economic ForumRevista Semana Económica (4-oct.99)Elaboración: Apoyo Consultoría S.A.

Page 9: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SITUACIÓN ENERGÉTICA MUNDIAL. DÉCADA DEL 90: CRÍSIS ECOLÓGICA

Esto viene ocurriendo por el desbalance existente entre las emisiones de CO2 que en 1995 ascienden a 6.500 millones de TM/año, mientras que la capacidad de absorción del planeta solo es de 2.500 millones de TM/año. El 73% de las emisiones de los gases son producidos por los países desarrollados, mientras que solo el 27% eran producidos por los países en vías de desarrollo.

Page 10: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

EFECTO INVERNADERO.-.- Calentamiento de la tierra debido a incremento de gases que no permiten que parte de la energía solar que llega a la tierra sea reflejada nuevamente al espacio .

1. Radiación solar pasa la atmósfera

2. Una parte se queda en la tierra y la otra es reflejada al espacio

3. La mayor parte de la enerqía se queda en la tierra y produce su calentamiento o efecto invernadero

Page 11: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

1. Retorno de enfermedades tropicales (dengue, malaria, fiebre amarilla, cólera).

2. Estaciones con temperaturas elevadas. La frecuencia de los tornados y huracanes, que es una manera que tiene la naturaleza para ventilar la tierra se ha incrementado.

CONSECUENCIAS:

Page 12: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

EVOLUCION DE LA CONCENTRACIÓN DE CO2 EN ATMÓSFERA EN LOS ÚLTIMOS 100 AÑOS

(EN PPM)

Page 13: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

EVOLUCION DE LA TEMPERATURA DEL PLANETA DURANTE LOS ÚLTIMOS 100 AÑOS

0

1

2

3

4

5

AÑOSAÑOS

°C°C

-119001900 20002000 20502050

Page 14: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

EVOLUCIÓN DEL DESHIELO DE GLACIARES EN LAS ÚLTIMAS DÉCADAS

Page 15: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Porcentaje de incremento o reducción

RECURSOS AGRICOLAS: CAMBIO POTENCIAL EN LAS COSECHAS SI SE DUPLICA

EL CO2 EN LA ATMÓSFERA

Page 16: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SITUACION ENERGETICA NACIONAL

Page 17: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

ENTORNO ECONOMICO DEL PERU DURANTE LA PRESENTE DECADA

Durante las dos décadas a 1990, el modelo

económico se basaba en la sustitución de

importaciones y la elevada intervención del estado

en la economía. Recién a partir de 1990, el gobierno

inicia una política de estabilización económica.

Para ello aplica reformas estructurales, entre ellas

la eliminación de los monopolios estatales y

privatización de las empresas publicas y la

eliminación de la subversión.

Page 18: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

 

Fig. I.1.7 Evolución de los precios medios de la energía eléctrica 1975- 1998

              

 

75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Ct v

os.

US

$/kW

h

Precio de Energía Subsidiada Precio Real

Page 19: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Fig. I.1.8. Evolución comparativa del crecimiento económico mundial

de Latinoamérica y el Perú, 1970 - 1998

4,7

43,6

6

1,3

3,43,8

4,7

-0,8

71-80 81-90 91-98

MUNDO

AMÉRICA LATINA

PERÚ

FUENTE: INSTITUTO PERUANO DE ECONOMÍA-1999

Fig. I.1.9. PERÚ: Evolución del PBI 1990 - 1999

-5,4

2,8

-1,4

6,4

13,1

7,3

2,5

7,2

0,7

3,1

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 (*)

FUENTE: INEI - 1999(*) a noviembre

Page 20: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SITUACION ENERGETICA

En el Peru, las reservasde energia comercial ascienden a 467 millones de TEP, de los cuales, el gas y los liquidos del gas natural, ascienden a casi la mitad. La produccion de ka energia durante 1998, se baso en el petroleo, representando el 68.2% del total. De ello se deduce que nuestro consumo se basa en una fuente del cual no tenemos reservas.

Page 21: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

FIG. I.1.10 PERÚ: Reservas comerciales y Producción Comercial, 1998

46,9%

14%

30,6%

17,7%

8,4%

0,1%

9,6%

68.2%

4,5%

RESERVAS PRODUCCIÓN

URANIO

PETRÓLEO

CARBÓN

HIDROENERGÍA

GAS NATURAL + LÍQUIDOS

FUENTE: BALANCE NACIONAL DE ENERGIA 1998 / OTERG - MEM

Page 22: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SITUACIÓN ENERGÉTICA DEL PERÚ:POSEEMOS LAS SIGUIENTES

RESERVAS DE ENERGÍA

FUENTE: BALANCE NACIONAL DE ENERGÍA 1998. OTERG. MEM.

GAS NATURAL35.1%

11.8%

HIDROENERGÍA

30.6%CARBÓN

8.4%

PETRÓLEO

9.6%

URANIO

4.5%

LÍQUIDOS DE GAS NATURAL

TOTAL: 467 MILLONES DE TEP (TONELADA EQUIVALENTE DE

PETRÓLEO)

Page 23: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

RESERVAS DE GAS

NATURAL EN EL PERÚ

En Miles de millonesde pies cúbicos

Aguaytía 440Camisea 12,700

Bolivia: Aprox. 2 veces las de

Camisea

FUENTE:MEM.2000.

Page 24: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SECTOR ELECTRICO

A fines de 1992, para mejorar el servicio de electricidad se promulgo la Ley de Conseciones Electricas que tiene como base la participacion del sector privado y la competencia. Se acordo los compromisos de inversion para la construccion de nuevas plantas.

Page 25: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

2.4

2.44

2.45 2.51

2.51

2.48

2.49

2.51 2.57

1.74

1.67

1.7 1.78 1.87 1.

98 2.17

2.68 2.

94

4.14

4.11

4.15 4.

29 4.38 4.46 4.

66

5.19

5.52

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 19980

1

2

3

4

5

6

HIDRAÚLICA TÉRMICA TOTAL

FUENTE: ELECTRICIDAD 99, BOLETIN Nº 1 (NOV)-DGE

Potencia Instalada a nivel nacional (MW)

Page 26: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

FIG. I.1.12 PERÚ: Evolución del coeficiente de electrificación, 1990 - 1998

54,89

59,75

61,27

69,5

52,9

67,6

64,9

66,1

54,55

50

55

60

65

70

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998

AÑOS

EN

P

OR

CE

NT

AJ

E

(%)

FUENTE: DGE - Información Estadística Económica - 1998

Page 27: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

COMERCIAL15.31%

INDUSTRIAL54.87%

RESIDENCIAL26.00%

ALUMBRADO PÚBLICO3.82%

Fuente: Anuario CTE 1998

CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA

POR SECTORES 1998

Page 28: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

FUENTE: Elaboración PAE - 1999

EVOLUCION DE LA INTENSIDAD ELECTRICA EN EL PERU

(CONSUMO DE ENERGIA/PBI EN SOLES

REALES DURANTE 1979)

Page 29: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

PROGRAMAS DE EFICIENCIA ENERGETICA EN EL PERU

El peru desarrollo programas de ahorro de energia desde 1973, año donde se produjo la gran crisis energetica en el mundo. Sin embargo, no tuvo trascendencia debido a la fuerte subvencion, durante la decada del 70 y 80. En 1985b fue creado el Centro de Conservacion de Energia y del Ambiente(CENERGIA), encargada de la promocion de la eficiencia energetica en el sector industrial. A fines de 1994 fue creado El Proyecto para Ahorro de Energia(PAE) por el MEM bajo el concepto del Ahorro de la energia.

Page 30: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

EFMAMJJASONDEFMAMJJASONDEFMAMJJASONDEFMAMJJASONDEFMAMJJASONDEFMAMJJASONDEFMAMJJASOND1610

1660

1710

1760

1810

1860

1910

1960

2010

2060

2110

2160

2210

MW

1983 MW (DIC 97)

2106 MW (DIC 98)

2147 MW (NOV 99)

INCLUYE AUTOPRODUCTORES

EVOLUCION DE LA MAXIMA DEMANDA EN EL SISTEMA INTERCONECTADO CENTRO – NORTE (SICN) DESDE 1993 HASTA 1999

Page 31: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Mejoras inmediatas para el Mejoras inmediatas para el ahorro de la energíaahorro de la energía

1. Determinar el índice energético de la industria

2. Establecer el ofrecimiento comercial de la industria

3. Subir el factor de Potencia a un valor entre 0.90 y 0.95

4. Hacer un Balance adecuado de la carga instalada para que por cada

fase circule aproximadamente la misma corriente

5. Seleccionar adecuadamente la capacidad de una nueva subestación

6. Usar motores de alta eficiencia

7. Dimensionar correctamente la capacidad y tipo de motor para

mover una carga predeterminada

8. Apagar las luces que no se utilizan

9. Utilizar lámparas eficientes y balastros electrónicos

10. Controlar la demanda eléctrica

Page 32: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Determinar el Índice EnergéticoDeterminar el Índice Energético1. ¿Cuánta energía consume la industria?2. ¿Qué tipo de energéticos (electricidad, gas natural, etc.) son

utilizados?3. Costo de los energéticos4. Datos de producción (volúmenes, número de piezas, etc.). Se calcula el índice Energético.Una vez obtenido el índice Energético de la industria, se

determina la magnitud de los ahorros potenciales y de las inversiones necesarias para disminuir el consumo energético

Se establece el programa de ahorro de energía

Page 33: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Forma de medir la Implantación Forma de medir la Implantación de la mejorade la mejora

se

IE= (consumo de energia)/ cantidad producida = kWh/TonIE= (consumo de energia)/ cantidad producida = kWh/Ton

El Programa de Energía deberá incluir las actividades a realizar, su calendarización y las metas de ahorro de energía deseables. Estas últimas pueden definirse dentro de los siguientes rangos, con base en la capacidad de inversión de la industria, así como en la cantidad y relevancia de los cambios a efectuar:

Page 34: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

  Ahorro de Energía Ahorro de Energía

  Mínimo Moderado Alto Mínimo Moderado Alto

1. Iluminación 7.0% 7.0% 11% 8.9% 11.0% 14.0%

2. Operaciones y mantenimiento del edificio.

1.7 1.7% 4.2% 1.6% 3.1% 4.1%

3. Otras cargas 14.0 14.0% 32% 15.0% 21.0% 32.0%

4. Extractores y ventiladores

2.0 2.0% 9.1% 1.9% 2.8% 8.8%

5. Aire acondicionado y calefacción

1.0 1.5% 5.9% 1.1% 1.7% 6.1%

Ahorro potencial 25.7 37.3% 62.2% 28.5% 39.6% 65.0%

Page 35: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Numero de niveles Una planta con dos áreas: 70% producción, 30% oficinas.

Área de la planta 10.000 m2

Número de empleados

100

Horas de operación por semana

88 horas

 

APLICACIONAPLICACION

E1 programa de ahorro de energía de Mecanizados Regios SA, fue planteado para llevarse a cabo en un lapso de ocho meses, con base en la capacidad de inversión de la compañía.

Características del edificioCaracterísticas del edificio

Page 36: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

CONSUMO ANUAL DE ENERGIA DE REFERENCIACONSUMO ANUAL DE ENERGIA DE REFERENCIA 

  Consumo de Energía

Costos de Energía

Electricidad 2,934,031 KWh por año

$ 1,819,100

Gas Natural 3.799.300.000 Btu $220,360

Otros combustibles

10,000 litros $27,340

TotalTotal   $ 2,066,800$ 2,066,800

Page 37: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SUBIR EL FACTOR DE POTENCIA SUBIR EL FACTOR DE POTENCIA

El cargo por bajo factor de potencia (fp) se evalúa conforme a la siguiente fórmula:

y la bonificación por un fp superior a 0.9 se evalúa como,

100190

53

(%)arg xfp

oc

10090

14

1(%) x

fpónBonificaci

Page 38: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

EJEMPLO DE APLICACIONEJEMPLO DE APLICACION

Se tiene una instalación con una carga de 147 kW, con un factor de potencia de 0.84 en tarifa HM, un consumo anual de 611,520 kWh y un costo promedio de $0.45 por kWh.

El cargo que se tiene por un factor de potencia por debajo de 0.9 es, sustituyendo valores en la fórmula correspondiente, del 4.29%.

Costo de energíaCosto de energía = 611520 x 0.45 = $275,184

Cargo por bajo factor de potenciaCargo por bajo factor de potencia = 275184 x 0.0429 = $11, 805

Pago anual total = $ 286,989Pago anual total = $ 286,989

Page 39: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Si se instala un banco de capacitores para mejorar el factor de potencia a 0.95, tendremos una bonificación de 1.32%, de acuerdo con las fórmulas que se aplican para las tarifas, por lo que para el mismo consumo se tiene una bonificación de:

BonificaciónBonificación = 275184 x 0.0132 = $3, 621

Pago anualPago anual = $ 271, 563

Ahorro económico logrado = 286989-271563 = $15,426 anuales

 

Page 40: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

La capacidad requerida del banco de capacitores es de k x KW: donde k se toma del valor de las tablas del fabricante, con los valores actual y el deseado del factor de potencia. Para este caso, con los valores de 0.84 y 0.95 respectivamente, tenemos un valor de k = 0.317 por lo que:

Capacidad requeridaCapacidad requerida = 0.317 x 147 = 46.60 = 47 KVA

 

Los cuales con un costo aproximado de $240/KVA, nos da un valor de $11,280, y consecuentemente:

Recuperación de la Inversión = 11280 / 15426 = 0.73 años = 9 meses

MENUMENU

Page 41: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

HACER BALANCE ADECUADO-APLICACIÓNHACER BALANCE ADECUADO-APLICACIÓN

Para un sistema eléctrico trifásico a 220 V con una corriente de línea de 75 A, se tiene un desbalance del 40°l0. Se debe estimar la energía perdida en el neutro. Si el sistema opera 720 horas mensuales con una resistencia total del conductor del neutro de 0.4656Ω (cal. 6), para el desbalance del 40% se tiene una In = 30 A (circulando por el neutro) lo que hace que se disipe una potencia

Q=RIQ=RI22=0.4656x30=0.4656x3022=419W=419W  Por lo que en un mes de operación se tiene una pérdida de energía de 301.709kWh.

Q = RIQ = RI22 = 0.4556 x 3.75 = 0.4556 x 3.7522 = 6.55W = 6.55W Lo que en un mes equivale a 4.7kWh, y a un ahorro de energía de 297 ahorro de energía de 297 kWh mensuales.kWh mensuales.

MENUMENU

Page 42: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

SELECCIONAR ADECUADAMENTE LA CAPADACIDADSELECCIONAR ADECUADAMENTE LA CAPADACIDAD

Una subestación sobrada de 500KVA de capacidad demanda en condiciones pico 125kW con un fp de 0.9 y una alimentación de 23 kV. La subestación trabaja al 28% de capacidad ya que a esas condiciones requiere una capacidad real de 139KVA. Las pérdidas sin carga para un transformador de 500 KVA con una alimentación de 23kV son, para un equipo estándar, de 2.55kW. Como normalmente se tiene energizada todo el tiempo, su consumo anual debido a estas pérdidas es:

Pérdidas = 2.55 x 24 x 365 = 22, 338 kWh/añoPérdidas = 2.55 x 24 x 365 = 22, 338 kWh/año Si se selecciona un transformador de 150 KVA, éste operará al 92.7% de capacidad, las pérdidas sin carga son de 1.065kW, por lo que las pérdidas de energía anuales son de 9,329kWh/año, lo que representa una disminución de 13,OOOkWh/año.disminución de 13,OOOkWh/año.

MENUMENU

Page 43: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

USAR MOTORES DE ALTA EFICIENCIAUSAR MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

Sustituir un motor de 250 hp con una eficiencia del 82% que opera 12 horas diarias durante cinco días a la semana, por un motor con 92% de eficiencia. La potencia ahorrada (PA) será:

Potencia ahorrada (PA) = 0.746 x hp Potencia ahorrada (PA) = 0.746 x hp

Es decir: PA = 0.746 x 250 PA = 0.746 x 250  Considerando el tiempo que opera al año, 12x5x50=3.000 horas, la energía

ahorrada es de 74.164.90 kWh. Para un costo aproximado de $0.45/kWh se tiene un ahorro económico de $3.374 al año.ahorro económico de $3.374 al año.

  

aex 11

kW75.2492.01

82.01

MENUMENU

Page 44: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

DIMENSIONAR CORRECTAMENTE LA CAPACIDADDIMENSIONAR CORRECTAMENTE LA CAPACIDAD

Para un motor de 100hp que mueve una carga de 38hp y opera 4000 horas al año, se sugiere sustituirlo por otro de 50hp que trabajará a un régimen del 76%, con una eficiencia de 91.5%.La eficiencia del motor de 100hp trabajando a un régimen del 38% es de 81% por l o que la potencia ahorrada (PA) es de:

PA=0.746*38(1/0.81 – 1/0.915)PA=0.746*38(1/0.81 – 1/0.915)

El ahorro de energía anual es = 4.02x4000 = 16.080kWhEl ahorro de energía anual es = 4.02x4000 = 16.080kWh Si el costo de la energía es de $0.45kWh el ahorro económico es de $7.236 anuales más la disminución en demanda. Considerando un promedio de$65/kW de demanda, obtenemos un ahorro anual de $3.136 adicionales. El ahorro total El ahorro total es de $10.372,es de $10.372, Si el motor nuevo instalado tiene un costo de $ 17000, la inversión se recupera en 1.6 años (un año 8 meses).

MENUMENU

Page 45: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

APAGAR LAS LUCES QUE NO SE UTILIZANAPAGAR LAS LUCES QUE NO SE UTILIZAN

En un área de oficinas se tienen 200 luminarias de 2x40 con lámparas de 39 W. Se encienden durante 12 horas diarias por medio de interruptores generales. Las oficinas laboran durante cinco días a la semana, 50 semanas al año, 250 días al año. Durante el turno vespertino solamente labora el 20% del personal, quien requiere 50 luminarias exclusivamente, incluyendo la iluminación de seguridad. Cada turno se considera de seis horas.Estimando el consumo actual, suponiendo 80% de eficiencia, se tiene que cada luminaria es una carga de 93.6 W, por lo que el consumo anual es de

Consumo anual = (200x93.6x12x5x50) / 1000 = 56,160 kWhConsumo anual = (200x93.6x12x5x50) / 1000 = 56,160 kWh 

Page 46: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Estimando el consumo actual, suponiendo 80% de eficiencia80% de eficiencia, se tiene que cada luminaria es una carga de 93.6 W, por lo que el consumo anual es de

Consumo anual = (200x93.6x12x5x50) / 1000 = 56,160 kWhConsumo anual = (200x93.6x12x5x50) / 1000 = 56,160 kWh  Si se realizan los cambios necesarios para instalar apagadores

y utilizar en el turno vespertino solamente las lámparas que se requieren, el consumo es

Nuevo consumo = (200x93.6x6+50x93.6x6)(5x50) / 1000 Nuevo consumo = (200x93.6x6+50x93.6x6)(5x50) / 1000 = 35,100 kWh anuales= 35,100 kWh anuales

El ahorro de energía que se obtiene esAhorro = 56160 - 35100Ahorro = 56160 - 35100 = 21,060 kWh = 21,060 kWh

  Si se considera un costo de $0.45 kWh$0.45 kWh, el ahorro económico es

de $9,477$9,477, más el IVA correspondiente a dicha cantidad.

MENUMENU

Page 47: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

UTILIZAR LAMPARAS EFICIENTES Y UTILIZAR LAMPARAS EFICIENTES Y BALASTROS ELECTRONICOSBALASTROS ELECTRONICOS

Se tienen 500500 luminarias de 2x39 W2x39 W para alumbrar un área comercial. La iluminación opera 12 horas diarias durante cinco días a la semana y se trabajan cincuenta semanas al año, el equivalente a 3000 horas3000 horas. Bajo estas condiciones de operación el sistema tiene una vida de tres años. El consumo total de este sistema, incluyendo las pérdidas es:

Consumo anual = (93.6x500x12x5x50) / 1000 = 140,400 kWhConsumo anual = (93.6x500x12x5x50) / 1000 = 140,400 kWh Si se utilizan lámparas T8 T8 de consumo total de 32 W32 W, del mismo tamaño que las anteriores y balastro electrónico, se logra mayor eficiencia energética y la vida media de un poco más de seis años. El consumo anual con este nuevo sistema resulta ser:

Consumo anual = (64x500x12x5x50) / 1000 = 96,000 kWhConsumo anual = (64x500x12x5x50) / 1000 = 96,000 kWh

Page 48: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

Por lo que el ahorro en energía que se tiene es de: Ahorro de energía anual=Ahorro de energía anual= 140400 - 96000 = 44, 000 kWh140400 - 96000 = 44, 000 kWh

  Por otro lado se tiene una disminución en demanda de:

Disminución en demanda =Disminución en demanda = (93.6-64)x500/1000 = 14.8 kW (93.6-64)x500/1000 = 14.8 kW 

Si se considera un costo de la energía de $0.45/kWh y uno de demanda de $65/kW el ahorro económico anual es de:

Ahorro económico anualAhorro económico anual = 44400x0.45+16.8x65x12 = 44400x0.45+16.8x65x12 = $32,904= $32,904

Si la diferencia en costo considerando el ciclo de vida de seis años es de $90 por luminaria se tiene que el sistema eficiente

tiene un costo mayor de $45,000 con un tiempo de recuperación de la inversión de:

Recuperación de la Inversión = 45,000/32,904 = 1.37 años (1 Recuperación de la Inversión = 45,000/32,904 = 1.37 años (1 año y 4 meses)año y 4 meses)

MENUMENU

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CONTROLAR LA DEMANDA ELECTRICACONTROLAR LA DEMANDA ELECTRICAEn una industria se tiene un consumo mensual de 122,400122,400 kWhkWh con una demanda máxima de 250 kW250 kW, que se presenta entre las 17 y las 18 horas. El sistema opera 720 horas en promedio mensualmente. Como resultado de la auditoria energética se detectó que una bomba de pozo de 80 HP80 HP que alimenta a los tanques de agua, opera varios días del mes a las horas pico, en períodos de cuatro horas.Se recomendóSe recomendó no operar la bomba durante las horas pico y desplazar su funcionamiento a horas nocturnas, preferentemente después de las 12 de la noche12 de la noche, que es cuando se tiene el costo de energía más barato.La demanda media actual es:

Dmed = 122, 400 / 720 = 170 kWDmed = 122, 400 / 720 = 170 kW

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Por lo que se tiene un factor de cargafactor de carga de: 

Si se desplaza la carga de la bomba fuera de las horas pico, especialmente hacia las horas de menor demanda, la demanda máxima disminuye en 804.746 = 59.6 kW804.746 = 59.6 kW, por lo que su valor pico será de 190.4 kW. Esta acción representa un ahorro económico mensual, considerando un costo de demanda de $65 kW, de:

Ahorro económico mensualAhorro económico mensual = 59.6x65 = $3,87459.6x65 = $3,874Más el IVA correspondiente. E1 factor de carga tendrá pues un valor de:

 Este valor nos indica un mejor uso de la energía eléctricala energía eléctrica en todo el sistema. Si el cambio de rutina de operación de la bomba implica algún costo conviene hacer un análisis económico para ver si se recupera la inversión.

68.0250

170

fc

893.04.190

170

fc

MENUMENU

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TIPOS DE CONDENSADORESTIPOS DE CONDENSADORES

Page 52: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

VARIEDAD EN VARIEDAD EN FLUORECENTESFLUORECENTES

Page 53: UNIVERSIDAD  NACIONAL DE INGENIERÍA

BALASTOSBALASTOS

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¿DÓNDE PUEDE ORIGINARSE LA MALA CALIDAD DE ENERGÍA?

1. En la acometida de la red eléctrica que alimenta la instalación por deficiencias del suministro.

2. En la propia instalación del usuario.

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¿QUÉ ES UNA ARMÓNICA?

Son ondas de frecuencias enteras ó múltiplos de números enteros de frecuencias fundamentales, que dan lugar a una señal distorsionada no sinusoidal.

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Los causantes son equipos de consumo o cargas no lineales (generalmente constituidos por componentes electrónicos), como PCs, TVs, variadores de frecuencia, etc.

CONSUMOS NO LINEALES

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EFECTOS DE LA DISTORSION ARMONICA

En condensadores: se queman si la corriente que En condensadores: se queman si la corriente que

circula por el banco es superior a 1.3 veces su circula por el banco es superior a 1.3 veces su

corriente nominal.corriente nominal.

En motores: sobre calentamiento y vibraciones En motores: sobre calentamiento y vibraciones

excesivas si la istorsion de tension es superior al 5%.excesivas si la istorsion de tension es superior al 5%.

En cables: sobre calentamiento si el valor eficaz de la En cables: sobre calentamiento si el valor eficaz de la

corriente es superior al que soporta el cable.corriente es superior al que soporta el cable.

En equipos de computo: perdidas de datos y daños En equipos de computo: perdidas de datos y daños

en componentes electronicos debido a que la tension en componentes electronicos debido a que la tension

maxima es superior al nominal.maxima es superior al nominal.

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Mediciones de Tensiones Armónicas

en una S.E.T. (3ra armónica)

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Mediciones Tensiones Armónicas

en una S. E. T. (5ta armónica)

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Las armónicas de orden elevados son pequeñas, principalmente por que son suavizadas por la presencia de inductancias en el sistema.

La 5ta armónica ocasiona una onda de tensión y corriente distorsionada.

Por lo tanto, la energía entregada en el punto de medición se considera energía de mala calidad.

Observaciones de las armónicas

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SOLUCIONES A LOS PROBLEMAS DE ARMÓNICAS

Mantener baja la impedancia eléctrica.

Preparar el circuito para asimilar el contenido de armónicas .

Balancear correctamente las cargas en los conductores/fases.