GERENCIA DE LA ENERGIA EN LA INDUSTRIA

(1)

GERENCIA DE LA ENERGIA EN

LA INDUSTRIA

CITCEA CITCEA

Universitat Politècnica de Catalunya Universitat Politècnica de Catalunya Universitat Politècnica de Catalunya Universitat Politècnica de Catalunya

(2)

1) I t

d

ió

1) Introducción

2) Presentación del CITCEA

3) Gerencia de la Energía: Aspectos básicos en la

eficiencia energética. Auditorias Energéticas.

Uso racional de la energía. Gerencia Energética

4) Motores Eficientes. Aplicación de tecnologías

eficientes en la industria. Ahorro de energía en

5) Mejora de Eficiencia en la Recogida Neumática

de basuras.

6) Conclusiones

)

(3)

Centro de Innovación Tecnológica

en Convertidores

1

2

INTRODUCCIÓN

Presentación del CITCEA

en Convertidores

Estáticos y Accionamientos

C C

C

4 3 Gerencia de la Energía: Aspectos básicos

Motores Eficientes. Aplicación de tecnologías eficientes en la industria

CITCEA

CITCEA -- UPC

UPC

5 6

Mejora de Eficiencia en la Recogida Neumática de basuras.

(4)

Presentación del CITCEA

2

1

2

INTRODUCCIÓN

4

3 Gerencia de la Energía:

Aspectos básicos

5 6

Conclusiones

La gestión y conversión de la La gestión y conversión de la energía está presente en todo el energía está presente en todo el sistema eléctrico!

(5)

¿Quienes Somos?

1

2

INTRODUCCIÓN

El

El CITCEA

CITCEA es

es un

un grupo

grupo de

de investigación

investigación e

e

inno ación

inno ación de

de la

la Uni ersidad

Uni ersidad Politécnica

Politécnica de

de

4

Aspectos básicos

innovación

innovación de

de la

la Universidad

Universidad Politécnica

Politécnica de

de

Cataluña,

Cataluña, integrado

integrado al

al Departamento

Departamento de

de

Ingeniería

Ingeniería Eléctrica,

Eléctrica, con

con más

más de

de 25

25 años

años de

de

5

6

Conclusiones

Ingeniería

Ingeniería Eléctrica,

Eléctrica, con

con más

más de

de 25

25 años

años de

de

experiencia

experiencia en

en el

el sector

sector eléctrico

eléctrico y

y que

que

desde

desde hace

hace cuatro

cuatro años

años forma

forma parte

parte de

de la

la

Red

de

Innovación

Tecnológica

(XIT),

impulsada

(6)

Presentación del CITCEA

2

1

2

INTRODUCCIÓN

4

Aspectos básicos

5 6

Mejora de Eficiencia en la Recogida Neumática de basuras. Conclusiones El Equipo CITCEA: El Equipo CITCEA: Valor humano Valor humano

(7)

Presentación del CITCEA

2 L ti id d d l t d l L ti id d d l t d l 1 2 INTRODUCCIÓN

Las actividades del centro se desglosan Las actividades del centro se desglosan principalmente en

principalmente en

4

Aspectos básicos

Tres líneas de actuación: Tres líneas de actuación:

Realización de estudios técnicos Realización de estudios técnicos

5 6

Conclusiones

Desarrollo de proyectos de innovación Desarrollo de proyectos de innovación tecnológica tecnológica Formación Formación Formación Formación

Dos áreas temáticas: Dos áreas temáticas:

Mecatrónica Mecatrónica Mecatrónica Mecatrónica Energía Energía

(8)

Presentación del CITCEA:

Mecatrónica

2

1

2

INTRODUCCIÓN

Ejemplos mecatrónicos Ejemplos mecatrónicos Pi ld d (S Pi ld d (S 4 3 Gerencia de la Energía: Aspectos básicos

Pinza soldadura por puntos (Serra Pinza soldadura por puntos (Serra Soldadura)

Soldadura)

Impresora chorro de tinta sobre tela Impresora chorro de tinta sobre tela

5 6

Conclusiones

(Digital Drop Printing) (Digital Drop Printing)

Boya productora de energía eléctrica Boya productora de energía eléctrica (Arlas Invest)

(Arlas Invest)

( )

Panel fotovoltaico concentrador y Panel fotovoltaico concentrador y seguidor del sol (Sol 3G)

(9)

Presentación del CITCEA:

Mecatrónica

2

1

2

INTRODUCCIÓN

Electrónica de potencia como tecnología Electrónica de potencia como tecnología habilitadora de las energías renovables habilitadora de las energías renovables

4

Aspectos básicos

Rectificador activo Rectificador activo Filtro activo Filtro activo Filtro híbrido Filtro híbrido 5 6

Mejora de Eficiencia en la Recogida Neumática de basuras. Conclusiones Filtro híbrido Filtro híbrido Interruptores estáticos Interruptores estáticos

Convertidores Back to back Convertidores Back to back Bancadas de ensayos Bancadas de ensayos Bancadas de ensayos Bancadas de ensayos Comunicaciones PLC Comunicaciones PLC

(10)

Presentación del CITCEA:

Energía: Tecnología

2

•• Impacto de redes de transmisión en MunicipiosImpacto de redes de transmisión en Municipios

1

2

INTRODUCCIÓN

pacto de edes de t a s s ó e u c p os pacto de edes de t a s s ó e u c p os

•• Coordinación aislamientoCoordinación aislamiento

•• Índices de calidadÍndices de calidad

•• Monitorización de la redMonitorización de la red

4

Aspectos básicos

Monitorización de la red Monitorización de la red

•• Calidad de onda y inmunización de procesos Calidad de onda y inmunización de procesos productivos

productivos

•• Impacto de conexión de productores en régimenImpacto de conexión de productores en régimen

5 6

Conclusiones

•• Impacto de conexión de productores en régimen Impacto de conexión de productores en régimen especial

especial

•• Compatibilidad de las energías renovables con la Compatibilidad de las energías renovables con la d

d red red

•• Pilas de combustiblePilas de combustible

•• Análisis estático y dinámico de la red electrica Análisis estático y dinámico de la red electrica (Neplan, Digsilent, PSS

(11)

Presentación del CITCEA:

Energía: Regulación

y Mercado

2 1 2 INTRODUCCIÓN

Presentación del CITCEA •• Gerencia energética.Gerencia energética.

•• Comparación de calidad y remuneraciónComparación de calidad y remuneración

4

Aspectos básicos

p y

•• Contratación de suministroContratación de suministro

•• Cálculo de las tarifas y retribuciónCálculo de las tarifas y retribución

•• Modelos de retribuciónModelos de retribución

5 6

Conclusiones

Modelos de retribución Modelos de retribución

•• Modelos de simulación de la influencia deModelos de simulación de la influencia de la la calidad en la tarifa

calidad en la tarifa

•• Planes energéticos (regionales municipalesPlanes energéticos (regionales municipales

•• Planes energéticos (regionales, municipales,Planes energéticos (regionales, municipales, sectoriales)

sectoriales)

(12)

Presentación del CITCEA: FORMACION

CURSOS PROFESIONALES

2

1.

1. Funcionamiento del Mercado EléctricoFuncionamiento del Mercado Eléctrico

1

2

INTRODUCCIÓN

2.

2. Puestas a Tierra y Protección de sobre tensionesPuestas a Tierra y Protección de sobre tensiones 3.

3. Selección, instalación y mantenimiento de SAISelección, instalación y mantenimiento de SAI´´s de grans de gran potencia

potencia 4

4 Contratación del suministro eléctrico en entornosContratación del suministro eléctrico en entornos

4

Aspectos básicos

4.

4. Contratación del suministro eléctrico en entornosContratación del suministro eléctrico en entornos liberalizados

liberalizados 5.

5. Instalaciones eléctricas de baja tensión y nueva Instalaciones eléctricas de baja tensión y nueva reglamentación de baja tensión

reglamentación de baja tensión

5 6

Conclusiones

6.

6. Protecciones eléctricas en redes de media tensión. Protecciones eléctricas en redes de media tensión. 7.

7. Regulación del régimen especial Regulación del régimen especial 8.

8. Gestión sostenible de la energía en la industriaGestión sostenible de la energía en la industria 9

9 Monitorización de la calidad del suministro eléctricoMonitorización de la calidad del suministro eléctrico 9.

9. Monitorización de la calidad del suministro eléctricoMonitorización de la calidad del suministro eléctrico 10.

10. Curso básico en instalaciones eléctricasCurso básico en instalaciones eléctricas 11.

(13)

BUSCANDO EL MEJOR USO DE LA BUSCANDO EL MEJOR USO DE LA ENERGÍA SE HA LLEGADO A MUCHOS ENERGÍA SE HA LLEGADO A MUCHOS

1

2

INTRODUCCIÓN

ENERGÍA SE HA LLEGADO A MUCHOS ENERGÍA SE HA LLEGADO A MUCHOS CONCEPTOS: CONCEPTOS: Auditorias Energéticas Auditorias Energéticas 4 3 Gerencia de la Energía: Aspectos básicos

Auditorias Energéticas Auditorias Energéticas Diagnósticos Energéticos Diagnósticos Energéticos Uso Racional de la Energía Uso Racional de la Energía Demand Side Management Demand Side Management

5 6

Conclusiones

Demand Side Management Demand Side Management Demand Side Bidding.

Demand Side Bidding. Gestión de recursos Gestión de recursos Gestión de Ofertas. Gestión de Ofertas. … …

(14)

3

_{Gerencia de la Energía. Aspectos Básicos}

G i d l E í G i d l E í 1 2 INTRODUCCIÓN

Gerencia de la Energía. Gerencia de la Energía.

La define el CITCEA como la actividad La define el CITCEA como la actividad

4

Aspectos básicos

dedicada a realizar la gestión de la dedicada a realizar la gestión de la energía, en cualquier sector, desde el energía, en cualquier sector, desde el punto de vista económico, tecnológico, punto de vista económico, tecnológico,

5 6

Conclusiones

p g

social y ambiental, buscando el uso social y ambiental, buscando el uso

óptimo de está y su mejor relación con el óptimo de está y su mejor relación con el entorno.

entorno. entorno. entorno.

(15)

COMPRA DE ENERGÍA COMPRA DE ENERGÍA A d l tió d l j ió A d l tió d l j ió 1 2 INTRODUCCIÓN

Ayudar en la gestión de la mejor opción Ayudar en la gestión de la mejor opción de compra de energía eléctrica para el de compra de energía eléctrica para el cliente.

cliente.

4

Aspectos básicos

Negociaciones de este tipo pueden Negociaciones de este tipo pueden significar mejores tarifas y ahorros significar mejores tarifas y ahorros

5 6

Conclusiones

g j y

importantes. (La experiencia internacional importantes. (La experiencia internacional muestra que se puede ahorrar en

muestra que se puede ahorrar en

promedio un 5% del costo anual de la promedio un 5% del costo anual de la promedio un 5% del costo anual de la promedio un 5% del costo anual de la energía en procesos de negociación) energía en procesos de negociación) CITCEA: EMPRESAS MULTICENTROS CITCEA: EMPRESAS MULTICENTROS ALGUNOS PUNTOS DE

ALGUNOS PUNTOS DE ACTUACION

ACTUACION

CITCEA: EMPRESAS MULTICENTROS CITCEA: EMPRESAS MULTICENTROS DE LA GERENCIA ENERGETICA

(16)

3

_{Gerencia de la Energía. Aspectos Básicos}

Eficiencia Equipos. Eficiencia Equipos. 1 2 INTRODUCCIÓN

Cambio en los Equipos buscando mejora Cambio en los Equipos buscando mejora en los consumos.

en los consumos.

4

Aspectos básicos

CITCEA: Proyecto de Motores Eficientes CITCEA: Proyecto de Motores Eficientes

5 6

Conclusiones

Eficiencia Procesos. Eficiencia Procesos.

Optimización de Procesos buscando Optimización de Procesos buscando pp mejora en los consumos.

mejora en los consumos.

CITCEA: Proyecto de Recogida CITCEA: Proyecto de Recogida ALGUNOS PUNTOS DE

ALGUNOS PUNTOS DE ACTUACION

ACTUACION

DE LA GERENCIA ENERGETICA

DE LA GERENCIA ENERGETICA CITCEA: Proyecto de Recogida CITCEA: Proyecto de Recogida Neumática de basuras

Neumática de basuras DE LA GERENCIA ENERGETICA

(17)

1

2

INTRODUCCIÓN

4

Aspectos básicos

5 6

(18)

4 _{Motores Eficientes. Aplicación de Tecnologías Eficientes en}_{Motores Eficientes. Aplicación de Tecnologías Eficientes en} la Industria la Industria la Industria la Industria 96 94 _3% 1 2 INTRODUCCIÓN

% 94 92 90 3% 4 3 Gerencia de la Energía: Aspectos básicos

E ficiencia 88 86 84 6.5% 5 6

Mejora de Eficiencia en la Recogida Neumática de basuras. Conclusiones E 82 80 Motor eficiente Estándar 25% Carga 78 50% 75% 100% Efi i i Eficiencia y carga

(19)

0.85 Factor de potencia Standard 0.85 Factor de potencia Standard 1 2 INTRODUCCIÓN

0 75 0.8 Standard Motor eficiente 0 75 0.8 Standard Motor eficiente 4 3 Gerencia de la Energía: Aspectos básicos

Motores Eficientes. Aplicación de

tecnologías eficientes en la industria 0.7

0.75

0.7 0.75

5 6

Mejora de Eficiencia en la Recogida Neumática de basuras. Conclusiones 0 6 0.65 0 6 0.65 F t d t i C 40 50 60 70 80 90 100 110 0.6 Carga 40 50 60 70 80 90 100 110 0.6 Carga Factor de potencia y Carga

(20)

4 _{Motores Eficientes. Aplicación de Tecnologías Eficientes en}_{Motores Eficientes. Aplicación de Tecnologías Eficientes en}

la Industria la Industria la Industria la Industria

Fricción en los cojinetes = 23%

Ventilador mas pequeño Perdidas en el estator

1

2

INTRODUCCIÓN

p q Perdidas en el estator

4

Aspectos básicos

50%

5 6

Conclusiones _{Perdidas en el rotor}

Pérdidas de dispersión = 7%

- Mejora de la geometría de l

- mejor hierro

- laminación más finaPérdidas en el cobre = 20%

- Optimización de los bobinados - Conductores mas largos

las ranuras

Como se hace un

(21)

1

2

INTRODUCCIÓN

4

Aspectos básicos

5 6

Conclusiones

Cl ifi ió d di i t ú

Clasificación de rendimientos según IEC 34-1 i IEC 34-2

(22)

4 _{Motores Eficientes. Aplicación de Tecnologías Eficientes en}_{Motores Eficientes. Aplicación de Tecnologías Eficientes en} la Industria la Industria la Industria la Industria Motor Estándar

Motor Estándar Motor Alta Motor Alta Eficiencia Eficiencia

1

2

INTRODUCCIÓN

Eficiencia Eficiencia Potencia: Potencia: 20 20 kWkW 20 kW20 kW Eficiencia: Eficiencia: 85%85% 92%92% 4 3 Gerencia de la Energía: Aspectos básicos

Eficiencia: Eficiencia: 85%85% 92%92% Costo de Costo de adquisición adquisición 1 500 001 500 00 €€ 2 000 002 000 00 €€ 5 6

Mejora de Eficiencia en la Recogida Neumática de basuras. Conclusiones adquisición adquisición 1.500,00 1.500,00 €€ 2.000,00 2.000,00 €€ Costo de la energía: Costo de la energía: 0,0681 0,0681 €€ 0,0681 0,0681 €€

(23)

Potencia Ahorrada =

Potencia Ahorrada = 20 kW x (1/0.8520 kW x (1/0.85--1/0.92) = 1,79 kW1/0.92) = 1,79 kW

1

2

INTRODUCCIÓN

Energía Ahorrada al año = 1,79 x 8.000 = 14.322,25 kWh Energía Ahorrada al año = 1,79 x 8.000 = 14.322,25 kWh Ahorro Económico al año = 14.322,25 x 0,0681 = 975,35 Ahorro Económico al año = 14.322,25 x 0,0681 = 975,35€€

4

Aspectos básicos

El tiempo de retorno de la inversión se calcula: El tiempo de retorno de la inversión se calcula:

2 000 00

2 000 00 €€ / 975 35/ 975 35 €€ = 2 05 años= 2 05 años

5 6

Conclusiones

2.000,00

2.000,00 €€ / 975,35 / 975,35 €€ = 2,05 años = 2,05 años

Estos tiempos se reducen más si se trata de hacer una Estos tiempos se reducen más si se trata de hacer una elección entre dos motores:

elección entre dos motores: elección entre dos motores: elección entre dos motores:

(2.000,00

(2.000,00 –– 1.500,00) / 975,35 = 0,51 años1.500,00) / 975,35 = 0,51 años Calculo del ahorro

(24)

4 _{Motores Eficientes. Aplicación de Tecnologías Eficientes en}_{Motores Eficientes. Aplicación de Tecnologías Eficientes en}

la Industria la Industria la Industria la Industria

Los motores de alta eficiencia consumen menos Los motores de alta eficiencia consumen menos energía para la misma potencia que un motor energía para la misma potencia que un motor eléctrico inductivo convencional

eléctrico inductivo convencional

1

2

INTRODUCCIÓN

eléctrico inductivo convencional. eléctrico inductivo convencional.

El precio del motor eficiente es mayor que el precio El precio del motor eficiente es mayor que el precio

d t i l di d j tifi bl

4

Aspectos básicos

de un motor convencional pudiendo ser justificable de un motor convencional pudiendo ser justificable su instalación según el ciclo de trabajo del proceso su instalación según el ciclo de trabajo del proceso sobre el que actúa.

sobre el que actúa.

5 6

Conclusiones

Este sobrecosto se justifica con el hecho de que este Este sobrecosto se justifica con el hecho de que este tipo de motores necesitan una mayor precisión

tipo de motores necesitan una mayor precisión pp yy pp constructiva que los convencionales aunque los constructiva que los convencionales aunque los materiales y la tecnología constructiva usados para materiales y la tecnología constructiva usados para los motores eficientes es la misma o muy parecida los motores eficientes es la misma o muy parecida los motores eficientes es la misma o muy parecida los motores eficientes es la misma o muy parecida en la mayoría de los casos que las del motor

en la mayoría de los casos que las del motor estándar.

(25)

1

2

INTRODUCCIÓN

4

Aspectos básicos

5 6

(26)

5

Problema: Problema:

Establecer la manera óptima de utilización Establecer la manera óptima de utilización

1

2

INTRODUCCIÓN

p p

del sistema de recogida neumática de del sistema de recogida neumática de basuras para lograr un óptimo consumo basuras para lograr un óptimo consumo Energético.

Energético.

4

Aspectos básicos

Energético. Energético. Variables en la recolección: Variables en la recolección: 5 6

Conclusiones

Niveles: Nivel de llenado del contenedor Niveles: Nivel de llenado del contenedor Horarios: Fijos al día o dependiendo de si Horarios: Fijos al día o dependiendo de si Horarios: Fijos al día o dependiendo de si Horarios: Fijos al día o dependiendo de si está lleno o no el contenedor

está lleno o no el contenedor

Sectores: identificando un ramal de Sectores: identificando un ramal de contenedores bajo características de contenedores bajo características de llenado.

(27)

Escenarios de recogida

Con arrancadores y válvula de regulación Consumo (kWh) Ti ( ) 1 2 INTRODUCCIÓN

(kWh) Tiempo (s) Por horario 1394,62 9545 Por niveles 3991 36 64144 4 3 Gerencia de la Energía: Aspectos básicos

independientes 3991,36 64144 Por niveles

independientes con una 4108,84 66032 5

6

Conclusiones

recogida diaria mínima Por niveles con una recogida diaria mínima

di ió d 1433,72 20635

y con coordinación de recogida

1433,72 20635

Por niveles con una recogida diaria mínima recogida diaria mínima y con coordinación de recogida por sector

(28)

5

CONSUMO CONSUMO El

El consumoconsumo concon unun programaprograma secuencialsecuencial

1

2

INTRODUCCIÓN

p g

por

por horarioshorarios puedepuede alcanzaralcanzar valoresvalores deldel orden

orden trestres vecesveces inferiorinferior respectorespecto aa unun sistema

sistema porpor nivelesniveles independientesindependientes

4

Aspectos básicos

sistema

sistema porpor nivelesniveles independientesindependientes TARIFA

TARIFA

5 6

Conclusiones

La

La tarifatarifa concon unun programaprograma secuencialsecuencial porpor horarios

horarios eses claramenteclaramente inferiorinferior alal poderpoder trabajar

trabajar enen laslas franjasfranjas LlanoLlano yy ValleValle trabajar

trabajar enen laslas franjasfranjas LlanoLlano yy Valle,Valle, mientras

mientras queque porpor nivelesniveles lala instalacióninstalación consume

consume cadacada vezvez queque unauna válvulaválvula estáestá llena,

llena, siendosiendo independienteindependiente dede lala franjafranja horaria

(29)

Debido

Debido alal mayormayor númeronúmero dede horashoras dede funcionamiento

funcionamiento enen elel sistemasistema dede recogidarecogida por

por nivelnivel lala instalacióninstalación requiererequiere unun mayormayor

1

2

INTRODUCCIÓN

por

por nivel,nivel, lala instalacióninstalación requiererequiere unun mayormayor número

número dede accionesacciones enen mantenimientomantenimiento preventivo,

preventivo, asíasí comocomo unauna menormenor vidavida útilútil dede los

los equiposequipos

4

Aspectos básicos

los

los equiposequipos.. CONVERTIDOR

CONVERTIDOR DEDE FRECUENCIAFRECUENCIA

C d

C d ll tidtid ll

5 6

Conclusiones

Cuando

Cuando sese recurrerecurre alal convertidor,convertidor, elel principal

principal puntopunto diferenciadordiferenciador entreentre loslos sistemas

sistemas estudiadosestudiados consisteconsiste enen lala posibilidad

posibilidad dede regularregular elel caudalcaudal aa travéstravés deldel motor,

motor, queque significasignifica unun consumoconsumo eléctricoeléctrico menor

menor.. ElEl ahorroahorro energéticoenergético dependegg depende depp de lala regulación