Asistencia Técnica en Sistemas Motrices. Markus Müller Agencia Chilena de Eficiencia Energética

Asistencia Técnica en Sistemas Motrices

Markus Müller

Índice

1.

Ámbito de la Asistencia Técnica

2.

Motivaciones y Antecedentes del Proyecto

3.

Experiencia Internacional

4.

Sistemas motrices seleccionados

5.

Característica de la Asistencia Técnica

6.

Gestión y Eficiencia de motores

1. Ámbito de la Asistencia Técnica en

Sistemas Motrices

Definición de un Sistema Motriz

• Los sistemas motrices son aquellos

que requieren de un motor eléctrico

para funcionar.

• Los sistema están compuestos por

– Motor eléctrico

– Elemento de transmisión de fuerza

– Maquina que realiza un trabajo

requerido en un proceso

– Elementos de regulación

– Elementos que entregan la utilidad

al lugar de destino (ductos)

Eficiencia Energética en sistemas motrices

• apunta a optimizar su

– operación y mantenimiento,

– dimensionamiento,

– diseño

para minimizar la energía utilizada (consumo

eléctrico) en la generación de un trabajo

requerido en un determinado proceso.

• requiere una mirada integral que considera la

utilidad demandada y todas las partes que

conforman el sistema (no solamente el recambio

del motor)

2. Motivaciónes y antecedentes del

proyecto

• Estructura de consumo de energía eléctrica:

– La industria y minería abarca el 65,7% de todo el consumo

eléctrico

– 70% del consumo eléctrico en la industria y la minería se debe

a motores eléctricos

46% del consumo electrico del país se debe a motores

electricos

• Oportunidades

de

ahorro

identificadas

por

estudios

anteriores sobre el parque de motores eléctricos en la

industria y minería.

• Oportunidades de ahorro de energía según los tipos de

sistemas motrices existentes en la industria, demostradas en

programas e iniciativas internacionales.

Consumo final de energía eléctrica (2008)

17.851

9.001

8.751

6.199

5.346

2.333

1.554

1.439

607

605

536

473

426

405

189

73

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000 12.000 14.000 16.000 18.000 20.000

Cobre

Industrias Varias

Sector Residencial

Sector Comercial

Papel y Celulosa

Sector Energético: autoconsumo

Minas Varias

Sector Público

Cemento

Siderurgia

Petroquímica

Hierro

Sector Transporte

Salitre

Pesca

Azúcar

Consumo de Energía GWh

Número de Motores eléctricos por subsector (2004)

Fuente: PRIEN 2007

Parque de Motores Eléctricos

Industria y minería (2004)

Pequeña y m ediana em presa Minería del cobre Gran Industria y otra m inería Total industria y m inería Motores eléctricos 160.418 73.017 20.092 253.527 0 50.000 100.000 150.000 200.000 250.000 300.000

N

°

Mo

to

re

s

Fuente: PRIEN 2007

Número de Motores eléctricos por rango de potencia (HP)

Parque de Motores Eléctricos - Industria y minería

(2004)

0 - 5 6 - 20 21 - 50 51 - 100 101 - 200 201 - 500 501 -1000 1001 < Total Motores eléctricos 141.222 56.324 26.458 14.639 8.289 4.408 1.911 276 253.527

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

N

°

Mo

to

re

s

0 - 5 6 - 20 21 - 50 51 - 100 101 - 200 201 - 500 501 -1000 1001 < Total Motores eléctricos 942 1.853 2.461 2.656 3.038 4.113 3.945 3.750 22.757 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000

G

W

h

Consumo de energía – motores eléctricos 2004 (GWh)

Fuente: PRIEN 2007

Consumo de energía motores eléctricos 2004 (GWh)

Bombas Ventiladores Compresores Correas Otros Total

Motores eléctricos 4.020 3.469 3.003 657 11.609 22.757 0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000

G

W

h

Fuente: PRIEN 2007

Las oportunidades identificadas y aplicables al parque de

motores eléctricos en el sector industria y minería son:

1.

Ahorros por el reemplazo de los motores que terminaron

su vida útil por motores eficientes.

2.

Ahorros debido a la expansión del parque de motores

(motores eficientes) debido a los proyectos nuevos o la

expansión de la demanda.

3.

Ahorros por la introducción de variadores de frecuencia.

Fuente: PRIEN 2007

Oportunidades de Ahorro de Energía - Motores

eléctricos por proyectos (al año 10)

Fin v ida útil Proyectos Nuev os Introducción de VSDs Total ahorros [GWh/año] Motores eléctricos 28,1 36,9 1.513,90 1.578,90 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

G

W

h

/a

ñ

o

Fuente: PRIEN 2007

Elaboración propia

0 - 5 6 - 20 21 - 50 51 - 100 101 - 200 201 - 500 501 - 1000 1001 < Total ahorros [GWh/año ] Motores eléctricos 79,5 150,4 219,6 267,9 320,9 280,7 259,7 0,2 1.578,90 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

G

W

h

/a

ñ

o

Oportunidades de Ahorro de Energía - Motores eléctricos

por potencia (HP) – (al año 10)

Fuente: PRIEN 2007

Elaboración propia

•

Experiencia Norteamericana

DOE – USA. Website enfocado en brindar información técnica a

los sistemas: motores eléctricos, bombas, ventiladores, aire

comprimido y otros sistemas. Tienen un programa de asistencia

presencial.

•

Experiencia Asiática.

Programa de Eficiencia Energética para la Industria en Asia. Los

sistemas que abarcan: motores eléctricos, sistemas de bombeo,

ventilación sopladores, torres de enfriamiento, refrigeración y aire

acondicionado e iluminación.

•

Experiencias de la Unión europea

.

European Motor Challenge:

DENA: Campaña Aire comprimido; bombeo, frío, ventilación,

transporte de materiales

Programa de Eficiencia Energética en Canadá. RETScreen

International

Programas de asistencia en Estados Unidos

Herramientas de asistencia no presencial Herramientas de asis tencia presencial

Web site del ITP-DOE USA

Programas de asistencia en Estados Unidos

Fuente: http://www1.eere.energy.gov/industry/

Motores, Bombas y Ventiladores

Compresión de aire

Herramientas software

Programas de asistencia en ASIA

http://re.jrc.ec.europa.eu/energyefficiency/motorchallenge/index.htm

European Motor Challange Programme

Programa Alemania (dena)

http://www.retscreen.net/ang/energy_efficiency_projects.php

Comparación entre Programas

Programa DOE

-EE.UU. Programa Asia Programa Europeo

Programa en Canadá Web site

Guías técnicas

Casos prácticos

Softwares

Call center

AT en terreno

Capacitación

Sistemas motrices

Motores eléctricos

Bombas

Ventiladores

Aire comprimido

Torres de enfriamiento

Refrigeración

Correas transportadoras

Tratamiento de materiales

Procesos térmicos

Sistemas de vapor

Aire acondicionado

Iluminación

Fuente: Encuesta de consumo y eficiencia energética 2009 - INE

Uso de sistemas energéticos en la industria (%)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Refrigeración

Sistemas de Bombas

Sistemas de Ventilación/Extracción de Aire

Sistemas de Transporte (Cintas transportadoras, etc.)

Sistemas de Aire Comprimido

Tratamiento de Materiales (mollenda, chancado, cortado,

etc.)

Otros Sistemas Motrices

% de utilización

% de utilización de sistemas motrices en la industria

Fuente: Encuesta de consumo y eficiencia energética 2009 - INE

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Refrigeración Sistemas de Bombas Sistemas de Ventilación/Extracción de Aire Sistemas de Transporte (Cintas transportadoras, etc.) Sistemas de Aire Comprimido Tratamiento de Materiales (mollenda, chancado, cortado,

etc.)

Otros Sistemas Motrices

¿Se mide eficiencia en el sistema motriz?

SI

NO

Aplicaciones de los SM en la industria

Sistema Motriz Aplicaciones Esquemas

Sistemas de Bombeo

Industria de alimentos y bebidas Industria Pesquera

Agroindustria

Tratamientos de agua y lodos residuales Industria Petroquímica

Industria Minera

Abastecimiento de agua zonas urbanas

Sistemas de Ventilación

Talleres de metal mecánica: evacuar humos contaminantes Industria Química: evacuar gases tóxicos

Industria Minera:

Industria de alimentos y bebidas Plantas de Fundición

Industria Textil Edificaciones urbanas

Sistemas de Refrigeración

Industria de alimentos y bebidas: cámaras de almacenamiento Industria Química: control de temperaturas de reacciones químicas

Industria Minera: refrigerar de equipos térmicos Medicina: cámaras de conservación y crio génesis Edificaciones urbanas: conservar temperatura confort

Sistema Motriz Aplicaciones Esquemas Sistemas de Compresión Industria de Transporte Industria Minera Industria Textil Actividades manufactureras

Operación de Herramientas Neumáticas Agricultura

Tratamiento de Materiales

Industria Minera: chancado de mineral

Industria de Alimentos: molienda de granos

Transporte de materiales

Industria minera: transporte de mineral Industria de Alimentos

Industria Manufacturera

5. Características de la Asistencia

Técnica y Productos desarrollados

No Presencial

•

Asistencia Técnica Vía Web.

Para acceder a la Asistencia Técnica Vía Web, la empresa debe ingresar a

www.sistemasmotrices.cl

y puede utilizar las distintas

herramientas de

autoayuda

disponibles a través de este sitio o realizar

consultas por correo

electrónico

•

Asistencia Técnica Vía Telefónica.

Para acceder a la Asistencia Técnica Vía Telefónica el encargado del (los)

sistema(s) motriz(ces) deberá

llamar al número telefónico 02-570 9501 donde

le atenderá un especialista

que lo asesorará en relación con la inclusión de

criterios y elementos relacionados con la EE en sus sistemas motrices.

Presencial

Se realizará asistencia en terreno a

6 empresas beneficiarias

distintas, cuyos

resultados serán analizados y difundidos a través de la página web.

Selección de las empresas beneficiarias

Página web / call center

Otros

Grupo destinatario de la Asistencia Técnica

Cualquier empresa

del país que requiera de la asesoría para la

incorporación de criterios de eficiencia energética en los sistemas

incluidos:

• Sistemas de Refrigeración.

• Sistemas de Bombeo.

• Sistemas de Ventilación.

• Sistemas de Transporte

• Sistemas de Aire Comprimido.

• Pagina Internet:

www.sistemasmotrices.cl

• Guias Técnicas

• Herramientas de cálculo

• Folletos

Medidas de EE aplicables a estos sistemas

•

Gestión

(Operación y Mantenimiento)

– Cambiar puntos de operación

– procedimientos de operación

– planes de mantenimiento

– control de consumo / indicadores

•

Tecnología

– Uso de Variadores de frecuencia

– Controladores

– Reemplazo de motores por motores eficientes

– Redimensionamiento del sistema / elementos

– Rediseño del sistema

•

Específicas

(ejemplos)

–

Sistemas de Bombeo:

»

Horas de operación

»

Cambio de rodetes

»

VdF

–

Sistemas de Refrigeración:

»

Cambio del punto de operación (presión, Temperatura)

»

Cambios operacionales para evitar infiltraciones

»

VdF ventiladores y compresor

»

Recuperación de calor

–

Sistemas de Aire Comprimido:

»

Reducción de presión

»

eliminación de fugas

»

Tanques de expansión

»

Implementación de paletas

–

Sistemas de Ventilación:

»

División de sistemas

»

Cambio de ventiladores

–

Sistemas de Transporte de Material:

»

Alineamientos

»

Correas de mayor eficiencia

6. Gestión y Eficiencia de

motores

•

Sondeo e inventario de motores

•

Pauta / procedimiento para la toma de

decisión: reemplazo / reparación

•

Stock de motores repuestos en preparación

para la falla de motores

•

Especificaciones de compra y reparación

•

Programa de mantención predictivo /

preventivo

Clasificación de Eficiencia de Motores

Nivel de

Eficiencia

Clasificación

armonizada*

Clasificaciones

regionales

Eficiencia

Premium

IE3

NEMA Premium

(EE.UU)

Alta

Eficiencia

IE2

EPAct (EE.UU)

Eff1 (UE)

Eficiencia

Estandar

IE1

Eff2 (UE)

* Norma IEC 60034-30, 1- 500HP (0,75-375kW), 2,4,6 polos, hasta

1000V

Etiquetado y MEPS en Chile

•

Introducción de etiquetado para motores

de inducción jaula de ardilla de 2, 4 y 6

polos entre 1 – 10HP a partir del 2011

•

Ampliación del etiquetado hasta 500HP en

proceso de análisis por la división de EE

den Ministerio de Energía

•

Establecimiento de MEPS para motores en

Muchas gracias!

Markus Müller