20150514 hospital
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ENERGIA E SUSTENTABILIDADE AMBIENTAL Gilberto M Jannuzzi UNICAMP
24º. Congresso FEHOSP 12-15 Maio 2015, Royal Palm Plaza Campinas SP
Tópicos • Contexto energético atual • Energia e Sustentabilidade • Um exemplo de eficiência energética no HC da UNICAMP
Pontos de atenção • Aumento da demanda de eletricidade (residencial e
comercial) e gasolina nos últimos 2 anos. Redução de tarifas e preços congelados da gasolina. • 2013 PIB cresceu 2,3%, elet 4,5% • 2014 PIB ˜0% elet 2,2% (recessão industrial)
• Eletricidade: problemas na gestão de leilões, conclusão de obras, coordenação de obras de expansão
• Desequilíbrio financeiro das empresas de eletricidade
Respostas oficiais • Diversificação de fontes de suprimento
• Leilões específicos: eólico, solar
• Desde 2003 praticamente todas novas usinas hidroelétricas sem reservatório
• Dependência cada vez maior de termoeletricidade • Fatores de capacidade:
• Hidroelétricas 2012 (57%) 2013 (49%) • Termoelétricas 2012 (geral 37%, GN 42%) 2013 (65% , 73%)
ENERGIA ARMAZENADA EM RESERVATÓRIOS: 2000 a 2014
Fonte: Operador Nacional do Sistema Elétrico – ONS (2014)
9
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25,000
50,000
75,000
100,000
125,000
150,000
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225,000
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Energia Hídrica méd
ia Arm
azen
ada [M
W/ano
]
ANO
SIN
SE/CO
S
N
NE
8%
69%
18% 5% S
SE/CO
NE
N
10 Evolution of the energy stored in water resevoirs 2013-2022 (PNE
2030)
Fonte: Plano Nacional de Energia – PNE 2030
Analisando a previsão de capacidade de armazenamento dos reservatórios ao final do ano de 2022, percebe-se que, em termos percentuais, a elevação de 2% é bem inferior ao aumento da capacidade instalada de usinas hidrelétricas, de 40%.
ENERGIA E SUSTENTABILIDADE
Quais soluções ?
• Eficiência Energética
• Fontes Renováveis
Soluções P
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GLD,%E'iciência%e%conservação%
Recursos%de%demanda%
Substituição%de%energéticos,%geração%
distribuída,%Mudança%padrões%de%consumo%
Materiais%Armazenamento%de%energia%
Tecnologias%de%interface%
Família%"smart"(redes,%medição,%
equipamentos)%geração%
distribuída,%
Combustíves%Eletricidade%
Calor%Recursos%de%Oferta%E'iciência%
energética%
EXEMPLO DE PROJETO DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Hospital das Clínicas da UNICAMP (realizado entre 2004-2005)
Projeto de Eficiência Energé2ca Hospital de Clínicas da UNICAMP
• Parceria UNICAMP/ELEKTRO; • Recursos da Lei 10848/04 e 9.991/00 • Investimento ELEKTRO com 50% assumido por ela;
• Os demais 50% são retornáveis com os recurso da UNICAMP relativos a economia na conta de energia elétrica;
Viabilidade do Projeto
• Diagnóstico dos equipamentos instalados que podem gerar economia de energia elétrica;
• Estimativa da economia gerada com a substituição;
• Estudo BeneRício x Custo; importante o cálculo do pay back simples;
• Cronograma Prévio.
Projeto HC
• 1ª ETAPA: ~ 2500 luminárias ~ 7800 lâmpadas
• 2ª ETAPA ~ 4400 luminárias ~ 12200 lâmpadas -‐ Sistema de ar condicionado (chillers)
Dados do sistema anKgo
SISTEMA ANTIGO
Tipo de Luminária/lâmpada 2x20W 2x32W 4x32W 2x40W 4x40W 1X110W TOTAL
Quantidade de luminárias 2 172 337 861 1091 42 2505
Quantidade de lâmpadas 4 344 1348 1722 4364 42 7824
Quantidade de reatores 2 172 674 861 2182 42 3933
6 tipos de luminárias, 4 tipos de lâmpadas e 4 tipos de reatores.
SISTEMA ANTIGO
Tipo de Luminária/lâmpada 2x20W 1x32W 2x32W 4x32W 1x40W 2x40W 4x40W 1X110W TOTAL
Quantidade de luminárias 152 15 842 770 172 1302 1087 15 4355
Quantidade de lâmpadas 304 15 1684 3080 172 2604 4348 15 12222
Quantidade de reatores 152 15 842 1540 172 1302 2174 15 6212
8 tipos de luminárias, 4 tipos de lâmpadas e 4 tipos de reatores.
Etapa 1
Etapa 2
Sistema antigo de iluminação
Sistema novo de iluminação
ESPECIFICAÇÃO • Luminárias:
Aproveitamento dos vãos do teto; • Lâmpadas;
Fluorescente Tubular Trifósforo; Potência: 32W; Fluxo Luminoso: 2700 lm; Temperatura de cor: 4000 ºK; Índice de Reprodução de Cores : IRC > 80%
• Reatores: Fator de Potência: maior que 0,98 THD: menor que 10%
MEDIÇÕES DE ENERGIA • Os quadros elétricos medidos, na etapa 1, representam o consumo de 29,5% do consumo total do sistema antigo.
• Apesar do cuidado de se medir antes e após a instalação do sistema novo no mesmo dia da semana,medições de 24 horas, os gráRicos mostraram que houve mudanças nos hábitos de consumo com o sistema novo comprovados pelos gráRicos a seguir.
• As medições da etapa 2 foram para um número menor de quadros e durante 1 semana.
Comparação dos resultados de consumo de energia (kWh)
Econo-
ENERGIA ENERGIA mia HORA DATA HORA (kWh) HORA DATA HORA (kWh) (%)
1, FL-24fs SUPERINTENDÊNCIA 17/09 SAB 0:00 19/09 0:00 114,09 26/11 SAB 0:00 28/11 0:00 99,12 13,12 2, FL-22 IMUNOLOGIA 19/09 SEG 19:20 20/09 19:20 227,60 05/12 SEG 0:00 06/12 0:00 101,02 55,62 3, FL-21 ANATOMIA 20/09 TER 22:15 21/09 22:15 185,32 29/11 TER 5:05 30/11 5:05 58,27 68,56 4, LA-24 ORTOPEDIA 2 22/09 QUI 22:50 23/09 22:50 40,02 01/12 QUI 5:50 02/12 5:50 39,77 0,62 5, LA-26 ORTOPEDIA 1 26/09 SEG 0:00 27/09 0:00 106,15 05/12 SEG 0:00 06/12 0:00 59,05 44,37 6, LA-27 OFTALMOLOGIA 27/09 TER 5:35 28/09 5:35 110,21 29/11 TER 5:30 30/11 5:30 63,58 42,31 7, LA-23a AMBULATÓRIO CIRÚRGICO 05/10 QUA 7:15 06/10 7:15 119,93 30/11 QUA 5:20 01/12 5:20 94,68 21,05 8, FL-24 SUPERINTENDÊNCIA 03/10 SEG 0:00 04/10 0:00 108,93 28/11 SEG 0:00 2911 0:00 73,14 32,86 9, LA-25b OTORRINOLARINGOLOGIA 04/10 TER 6:50 05/10 6:50 75,59 06/12 TER 6:20 07/12 6:20 26,44 65,02
10, LC-23fs LABORATÓRIO DOCÊNCIA 08/10 SAB 0:00 10/10 0:00 206,66 26/11 SAB 0:00 28/11 0:00 53,43 74,15 11, LC-23 LABORATÓRIO DOCÊNCIA 10/10 SEG 0:00 11/10 0:00 122, 28/11 SEG 0:00 2911 0:00 79,76 34,62 12, LE-28 CENTRAL DE MATERIAIS 19/10 QUA 0:00 20/10 0:00 157,27 30/11 QUA 5:40 01/12 5:40 97,58 37,95 13, LE-26 CENTRO CIRÚRG. ROTINA 20/10 QUI 0:40 21/10 0:40 106,92 01/12 QUI 5:40 02/12 5:40 78,24 26,82
45,02 45,02 45,02
50.420,70 27.722,40
QDL LOCAL ANTES
INSTALAÇÃO RETIRADA RETIRADA DATA
APÓS DATA
CONSUMO MENSAL (kWh) TOTAL ÁREAS CONSUMO ANUAL (MWh) TOTAL ÁREAS
REGISTRO DE CONSUMO DE ENERGIA NO HOSPITAL DE CLÍNICAS - UNICAMP (CAMPINAS)
N °
1.680,69 924,08
INSTALAÇÃO
613,45 337,29
CONSUMO DIÁRIO (kWh) TOTAL ÁREAS
MEDIÇÕES DE ILUMINÂNCIA – Etapa 1
a iluminância, medida em lux, teve um aumento médio de 20 a 35%.
MEDIÇÕES DE ILUMINÂNCIA – Etapa 2
A iluminância, medida em lux, teve um aumento médio de 98%.
4° Andar Sala Lux antigo Lux Novo Diferença %
E4P4: Posto 265 718 171% E4P4: Posto 265 718 171% C4P3 258 712 176% C4P3: Posto – Sala cirurgia pediátrica 408 609 49% C4-169 C4P2 398 713 79% C4-155 249 368 48% E2P4: Posto 530 672 27% EECT: diretoria e secretaria de enfermagem 208 423 103% E4-171 / E4-171ª 270 765 183% E4P1 380 633 67% C4-184 528 594 13% E4-135 375 775 107% Corredor 169 198 17% E4-140 508 834 64% C4-140 297 577 94% C4-168 237 565 138% Corredor 128 330 158% Média Lux 322 600 98%
Distorção Harmônica Total (THD)
UNICAMP - REGISTROS DO H.C. - SUPERINTENDÊNCIA - FL 24 (03/10/2005)
0
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Intervalos de integração
THD
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21a
ord
em (%
)
UNICAMP - REGISTROS DO H.C. - SUPERINTENDÊNCIA - FL 24 (28/11/2005)
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Intervalos de integração
THD
de
potê
ncia
até
21
ord
em (%
)
Gráfico 3 – Superintendência Gráfico 4– Superintendência Sistema antigo (antes) - THD (%) Sistema novo (após) - THD (%)
a distorção de harmônica total variou de 24% a 30% e no sistema novo de 14% a 24%.
Fator de Potência
UNICAMP - REGISTROS DO H.C. - LABORATÓRIO DOCÊNCIA - LC 23 (10/10/2005)
0.4
0.45
0.5
0.55
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Intervalos de integração
Fato
res
de p
otên
cia
Trifásico
UNICAMP - REGISTROS DO H.C. - LABORATÓRIO DOCÊNCIA - LC 23 (28/11/2005)
0.89
0.9
0.91
0.92
0.93
0.94
0.95
0.96
0.97
0.98
0.99
1
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Intervalos de integração
Fato
r de
potê
ncia
trifá
sico
Gráfico 5 – Laboratório Docência Gráfico 6 – Laboratório Docência Sistema antigo - Fator de Potência Sistema novo - Fator de Potência
sistema antigo de iluminação de cerca de 0,5, considerado crítico pois se encontrava muito abaixo de 0,92 que é o valor normalizado no Brasil. Com o sistema novo de iluminação os valores de fator de potência variaram de 0,93 a 0,99.
Fator de Potência
UNICAMP - REGISTROS DO H.C. - SUPERINTENDÊNCIA - FL 24 (03/10/2005)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
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Intervalos de integração
Fato
res
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otên
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Trifásico
UNICAMP - REGISTROS DO H.C. - SUPERINTENDÊNCIA - FL 24 (28/11/2005)
0.9
0.91
0.92
0.93
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0.95
0.96
0.97
0.98
0.99
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Intervalos de integração
Fato
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pot
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a tr
ifási
coGráfico 7 – Superintendência Gráfico 8 – Superintendência Sistema antigo - Fator de Potência Sistema novo - Fator de Potência
sistema antigo de iluminação de cerca de 0,5 A 0,7, sistema novo de iluminação os valores variaram de 0,94 a 0,99.
PESQUISA DE SATISFAÇÃO
• Para veriRicar a satisfação dos usuários do sistema novo de iluminação foram aplicados questionários antes e após a instalação do sistema novo de iluminação.
• Foram aplicados (80 etapa 1; 55 etapa 2) questionários antes e após.
• As perguntas foram elaboradas no sentido de veriRicar o perRil de usuário e as características do uso da iluminação no do local e também para se fazer avaliações de sua satisfação quanto ao sistema instalado.
Valores realizados, calculados -‐ I
ITENS ANTES
APÓS ECONOMIA
Quantidade luminária(un) 2505 2505
Quantidade lâmpada(un) 7824 3975
Quantidade reator(un) 3933 2505
Potência Instalada (kW) 344,81 134,72 210,10
Consumo (MWh/ano) 2076,62 811,32 1265,30
Economia (%) 60,93%
Horas de funcionamento 18 18
Dias de funcionamento 30 30
Tarifa (R$/MWh) 175 175
Economia anual (R$) R$ 221.427,00
Valores realizados, calculados -‐ II
ITENS ANTES
APÓS ECONOMIA
Quantidade luminária(un) 4355 4355
Quantidade lâmpada(un) 12222 6227 5995
Quantidade reator(un) 6212 4355 1857
Potência Instalada (kW) 495 212 283
Consumo (MWh/ano) 3252 1395 1857
Economia (%) 59%
Horas de funcionamento 18 18
Dias de funcionamento por ano 365 365
Tarifa (R$/MWh) 175 175
Economia anual (R$) 324.975,00
Resultados finais, medidos -‐ I
ITENS ANTES APÓS ECONOMIA
Quantidade de luminárias 2505 2505
Quantidade lâmpada(un) 7824 3975 3849
Quantidade reator(un) 3933 2505 1428
Consumo (MWh/ano)
2076,62
1142,14 934,48
Economia (%) 45%
Tarifa (R$/MWh) 175
175
Economia anual (R$) R$ 163.533,69
RESULTADOS ECONÔMICOS
PREVISTO REALIZADO
Total de Investimentos R$ 1.600.000,00 R$ 1.670.000,00*
Doação R$ 800.000,00 R$ 880.000,00*
Amortização R$ 800.000,00 R$ 790.000,00*
Economia Mensal sem considerar os impostos
R$ 47.000,00*
Tempo de retorno simples 39 meses** 18 meses**
* valores aproximados. ** para uma taxa de 18% a.a descontando os impostos.
CONCLUSÃO
• Foi possível reduzir drasticamente o consumo mensal de eletricidade através de intervenções no sistema de iluminação e ar condicionado.
• As economias de energia foram suRicientes para pagar os investimentos realizados.
• Operacionalmente não é trivial realizar essas intervenções em um hospital em pleno funcionamento.
• É importante monitorar também o comportamento dos usuários. Havia uma expectativa teórica de redução de mais de 60% mas as medições acusaram uma redução de 45% no consumo em iluminação, considerando medidas realizadas durante uma semana antes e uma semana depois das instalações.
CONCLUSÃO
• O retorno do projeto foi de 18 meses. • Outras melhorias importantes provocadas pelo projeto (qualidade de energia) – foram o fator de potência nos circuitos medidos e – o nível de distorção harmônica total (THD) dos alimentadores dos quadros de carga.
– O nível de iluminância teve uma melhora média de 20 a 35%, apesar da economia de energia realizada.
• A pesquisa de satisfação também foi uma inovação do projeto. O resultado mostrou que além da economia de energia, o sistema novo de iluminação satisfez bastante os usuários.
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