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Motores | Automação | Energia | Tintas
Eficiência EnergéticaEficiência EnergéticaEficiência EnergéticaEficiência Energéticaem Sistemas Motrizesem Sistemas Motrizesem Sistemas Motrizesem Sistemas Motrizes
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Eficiência Energética
Energia Elétrica no Brasil
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
400.000
450.000
1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1997 1998 2000 2001 2002 2004 2006
Gw
PRODUÇÃO CONSUMO TOTALFonte: Procel
PNEf (Plano Nacional de Eficiência Energética):
106 TWh/ano até 2030 (equivalente a 3 usinas Belo Monte/ano)
�Economia de R$ 6,8 bilhões/ano em energia elétrica
Produção e Consumo de Energia Elétrica
O potencial de
economia de energia
no setor industrial é
de 38.9 %PNEF 2030
As tarifas de energia
aumentaram em
média 150% em 7
anos, 83% acima da
inflação.Eletrobrás/CNI
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Eficiência Energética
Fonte: MME, BEN 2008 - ANO BASE 2007
Mercado de fornecimento por classe de consumo
Distribuição do consumo de energia elétrica por uso final na Indústria
Consumo de Energia Elétrica
Aprox. 46% de todo o consumo de energia mundial;
Equivalente a aprox. USD 565 bilhões por ano, podendo chegar a USD 900 até 2030;
Maior parte do consumo é atribuído a motores de 0,75 a 375 kW;
Fonte: International Energy Agency – Energy Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems, 2011.
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Eficiência Energética
Consumo de Energia Elétrica
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Eficiência Energética
Perda de Produção
?
Custos com Motores Elétricos
Fonte: Revista Eletricidade Moderna
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Eficiência Energética
0
1
2
3
4
5
6
7
1
2
3
5 7.5 10
15
20
25
30
40
50
60
75
100
125
150
175
200
250
300
350
400
450
500
CV - 4 Pólos
MESES
Obs.: Operando 16h/dia e R$ 0,12 custo kWh
Tempo necessário para o motor consumir valor de aquisição em Energia
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Eficiência Energética
Valores de Eficiência no Mundo
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Eficiência Energética
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Eficiência Energética
Plan
Do
Check
Act
�Objetivos, metas e indicadores�Mapeamento da planta �Histórico de consumo/custos
�Motores mais eficientes�Dimensionamento Adequado�Controle de processo�Adequação da Especificação�Planejamento de Manutenção
�Acompanhamento�Medição e Verificação �Análise dos Resultados�Manutenção
�Melhoria Contínua
Em busca da Eficiência
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Eficiência Energética
Oportunidades
Motores BT
Economia Média 10%
�Motores com melhor rendimento
�Adequação Potência
Economia Média de 30%
Inversores = potencial 25% acionamentos Fonte: + 35.000 cases WEG
Maior abrangência
Maior retorno individual
Eficiência Energética/ Melhoria Processo
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Eficiência Energética
Cálculo de Consumo
%Carga x PN (kW)kWh consumido (ano) =
η(%)η(%)η(%)η(%)x horas/dia x dias/ano
Raiz(3) x V x I x cosθkWh consumido (ano) = x horas/dia x dias/ano
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Eficiência Energética 12
Rendimento x Fator de Potência
P
QS
θ
Pmec Pmec
Fator de Potência = Cos θ =S
P
S S
η(%)η(%)η(%)η(%)
P
Pη mec=
Mede a parcela de potência elétrica útil (P) que é transformada em potência mecânica (Pmec).
Mede a parcela de potência total (S) que é transformada em potência útil (P).
Consumo efetivo de energia Multa por ocupação do sistema
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Eficiência Energética
Motor Instalado/Operando
300 kW, 6 pólos, 380 V,
582,7 A, η(%): 94,9
Cos θθθθ: 0,82
Motor Alto Rendimento
300 kW, 6 pólos, 380 V,
600 A, η(%): 95,9
Cos θθθθ: 0,79- 0,03
Rendimento x Fator de Potência
kW 314,5 82,07,5823803P == xxxel
kW 311,9 79,06003803P == xxxel
Motor Standard
Motor Alto Rendimento
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Eficiência Energética
Rendimento x Fator de Potência
Atual Previsto Diferença
Pativa (MW) 486,54 413,53 73,01
Preativa (MVAr) 306,75 431,77 -125.02
fp 0.84 0.69 -0.15
Investimento para manter o fator de potência foi 6,2% da economia obtida e
3,2% do investimento total;
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Eficiência Energética
ITOTAL
IATIVAIREATIVA
ITOTAL
IATIVAIREATIVA
ITOTAL ITOTAL›
Parcela de Magnetização Parcela de Magnetização›IReativa IReativa›
Por que?
Comparativo:
De Projeto:
Isto é:
Conclusão: Consumo kWh Consumo kWh
IAtiva IAtiva
›
Mas:
›
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Eficiência Energética
Plan
São casos potenciais para melhorias motores:
1) Que operam mais que 18 horas/dia e 260 dias/ano;
2) Antigos e com várias rebobinagens;
3) Sobredimensionados (Carga < 75%) ou subdimensionados (Carga > 100%);
4) Altos índices de falhas;
5) Possibilidade de variação de velocidade;
6) Adequação da Especificação;
7) Planos de Manutenção;
Em busca da Eficiência
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Eficiência Energética
Motor Instalado/Operando
75 CV, 4 pólos, 1997, 24 h, 365 d, R$ 0,22495/kWh *
η(%): 91,3**
R$ energia/ano: 118.708,55
Motor W22 Premium
75 CV, 4 pólos, 2010, 24 h, 365 d, R$ 0,22495/kWh *
η(%): 95,4
R$ energia/ano: 113.606,82
Melhoria de 4,1% no rendimento resultou em uma economia anual de R$ 5.101,73
+ 4,1%
* Valor médio kWh classe industrial nov/08 segundo Aneel
** duas queimas
1) Motores que operam mais 18 horas/ dia e 260 dias/ano
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Eficiência Energética
Simulação de Desperdícios Anuais de Energia nas Industrias Motores 40 cv - 4 pólos com diferentes datas de fabricação
4%7%
10%14%
0.00
15000.00
30000.00
45000.00
60000.00
75000.00
90000.00
1970 1980 1990 2000 2010
Data de Fabricação
Consumo W22 Premium Desperdícios (% do motor novo)
Motor Novo139%
Motor Novo100%
Motor Novo64%
Motor Novo34%
Motor novo = R$ 6.661,07
Payback
2,9 ano Payback
1 ano Payback
1,5 ano Payback
0,7 ano
2) Motores Antigos
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Eficiência Energética
3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados
Brasil: 36% motores operam a menos de 50% da carga nominal (GARCIA, 2003)
EUA: 44% dos motores operam a menos de 40% da nominal (Nadel et alii, 2002)
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Eficiência Energética
3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados
Rede Elétrica
90
0,74
53
Pel = 32,45 kW
75 CV – Standard
Carga Acionada
Pmec = 29,15 kW / 39,75 CV
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Eficiência Energética
Rede Elétrica Carga Acionada
Pel = 31 kW
60 CV – W22 Premium
94
0,85
90
0,74
53 88
Pmec = 29,15 kW / 39,75 CV
Redução de 1,45 kW
R$ 0,22495/kWh
Economia R$ 2.914,47 / ano
3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados
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Eficiência Energética
3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados
Mesmo n°de Pólos N°de Pólos Diferente
novo
atualatualnovo
P
Px%Carga%Carga =
novo
atualatualnovo
T
Tx%Carga%Carga =
Redução da potência
dt
dwJCA =
−
+×=
rmédmméd
cema
CC
JJnt ..2 π
rb x 0,8 tta ≤
C
n
motor
carga
CA
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Eficiência Energética
- 100 CV ARP 440V 4 pólos- In = 123A > I (50%) = 61,5A
61,5A
~89%
%Carga x Corrente
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Eficiência Energética
3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados
Dimensional e Forma Construtiva
Esforços mecânicos
Proteções
Método de Partida
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Eficiência Energética
4) Altos Índices de Falha
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Eficiência Energética
( )sp
fnS −×
×= 1
2
120
5) Possibilidade de Variação de Velocidade
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Eficiência Energética
PeleV
(W) cosIV3P ϕ⋅⋅⋅=
Pmecωωωω
(W) ωCkP ⋅⋅=
C ~ cteI ~ cte
C ~ cte
V ~ cte I
(W) cosIV3P ϕ⋅⋅⋅=
Pele
5) Possibilidade de Variação de Velocidade
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Eficiência Energética
5) Possibilidade de Variação de Velocidade
Conj. Resistente de carga
Constante Linear Parabólico Hiperbólico
Curva:Conjugado
XRotação
�Variações de carga (ex. Compressores de refrigeração, controle conforme ciclo de operação);
�Melhoria da qualidade (ex. Moinho de bolas, velocidade ótima para receita);
�Otimização de processo (ex. Torre de resfriamento, controle conforme a temperatura de saída da água);
�Redução/Eliminação de perdas (ex. Bombas e ventiladores com controle de vazão por válvulas/dampers);
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Eficiência Energética 29Presentation title
Potência média no período sem redução de rotação = 208 kW
Potência média no período com variação de velocidade: 117 kW
Economia de energia
91kWh / 43,8%
Partida com Inversor de Freqüência
Compressor Centrífugo
5) Possibilidade de Variação de Velocidade
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Eficiência Energética
Eficiência energética – Exaustor Filtro de Mangas
- 16 Pontos de Captação;- 03 pontos de captação permanecem inoperantes por 12h/dia.
5) Possibilidade de Variação de Velocidade
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Eficiência Energética
Motor com ímãs permanentes
Eficiência energética em filtro de mangas
5) Possibilidade de Variação de Velocidade
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Eficiência Energética
Onde você está indo?
Qual sua opção?
6) Adequação da Especificação
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Eficiência Energética
Motor IP55 aplicado em local de intensa presença de pó e contaminantes químicos.
Recomenda-se motor IPW66 ou no mínimo um IP65.
Motor com labirinto taconite aplicado em local com presença de água em vagalhões.
Recomenda-se motor com retentor com mola em aço inoxidável IPW56.
6) Adequação da Especificação
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Eficiência Energética
7) Planos de Manutenção
Falta de Lubrificação!
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Eficiência Energética
7) Planos de Manutenção
Excesso de lubrificação!
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Eficiência Energética
7) Planos de Manutenção
Alinhamento!
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Eficiência EnergéticaPresentation title
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