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Novos Desafios das Engenharias: Conservação de

Energia, Reaproveitamento e Minaturização

Prof. Kleber Freire (UFBA / UNIFACS)

http://www.engelet.unifacs.br

ENGENHARIA ELÉTRICA

Eficiência Energética –Oportunidades!!


ENGENHARIA ELÉTRICA “Precisamos trabalhar em conjunto com a

comunidade empresarial e as indústrias, para encontrar as maneiras corretas de reduzir as emissões de gases que causam o efeito estufa.

Precisamos promover tecnologias que tornem a produção e o consumo de energia mais eficientes.”

Conferência, na Casa Branca, Sobre as Mudanças Climáticas – 6 de outubro de 1997

Presidente dos Estados Unidos

Motivação Internacional (Kyoto)



Eficiência Energética - O BrasilPDDE – Plano Dec. de Expansão de EnergiaSegundo o PDDE da EPE:O Brasil necessitará de aprox. 3.000MW médios por ano, nos

próximos 10 anos.Na trajetória inferior de 4,2% de crescimento do PIB ao anoAssim, o aumento do consumo de e.e. seria de 5,1% ao ano.

Portanto, o projeto do Rio Madeira, com seus 4.051 MW médios de energia firme, responderia por apenas 10% desta necessidade de aumento da capacidade instalada.



Energia Nuclear – contribuição

Tecnologia ClássicaRápida instalaçãoProximidadeCusto razoávelAmbientalmente segura



Eficiência EnergéticaPDDE – Plano Dec. de Expansão de EnergiaÂncoras da expansão:Empreendimentos hidrelétricos (Santo Antônio, Jirau, Belo

Monte)

Térmicas: Ampliando sua participação na Matriz de Energia Elétrica

Tipos de Combustíveis:Biomassa na geração termelétrica Gás natural => Malha de gasodutos em expansão Urânio => Expansão das usinas nucleares



Eficiência EnergéticaConsumo de Energia Elétrica no Brasil:Consumo Setorial:A indústria vem perdendo modesto espaço:1970: 53% do consumo de e.e.Atualmente responde por cerca de 45%

No mesmo período observa-se um incremento da participação dos setores de serviços e residencial: Em 1970: Serviços (12%) e Residencial (19%) Atualmente: Serviços (14%) e Residencial (23%).



Eficiência EnergéticaConsumo de Energia Elétrica no Brasil:Justificativas:Maior preocupação do setor industrial com a Eficiência

Energética.Maior participação do setor de serviços e comércio na

economia brasileiraPela melhoria de renda da população e acesso ao crédito.Maior estabilidade econômica e controle da inflação.Fenômeno “Shopping center”Modernização e automação dos serviçosIntensificação do uso de sistemas de ar condicionado



Eficiência EnergéticaConsumo de Energia Elétrica no Brasil:Justificativas:Maior participação do setor residencial:Incremento do consumo de bens eletrônicos e linha branca.Programa Luz para Todos.Aumento no número de novas ligaçõesControle da inflação.



Objetivo nobre da Eficiência Energética:

Preservação de recursos naturais:

Meio ambiente é aquilo que tomamos emprestado de nossos avós para devolver aos nossos netos!!.



Diagnóstico Energético

Diagnóstico Energético

Tem por objetivo principal determinar as condições atuais de uma determinada instalação, no tocante ao uso de energia, identificando os problemas e recomendando as soluções com estudo técnico e econômico para sua eficientização.



Diagnóstico energético1- Auditoria preliminar

Curva de carga dia útil

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00

Wat

ts

almoçoHorário de ponta:

17:30 ~ 21:30



Diagnóstico Energético –Levantamento de dados: Definição dos pontos de medição:

11,4 kV

Figura 3.4: Diagrama unifilar da instalação.

PONTO DE ENTREGA11,4 kV

MEDIÇÃO

ILUMINAÇÃOCARGAS NÃO ESSENCIAIS

345 kVAGMG-1

USCA 1

~

ILUMINAÇÃ

O

FONTE INDELSUL

CARGAS ESSENCI

AIS

MED

GMG-3430 kVA

FONTE ORTENG

USCA 3

~ MED

ILUMINAÇÃOCARGAS NÃO ESSENCIAIS

GMG-2345 kVA

USCA 2

~

ILUMINAÇÃ

O

FONTE SATÚRNI

A

CARGAS ESSENCI

AIS

MED

T-03500 kVA11.400 - 220/127V

T-01500 kVA11.400 - 220/127V

T-02500 kVA11.400 - 220/127V

MEDMED



Metodologia de diagnóstico energéticoMedição de energia

registrador de energia

Alicates(TC – Transformador de corrente)

Garras(TP – Transformador de potencial)



Diagnóstico energéticoResultados esperados

Consumo desagregado de usos finais•(Pizza de consumo)

37%

46%8%

ILUMINAÇÃO

A R -CONDICIONADO

M ICROCOMPUTADORES

EQUIPAMENTOS

9%



Diagnóstico Energético – Indicadores energéticos

•Determinação do potencial de conservação de energia através da comparação com índices típicos de outras instalações semelhantes

Indicadores energéticos sugeridos•Fator de carga (FC)•Consumo mensal por área útil (kWh/m²)•Consumo mensal em iluminação por área iluminada (kWh/m²)•Consumo mensal em ar condicionado por área climatizada (kWh/m²)•Potência instalada em iluminação por área iluminada (kW/m²)•Potência instalada em iluminação por número de interruptores (kW/Nº Interruptores)•Potência instalada em ar condicionado por área climatizada (kW/m²)•Porcentagem de luminárias defeituosas ou inoperantes (% lumin.def)•Consumo mensal por usuário equivalente (kWh/usuário)



Eficiência energética das Subestações de Energia

Perdas no ferro e nos enrolamentos dos diversos equipamentos das subestações de energia.



Transformadores de força –principais componentes

Transformadores de distribuição de energia: Projeto, Fabricação, e características operacionais para uma maior eficiência.



Oportunidade no Gerenciamento Energético das subestações

Diretamente do medidor da concessionária: Transmissão de todos os dados elétricos via IP para um servidor de gerenciamento.

Saída para acoplador óptico



Eficiência Energética dos sistemas de iluminação

LâmpadasIncandescentes

Mista

Descarga

Convencional

Halógena

Baixa Pressão

Alta Pressão

Fluorescente

SódioMercúrioSódioVapor Metálico



Eficiência Energética dos sistemas de iluminação

Lâmpadas de Multivapores MetálicosLâmpada de descargaEficiência luminosa semelhante a das lâmpadas fluorescentes

eficientes: 59 a 86 lm/WBoa vida útil: 10.000hIRC excelente (80 a 85)Elevado fluxo luminoso por lâmpadaUSO: O elevado fluxo luminoso as tornam ideais para sistemas

de iluminação de Estádios, quadras poli-esportivas, shoppings centers, instalações de elevado pé direito, aplicações que exijam fontes de luz intensas e com fidelidade cromática.



A revolução das Lâmpadas Led

Potências daordem de 5W

Drivers eletrônicoscontrolam suaoperação e cores



Eficiência Energética de Acionamentos motrizes



Controle de Velocidade

Conversores de Frequência: Diagrama de Blocos:



Controle de vazão – válvula

Técnicas de controle de vazão em bombas centrífugas:

Potência (%)

Fluxo (%)



Controle de vazão - velocidade do motor

Técnicas de controle de vazão em bombas centrífugas:



Prof. Kleber Freire

Conversores de Frequência

comerciais:



Eficiência Energética na geração por fontes renováveis de energia.



Controle vetorial para maximizar a produção de potência no eixo da turbina.



Maior eficiência na geração

Turbina eólica de velocidade variável plena:



Tecnologias de turbinas eólicas

Turbina eólica de velocidade variável : (Dupla excitação da máquina de indução)

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Contato: Prof. Kleber Freire (Eng. Elétrica)

[email protected]

Obrigado!!

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