Eficiencia Energética

“Sistemas de medición y control
para la mejora de la
Eficiencia Energética”
2014
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› Antecendentes
› Definiciones y áreas de oportunidad
› Sugerencias de estudios
›Ejemplos y conclusiones
2
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3
En el mundo se perciben seis tendencias
Energía, el reto clave de nuestro planeta
Emergencia de nuevas economías,
una importante oportunidad para nuestra generación
Conectividad para todo, en cualquier momento y lugar
Globalización, que permite a cualquiera conseguir lo mejor del mundo
Soluciones más simples para la creciente complejidad de
nuestras vidas y trabajos
Seguridad, una preocupación creciente a escala global
Los segmentos clave comprenden el 72% del
consumo global de energía
31%
<2%
Industria
Centros de
e infraestructura datos y redes
18%
Edificios
Fuente:
EERE Building Energy Data book 2006
EERE Manufacturing Systems Footprint,
http://www1.eere.energy.gov/industry/energy_systems/pdfs/mfg_footprint.pdf
21%
28%
Residencial
Transporte
El dilema de la energía, llegó para quedarse
Los hechos
La necesidad
vs.
Demanda de
energía
Para 2030
Fuente: IEA 2007
Emisiones CO2
para evitar cambios
climáticos dramáticos
Fuente: IPCC 2007, figura (vs. Nivel de 1990
La administración de la energía es la clave
para resolver este dilema
El tema de la generación preocupa,
pero la demanda preocupa aún más!
•Cerca del 50% de las reducciones de CO2,
vendrán de la eficiencia energética
Capacity Additions Favor Natural Gas
High
Solar
Cost per kWh
Wind
Medium
Natural Gas
Coal
Nuke
Low
Medium
Regulatory Hurdles
High
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›Ejemplos y conclusiones
¿Qué es uso eficiente de la energía?
• El uso razonable y efectivo de la energía para
maximizar la utilidad y mejorar la posición competitiva
• El uso de los principios de la ingeniería y economía
para controlar el costo de la energía proporcionando
los servicios necesarios en edificios e industrias
» Capehart, Turner Kennedy. Guide to
Energy Managment 4th edition
¿ Porqué ahorrar energía ?
1. Disminuye sustancialmente los costos de operación . . .
Energía eficiente y
productiva
Electricidad
Agua Potable
Costos
Combustibles
Materia Prima
Ahorros directos e
indirectos en los costos de
la energía
¿ Porqué ahorrar energía ?
Energía eficiente y
productiva
2. Mejora la productividad de los procesos . . .
• Menores tiempos muertos de operación.
Productividad
• Posible incremento en la producción.
• Mayor aprovechamiento de la Materia Prima.
Producir más con
menos. . .
¿ Porqué ahorrar energía ?
Energía eficiente y
productiva
3. Disminuye el impacto al medio ambiente . . .
Medio
ambiente
• Menores emisiones de CO2 y gases
de efecto invernadero.
• Menores descargas de aguas residuales
y desechos sólidos.
Oportunidades de ahorro en edificaciones
HVAC
Energía eficiente y
productiva
hasta 20%
Iluminación
hasta 30%
Administración de
la energía hasta 30%
Bombeo de agua
hasta 20%
• Corrección del Factor de
Potencia.
• Control de la demanda.
• Programas internos de
comunicación y reducción en el
consumo.
• Monitoreo de derivados.
Energía eficiente y productiva
Sistemas HVAC
•Control preciso de la temperatura de confort
•Control del flujo de agua helada/aire
acondicionado mediante variadores de
velocidad
•Minimización de pérdidas de calor/frío
•Monitoreo del consumo eléctrico del sistema y
de los parámetros de flujo (T, P, HR) WAGES
Energía eficiente y productiva
Sistemas de Bombeo
•Control del flujo de agua en función de la
demanda
•Control del consumo eléctrico del sistema
Energía eficiente y productiva
Sistemas de Iluminación
•Empleo de luminarias y reflectores de alta
eficiencia
•Control de la iluminación en áreas no
ocupadas
•Control del consumo eléctrico del sistema
Ciclo de vida de la eficiencia energética
Medir, obtener
información,
documentar
Etapa Pasiva
Arreglar lo básico
Auditoria
Monitoreo,
mantenimiento,
mejora
Toma de decisiones
en tiempo real
Etapa Activa
Optimizar con
automatización y control
integrado
Monitoreo constante,
análisis de información
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›Ejemplos y conclusiones
Fundamentos de un programa de gestión de la
energía y sustentabilidad
Diseñar una
estrategia
Obtención de
eficiencia
para
definir objetivos y
métricas claras.
• Ejecución
impulsada por la
estrategia
• Priorizar planes de
acción.
• Entregar proyectos
que cumplan con las
metas
• Colaboración
Resultados
sostenidos
• Mejora continua
• Maximizar el
impacto a largo
plazo
20
Plan de gestión de energía y sustentabilidad
•Análisis de datos de energía y
carbono
•Soporte en Operaciones y
Mantenimiento (O&M)
•Informes de emisiones de Gases de
Efecto Invernadero (GEI)
•Aplicación del Protocolo
Internacional de Medición y
Verificación (IPMVP)
•Optimizar
soluciones de
energías renovables
•Proyectos de
eficiencia
energética
•Mejora de sistemas
mecánicos ,
eléctricos (i.e.
HVAC)
•Auditorías de energía y carbono
•Sistemas de medición y monitoreo de energía,
agua, aire, vapor
•Diseño, implementación y puestas en marcha de
sistemas de gestión y control
•Estrategias de energía y
sustentabilidad
•Asesoramiento para
certificaciones  ISO 50001,
LEED
•Análisis de oportunidades de
inversión (ROI, NPV, IRR)
•Fuentes de energía
•Gestión de energías
renovables
•Análisis de tarifas
energéticas
•Gestión de riesgo
energético
21
Análisis de oportunidades de inversión
Ahorros de energía
Ahorros en costos de energía
Ahorros en mantenimiento
Evitar costos
Ahorros CapEx, OpEx
22
Administración Integral de la energía
4.
Inventarios
5. Calidad
6.Benchmarki
ng entre
sitios
7. Planeación
8.
Localización
de costos
9. Gases de efecto
invernadero
3. Tiempos
muertos
10. Demanda de
Energía
2. Desempeño de la
energía
1. Monitoreo de Agua, Aire, Gas,
23
Criticidad= Stress vs. Confiabilidad
Stress
Level
Low
Normal
severe
1
2
3
Reliability
Level
Critical Equipment
Criticality
Index
Important Equipment
Minor Equipment
24
Planes derivados de los estudios
Confiabilidad
Controlar la evolución
Plan de
monitoreo
Su
necesidad
Plan de
modernización
Valor original
Plan de
mantenimiento
adecuado
Plan de
management
t1
t2
t3
t4
Tiempo
25
Y ¿el retorno de la inversión?
• Menos de un
año
–
–
–
Consciencia / labor humana
Mantenimiento
Ajuste de sistemas de
control existentes
• <1 y 3 años
–
–
–
–
–
Modernización del alumbrado
(lámparas eficientes /
balastros)
Control del alumbrado
(automatización, sensores
de ocupación)
Control HVAC (termostatos
programables)
Proyectos con variación de
velocidad
Sistemas para
administración del edificio
• 3 años o mas
– Reemplazo de motores por
alta eficiencia
– Retiro de equipos
ineficientes (reemplazo /
modernización)
● Los retornos de inversión se
pueden reducir o extender de
acuerdo a cada caso
● En algunas situaciones, los
gobiernos y los proveedores de
energía otorgan estímulos
económicos que fomentan el
ahorro de la energía
Ciclo de vida de las inversiones
•Costo Total = inversión en capital + costos
de operación
La administración de la energía minimiza los costos de operación
(75% del costo del edificio a lo largo de su vida útil)
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Ejemplos para lograr el uso eficiente de la energía
Hasta
>
30%
•Soluciones de control de
HVAC, ventilación y
temperatura
•Control de alumbrado
•Control de bombas y
ventiladores
•Administración de cargas /
control de demanda
•Sistemas de información y
monitoreo de la energía
•Administración y optimización
de procesos
•Etc.en algunas instalaciones
De energía se puede ahorrar
Conclusiones
Puntos a recordar
• Identificación de recargos por bajo
factor de potencia
• Identificación de multas por demanda
máxima (Demanda máxima mayor a demanda
contratada)
• Demanda Máxima en Punta = Probable
oportunidad en ahorro en demanda.
• Instale un sistema de monitoreo, hoy!!!
• Factor de carga bajo = oportunidad de
ahorro en demanda
• Coleccione recibos, grafique los datos
• Materias primas y cheques al portador!!!
¡Gracias
!!!
2014
Recomendaciones CFE para ahorro de
energía
• Usar iluminación de alta
eficiencia significa un ahorro
de energía de hasta un 75 por
ciento.
• Acondicionar reflectores
ópticos.
• Iluminar las áreas donde se
realizan las actividades: la
correcta distribución de los
circuitos de alumbrado evitará
tener áreas iluminadas sin
necesidad.
Recomendaciones CFE para ahorro de
energía
• Instalar fotoceldas para que la
iluminación se active cuando disminuya
la iluminación natural.
• Evitar la centralización de
interruptores de iluminación y utilizar
controles automáticos de apagado en
áreas externas e internas que lo
requieran.
• Balancear adecuadamente los circuitos
de alimentación para evitar
calentamiento en ellos.
• Usar colores claros en paredes, techos,
pisos
y mobiliario
http://www.cfe.gob.mx/es/InformacionAlCliente/ahorrodeenergia/comercio.htm?Combo=comercio
Conectividad Ethernet
Estación de trabajo
Sub-red 1
Sub-red 2
¿Qué es control de demanda?
Control Automático
De demanda
• Es la acción de
interrumpir, por
intervalos de tiempo, la
operación de ciertas
cargas eléctricas que
inciden directamente sobre
la demanda facturable.
• La restricción de cargas
se hace de tal manera que
el proceso no se vea
afectado
Carga no crítica en
Cierto momento
• Requiere amplia
comprensión de la
operación y el proceso
• Es un traje a la medida,
Costo de la demanda, implicaciones
Máximos de
demanda
Consumo de
Energía
DF = DP + FRI x max(DI-DP,0) + FRB x max(DB-DPI,0) = demanda facturable
Costo de la demanda, implicaciones
Casi 20% de la factura se traduce en cargos por demanda
¿Por qué nos cuesta la demanda?
Combustible
primario
• Implica que la compañía suministradora
esté siempre preparada para
suministrar la demanda requerida
• La demanda se traduce en capacidad
instalada de la compañía
suministradora
• Razones de inversión para generación:
– Energía = kWh = Combustible = Gasto
de día con día
– Demanda = kWd = Capacidad instalada
= inversión inicial
Usuario final
Transmisión y
Distribución
Generador
Sistemas de información y monitoreo
Adminis
trador
general
Con un sistema de monitoreo testigo se
conocen sus costos de energía tal como
se cobraría, sin tener que esperar la
fecha de corte.
Conoce sus máximos y mínimos de
demanda en el momento que suceden e
incluso antes para poder prevenirlos
Con sub-medición en alimentadores usted
conoce la distribución del consumo de
la energía por rubro, departamento o línea
de producción
Adminis
trador
general
Adminis
trador
general
Con los reportes de calidad de la energía
usted conoce a detalle los eventos que
provocan costosos paros en producción
Y puede tomar acciones para evitarlos
Con los reportes de tendencias
conoce sus oportunidades de aho
tanto en demanda, como en energ
Adminis
trador
general
En Schneider Electric ofrecemos servicios
de monitoreo remotos, donde un experto en
Energía de Schneider genera reportes personalizados
A nuestros clientes y hace sugerencia para incrementar
Su productividad, sabemos que su negocio no es la calidad
Ni el ahorro de la energía
Sistema WAGES