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2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 1 Programas de racionalização de consumos. Auditorias Energia. Álvaro Gomes Mestrado em.

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1 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 1 Programas de racionalização de consumos. Auditorias Energia. Álvaro Gomes Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

2 22004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Gestão de Energia: utilização da quantidade adequada de energia, quando e onde é precisa e com a qualidade requerida. 1.Uso final eficiente (processos e equipamentos) 2.Gestão de cargas 3.Conservação (combustíveis) 4.Recuperação de calor

3 32004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Programa de Racionalização de Consumos Fase inicial Compromisso da gestão Compromisso da gestão Definir responsabilidades Definir responsabilidades Na administração: um responsável pela poupança energética Na produção: um técnico responsável pela gestão das utilizações de energia Fase de auditoria e análise Revisão dos históricos Revisão dos históricos Auditorias energéticas Auditorias energéticas Análise e simulações para avaliar ORCs Análise e simulações para avaliar ORCs Avaliação económica das ORCs Avaliação económica das ORCs

4 42004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Programa de Racionalização de Consumos Fase de implementação Identificar objectivos Identificar objectivos Identificar prioridades para os investimentos Identificar prioridades para os investimentos Implementação Implementação Revisão e avaliação periódica Revisão e avaliação periódica

5 52004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditoria Energética - definição Levantamento e análise crítica das condições de utilização da Energia, com vista à detecção de oportunidades de racionalização energética, através de medidas com uma viabilidade técnico-económica aliciante.

6 62004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditorias energéticas -permitem Conhecer os consumos de energia Contabilizar os consumos de energia Dispor de dados para tomar decisões Avaliar medidas de racionalização implementadas Optimizar procedimentos Para isto torna-se necessário …

7 72004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditorias energéticas - …dados Recolha de dados documentais e análise Visita às instalações, com exame aos equipamentos e recolhas de dados Análise dos dados recolhidos

8 82004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditoria Energética - tipos Auditoria Sintética - Síntese dos consumos por vectores energéticos e encargos Auditoria genérica/deambulatória - Vistoria às condições de funcionamento das principais instalações (check-list resumida - medições) Auditoria analítica - Análise dos consumos por tipo de equipamento (check-list exaustiva) Auditoria tecnológica - Alterações nos processos

9 92004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditoria Energética Caracterização energética Identificação de ORC Plano de racionalização Investimentos Avaliação de resultados Auditoria Energética

10 102004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Objectivos gerais de uma Auditoria Energética Análise das condições de utilização de energia nas instalações Levantamento de potenciais medidas de economia de energia

11 112004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Objectivos das Auditorias Caracterizar e quantificar as formas de energia utilizadas Caracterizar a estrutura do consumo da energia Avaliar o desempenho dos sistemas de geração, transformação e utilização de energia Quantificar os consumos energéticos por sector, produto ou equipamento Relacionar o consumo de energia com a produção Estabelecer e quantificar potenciais medidas de racionalização Especificar um plano de gestão de energia na empresa

12 122004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria analisar técnica e economicamente as soluções encontradas; analisar técnica e economicamente as soluções encontradas; propor um esquema operacional de gestão de energia na Empresa; propor um esquema operacional de gestão de energia na Empresa; propor a substituição de equipamentos do processo por outros mais eficientes; propor a substituição de equipamentos do processo por outros mais eficientes; propor a alteração de fontes energéticas, caso se justifique; propor a alteração de fontes energéticas, caso se justifique; propor um plano de racionalização para as acções e investimentos a empreender. propor um plano de racionalização para as acções e investimentos a empreender. Objectivos da Auditoria - (Continuação)

13 132004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Identificação de ORCs - 1 Energia eléctrica Correcção das perdas nas linhas Correcção das perdas nas linhas Controlo de consumos Controlo de consumos Geração local Geração local Co-geração (vapor + electricidade) Co-geração (vapor + electricidade) Utilização da alta tensão para alimentar equipamento mais importante Utilização da alta tensão para alimentar equipamento mais importante Correcção do factor de potência Correcção do factor de potência Aumento da tensão secundária Aumento da tensão secundária Recuperação de perdas (calor)

14 142004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Identificação de ORCs - 2 Iluminação Iluminação desnecessária Iluminação desnecessária controlo/utilização adequada controlo/utilização adequada Níveis adequados de iluminação Níveis adequados de iluminaçãoHVAC Settings dos termóstatos Settings dos termóstatos Capacidade adequada Capacidade adequada Operação adequada do equipamento Operação adequada do equipamento Outros sistemas (ar comprimido,água, etc) Capacidade adequada Capacidade adequada Perdas Perdas Equipamento eficiente Equipamento eficiente

15 152004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Oportunidades Racionalização de Consumos (ORC) ORCs sem investimento (auditoria deambulatória) Manutenção e correcção do uso de equipamentos ORCs com investimento (Auditoria analítica) Modificações em equipamentos e processos

16 162004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria ORCs com investimento Avaliação de cada projecto de racionalização Calcular a poupança anual de energia. Calcular a poupança anual de energia. Projectar custos de energia e quantificar a poupança em dinheiro. Projectar custos de energia e quantificar a poupança em dinheiro. Estimar custo de implementação. Estimar custo de implementação. Atribuir prioridades aos projectos Implementar Acompanhar resultados e comparar com valores esperados

17 172004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Resultados da caracterização Energia total que entra na instalação Energia gerada no interior da instalação Energia distribuída no interior da instalação Energia consumida no interior da instalação Energia que sai da instalação (Perdas, produtos)

18 182004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Equação do balanço energético (Diagrama de Sankey) W E - Energia de entrada W U,i - Energia utilizada no local i W P - Energia de perdas W R - Energia recuperada

19 192004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Estabelecimento dos fluxos de energia Caldeira Combustível Colector Vapor Máquina 1 Máquina 2 Aquecimento Condensados Água

20 202004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Fases de uma Auditoria de Energia Preparação da Intervenção Intervenção Local Tratamento dos Dados Elaboração do Relatório da Auditoria

21 212004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Preparação da Intervenção Recolha e análise de informação documental Análise do processo produtivo e energético Recolha de informações relativas a tecnologias disponíveis no mercado Preparação da intervenção em campo (plano)

22 222004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Intervenção Local Recolha de informação energética da empresa Análise do processo produtivo Estabelecimento dos fluxos de energia Medições de grandezas energéticas e de produção Instalação de equipamento de registo em contínuo (monitorização)

23 232004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Recolha da informação energética

24 242004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Estabelecimento dos fluxos de energia

25 252004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditorias - Instrumentação Amperímetros registadores Wattímetros Medidores de ponta Medidores de factor de potência Pinças amperimétricas LuxímetrosTermómetros Registadores de diagramas de carga Anemómetros Analisadores de gás de exaustão (CO 2 ) Medidores de eficiência de combustão (Temperatura dos gases de exaustão e conteúdo de oxigénio)

26 262004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Instrumentação Geral Termómetro Termo-higrómetro Termo-anemómetro

27 272004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Instrumentação Geral Analisador de gases

28 282004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Instrumentação Geral Luxímetro Pinça Amperimétrica

29 292004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Instrumentação Geral Analisador de energia - Equipamento de análise detalhada de parâmetros de eléctricos

30 302004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Recolha de diagramas de carga parciais e total Sector 1 Sector 2Sector 3Sector 4 Monitorização de consumos

31 312004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Equipamento de monitorização de consumos de electricidade CARACTERÍSTICAS Capacidade de medida e registo Capacidade de comunicação com PC Relógio interno p/ sincronização Custo reduzido Fácil utilização

32 322004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Diagrama de carga Monitorização de consumos

33 332004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Diagrama de carga Monitorização de consumos

34 342004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Tratamento da Informação Tratamento e análise dos dados recolhidos Determinação de: Balanços energéticos; Consumos específicos, etc. Determinação de: Balanços energéticos; Consumos específicos, etc. Avaliação do potencial de economias de energia

35 352004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Análise dos consumos e dos custos de energia do ano de referência Determinação de diagramas de carga global e dos principais sectores Desagregação dos consumos dos principais sectores Determinação de consumos específicos Análise da viabilidade das principais medidas de racionalização Tratamento e Análise dos dados

36 362004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Ferramentas de software para recolha, tratamento e análise

37 372004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Desagregação de consumos Sector 1 Sector 2 Sector 3 Sector kWh 674 kWh 2125 kWh 426 kWh

38 382004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Balanço Energético 100% Força Motriz - 55% Aquecimento - 30% Iluminação - 15%

39 392004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Consumos Específicos (C) energia consumida elemento determinante C = Exemplos: Mais utilizado - kgep/ton Bebidas, Cerveja - kgep/hl Serviços - kgep/VAB

40 402004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Medidas de racionalização Normalmente baseada no pay-back simples: Investimento necessário à implementação da medida Economias resultantes da medida (mensais ou anuais) Identificação da ORC Análise da sua viabilidade económica

41 412004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Elaboração de Relatório Informação básica sobre a empresa Contabilidade energética Análise da utilização de energia por produto ou processo Medidas de racionalização de energia Apresentação organizada de todos os elementos

42 422004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Índice do Relatório Introdução Síntese e Resumo de Medidas Utilização de Energia Dados de Produção Calculo dos Consumos Específicos Análise da Estrutura Produtiva Análise dos Serviços Auxiliares Gestão de Energia

43 432004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Síntese ResponsabilizarPlanear Fazer auditoria Isolar ORCs Avaliar economicamente as ORCs Implementar Começar pelo que é mais simples e barato Investir na ORC´s mais promissoras Em Geral: USAR UM MÉTODO

44 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 44 Enquadramento Regulamentar RGCE - Regulamento de Gestão dos Consumos de Energia dos Consumos de Energia Aplicável a todos os sectores de actividade com excepção do doméstico.

45 452004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Legislação Aplicável Decreto-lei nº. 58/82, de 26 de Fevereiro e Portaria nº. 359/82 de 7 de Abril - Aprova o 1º Regulamento da Gestão do Consumo de Energia. Despacho nº. 10/88 de 30 de Maio - Alarga o âmbito do RGCE a todos os sectores, exceptuando o doméstico. Portaria nº. 228/90 de 27 de Março - Aprova o RGCE para o sector dos transportes. Vários despachos da DGE, com a definição dos K, para vários sectores.

46 462004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Todas as empresas (industriais, de comércio, agrícolas, serviços, etc.), em que: consumo superior a 1000 tep/ano consumo superior a 1000 tep/ano ou a soma dos consumos nominais > 0,5 tep/h ou a soma dos consumos nominais > 0,5 tep/h ou consumo dum equipamento > 0,3 tep/h ou consumo dum equipamento > 0,3 tep/h Empresas de transportes com consumo superior a 500 tep/ano; Aplicação do RGCE

47 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 47 COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP (Diário da República, nº. 98, IIª Série, de 29 de Abril de 1983) Para os combustíveis líquidos em toneladas: Petróleo bruto - 1,007 tep/t Gases de petróleo liquefeitos - 1,140 tep/t Gás de refinaria - 1,130 tep/t Gasolina - 1,073 tep/t Carboreactores, petróleo e gasóleo - 1,045 tep/t Thick fuelóleo - 0,969 tep/t Thin fuelóleo - 0,984 tep/t White spirit - 0,950 tep/t Gasolina pesada - 1,073 tep/t Lubrificantes, betume, parafina e outros - 0,950 tep/t

48 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 48 COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP (Diário da República, nº. 98, IIª Série, de 29 de Abril de 1983) Para os combustíveis líquidos em litros 1,000 litros de gasóleo - 0,835 t 1,000 litros de petróleo - 0,785 t 1,000 litros de gasolina super - 0,750 t 1,000 litros de gasolina normal - 0,720 t

49 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 49 COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP (Cont.) Para os combustíveis gasosos: Gás natural - 0,82 tep/10 3 m 3 Gás natural - 0,82 tep/10 3 m 3 Gás da cidade, gás de coque - 0,42 tep/10 3 m 3 Gás da cidade, gás de coque - 0,42 tep/10 3 m 3 Gás de alto forno - 0,09 tep/10 3 m 3 Gás de alto forno - 0,09 tep/10 3 m 3 Para a energia eléctrica: 1 KWh corresponde a 290 x tep 1 KWh corresponde a 290 x tep

50 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 50 Exemplo 1 Empresa industrial com consumos anuais de: Electricidade MWh tep Electricidade MWh tep Gás Propano ton tep Gás Propano ton tep Total tep Total tep Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE

51 512004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Exemplo 2 Empresa industrial com consumos anuais de: Electricidade MWh 986 tep Electricidade MWh 986 tep Soma dos potências nominais dos equipamentos instalados KW 0.52 tep/h Soma dos potências nominais dos equipamentos instalados KW 0.52 tep/h Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE

52 522004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Exemplo 3 Hotel c/ 330 quartos: Consumo energético anual MWh 914 tep Potência instalada nos principais equipamentos: - Caldeira águas quentes - 500,000 Kcal/h 581 Kw - Caldeira de vapor -1,000,000 Kcal/h 1,163 Kw - Somatório potências equipamentos eléctricos Kw Total: 2,089 Kw Total: 2,089 Kw Equivalente a 0.61 tep/h Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE

53 532004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Disposições principais do RGCE Fazer examinar as instalações por técnicos (*) reconhecidos pela DGE (auditorias de energia) Elaborar um plano de racionalização de consumo de energia, que deverá ser sujeito a aprovação Implementar o plano aprovado, sob responsabilidade de um técnico, elaborando relatórios trimestrais e anuais de progresso do plano (*) Técnico: individual ou colectivo

54 542004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Operações executadas nas auditorias O controlo da combustão e a medida dos rendimentos energéticos. A verificação do estado das instalações, do transporte e distribuição de energia. A investigação das possibilidades técnicas e económicas de valorização dos efluentes térmicos A execução dos seguintes balanços: Global da instalação, de cada processo de fabrico, das principais fases de fabrico e da conversão de energia. A determinação dos consumos específicos de energia, por tipo de produto

55 552004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Redução do consumo específico (plano quinquenal) As metas anuais de redução de consumo específico calculadas pela seguinte fórmula: M - redução do consumo específico anual C - valor do consumo específico actual k - valor do consumo específico definido pela DGE para cada tipo de produto ou instalação No caso em que não exista K publicado, ou no caso do C ser inferior ao K publicado, tomar-se-á como referência (K), 90% do valor de C.

56 562004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Exemplo - Hotel Consumo anual = 914 tep; Utilizadores = 554 Consumo específico= 1650 kgep/utilizador K=0.9 C Meta anual= 16,5 kgep/tilizador Redução ao fim 5 anos= 45,7tep/ano (868tep)

57 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 57 Plano de Racionalização Um conjunto de medidas de utilização racional de energia, calendarizadas ao longo do período de vigência do Plano, e cujos resultados globais, permitem que, no final dos 5 anos, o consumo específico da instalação, se situe abaixo dos objectivos preconizados no RGCE.

58 582004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Controlo e execução do plano de racionalização Será da responsabilidade de um técnico da empresa que deverá: Manter um registo actualizado pelo qual se possam verificar mensalmente os desvios em relação ao plano. Elaborar relatórios com periodicidade trimestral e um anual sobre o estado do progresso do plano (indicando os resultados obtidos, designadamente os referentes às metas de redução de consumos). Apresentar à DGE, quando solicitados, os registos e relatórios mencionados.

59 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 59 Evolução do consumo específico

60 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 60 Acompanhamento do programa do Plano de Racionalização Do ponto de vista legal exige a elaboração de relatórios anuais, a enviar para a DGE, com: Consumos de energia, produção e consumo específico de energia. Consumos de energia, produção e consumo específico de energia. Análise dos resultados e dos desvios e ponto Análise dos resultados e dos desvios e ponto da situação da implementação das medidas da situação da implementação das medidas previstas. previstas.

61 612004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria A figura do gestor de Energia O RGCE obriga ao reconhecimento de técnicos junto da DGE, na qualidade de: Técnicos examinadores das condições de utilização de energia ou autores de Planos de Racionalização (1ª e 2ª etapa). Técnicos examinadores das condições de utilização de energia ou autores de Planos de Racionalização (1ª e 2ª etapa). Técnicos responsáveis pelo controlo da execução e progresso do Plano de Racionalização. Técnicos responsáveis pelo controlo da execução e progresso do Plano de Racionalização.

62 2004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 62 Constituição das Equipas de Auditores Uma vez que uma auditoria de energia atravessa horizontalmente todos os sectores e todas as formas de energia, exige, para a sua realização, técnicos com formação em diferentes áreas; a solução normalmente utilizada passa por constituir equipas polivalentes, integrando técnicos com formação na área eléctrica e térmica, ou então recorrer a profissionais com larga experiência em gestão de energia.

63 632004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Características associadas ao consumo de energia eléctrica: O elevado custo desta forma de energia O custo depende do momento em que o consumo é realizado O custo depende da potência máxima O crescente número de equipamentos eléctricos

64 642004/2005 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Relação entre o auditor e o utente da instalação Por um lado Caracterizar a utilização de energia na empresa Identificar desperdícios Encontrar soluções com viabilidade Por outro lado Compreender as condicionantes da empresa Apoiar o desenvolvimento da estrutura de gestão de energia


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