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MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Metodologias de implementação de programas de racionalização. Auditorias Energia Humberto Jorge Mestrado.

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1 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Metodologias de implementação de programas de racionalização. Auditorias Energia Humberto Jorge Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria

2 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Gestão de Energia Definir responsabilidades Na administração: Um administrador responsável pela poupança energética Na administração: Um administrador responsável pela poupança energética Na produção: um técnico responsável pela gestão das utilizações de energia Na produção: um técnico responsável pela gestão das utilizações de energia

3 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.

4 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditorias energéticas Conhecer os consumos de energia Contabilizar os consumos de energia Dispor de dados para tomar decisões Avaliar medidas de racionalização implementadas Optimizar procedimentos

5 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditoria Energética - 4 fases 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

6 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

7 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

8 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

9 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)

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

11 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

12 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

13 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)

14 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

15 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

16 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 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.

17 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.

18 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

19 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 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

20 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 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

21 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 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

22 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 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

23 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

24 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

25 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

26 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

27 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.

28 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 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.

29 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.

30 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Evolução do consumo específico

31 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 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 Consumos de energia, produção e consumo específico de energia. 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.

32 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.

33 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria 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.

34 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

35 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

36 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

37 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)

38 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)

39 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Recolha da informação energética

40 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Estabelecimento dos fluxos de energia

41 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Auditorias - Instrumentação Amperímetros regista-dores 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)

42 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Instrumentação Geral Termómetro Termo-higrómetro Termo-anemómetro

43 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Instrumentação Geral Analisador de gases

44 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Instrumentação Geral Luxímetro Pinça Amperimétrica

45 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Instrumentação Geral Analisador de energia - Equipamento de análise detalhada de parâmetros de eléctricos

46 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

47 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

48 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Diagrama de carga Monitorização de consumos

49 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Diagrama de carga Monitorização de consumos

50 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

51 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

52 MEEC - Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria Ferramentas de software para recolha, tratamento e análise

53 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

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

55 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

56 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

57 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

58 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

59 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


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