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Medição & Verificação Santiago, novembro.2008. 2 Tópicos Histórico Documentação Conceitos Opções de M&V Estudo de exemplos Planejamento de M&V Estrutura.

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1 Medição & Verificação Santiago, novembro.2008

2 2 Tópicos Histórico Documentação Conceitos Opções de M&V Estudo de exemplos Planejamento de M&V Estrutura de plano de M&V

3 3 Histórico Viabilização de contratos de performance Acordo entre ESCO e dono da instalação Onde, quando e o que medir Como calcular as economias Cada parte deve garantir a área sob sua responsabilidade ESCO: desempenho dos equipamentos Dono da instalação: operação adequada

4 4 Histórico - 2 Thomas Edison Serviço x energia Economia: paga a redução do consumo 1980s Primeiros modelos de contratos de ESCos 1990s GLD: gerenciamento pelo lado da demanda 1996: 1ª edição IPMVP - North American Energy Measurement and Verification Protocol (international em dez.97)

5 5 Histórico IPMVP – organização independente do DOE – US 2004 EVO - Efficiency Valuation Organization Concepts and Options for Determining Energy and Water Savings, Volume I

6 6 Documentação IPMVP Volume I: Concepts and Options for Determining Energy and Water Savings IPMVP Volume II: Concepts and Practices for Improved Indoor Environmental Quality IPMVP Volume III: Aplications I - Concepts and Options for Determining Energy Savings in New Construction II - Concepts and Practices for Determining Energy Savings in Renewable Energy Technologies Applications, 2003

7 7 Documentação - 2 ASHRAE Guideline : Measurement of Energy and Demand Savings PROCEL. Guia de Medição e Verificação WALTZ, J. P. Management, Measurement & Verification of Performance Contracting. Lilburn-GA: The Fairmont Press, Inc., 2003.

8 8 Medição & Verificação tempo reforma Energia desempenho anterior desempenho posterior projeção do desempenho anterior economia Período basePós-reforma Condições de operação

9 9 M&V – problema não é possível medir economia de energia! WALTZ, 2003, p. 270; PROCEL, 2007, p. 16 Medições Período base (normalmente, antes da reforma – baseline period) Período relatado (reporting period)

10 10 Início Economias calculadas pela conta de energia já com correções de variáveis de influência (clima, ocupação, produção, etc.) Dificuldades mensuração das variáveis de influência pequeno porte das medidas implementadas compartilhamento dos sistemas modificados

11 11 Novas técnicas Isolar a medida Instalação Energia Serviço Área isolada fronteira de medição

12 12 Medida isolada Variáveis independentes Parâmetro que se espera mudar regularmente e tem um impacto mensurável no consumo de energia Fatores estáticos Características da instalação que afetam o consumo de energia dentro da fronteira de medição, mas que se espera não variar. Inclui características ambientais, operacionais e de manutenção.

13 13 Opções de M&V Opção A: isolada, mensuração de parâmetros chave Opção B: isolada, medição de todos os parâmetros Opção C: toda a instalação Opção D: simulação calibrada

14 Início Instalação ou medida individual? Pode ser isolada por medidores ? Medida individual Economi a > 10%? Instalação Não Necessária demonstração total de performance? Sim Instalar medidores para todos os parâmetros e estimar efeitos interativos Sim Faltam dados período base ou relatado? Opção B Isolação da reforma Todos os parâmetros medidos Instalar medidores para parâmetros- chave, estimar os demais e efeitos interativos Opção A Isolação da reforma Parâmetros- chave medidos Não Opção D Modelo calibrado Opção C Instalação completa Faltam dados período base ou relatado? Não Necessária avaliação separada medidas? Analisar dados principais medidores Sim Modelar sistema ou instalação Não Sim Calibrar modelo Obter dados para calibração Calibrar com e sem medidas Não Sim Opção de M&V

15 15 Exemplo – opção A CCM M Energia elétrica Energia mecânica Energia hidráulica Vazão requerida pelo processo fronteira de medição

16 16 Opção A - características Vazão constante -> opção A Variáveis independentes potência do motor tempo de funcionamento Fatores estáticos vazão para o processo perdas na tubulação densidade do líquido rendimento da bomba

17 17 Opção A – linha de base

18 18 Opção A – linha de base (2) Dados nominais Potênciacv175 Rotaçãorpm1750Pólos 4 TensãoV440 CorrenteA220 Dados de operaçãoMédiaMáximoMínimoDesvPad PotênciakW 98,1 99,3 96,4 0,6 TensãoV 450,5 458,8 442,0 3,4 CorrenteA 162,7 164,7 160,3 0,9 Fator potência1 0,77 0,78 0,76 0,004 Carregamento1 0,71 0,72 0,70 0,004 Rendimento1 0,94 0,0001 Potência mecânica cv 124,9 126,5 122,7 0,8 Funcionamento h/ano7500

19 19 Opção A – fatores estáticos

20 20 Opção A – variáveis medidas Variáveis medidas Período Medição FormaTempoEquipamento Potência do motor Base Potência trifásica 1 semana Analisador grandezas elétricas Relatado Potência trifásica 1 semana após reforma Analisador grandezas elétricas Potência monofásica 1 minuto, a cada 6 meses Wattímetro alicate

21 21 Opção A – variáveis estimadas Variáveis estimadas Período Medição FormaTempoEquipamento Tempo de operação Base Período motor ligado 1 semana Analisador grandezas elétricas Relatado Período motor ligado 1 semana após reforma Analisador grandezas elétricas

22 Opção A – fatores estáticos Fatores estáticosPeríodo Estimativa AcompanhamentoEvidência Vazão do sistema Base Nível do tanque superior Acompanhar durante período medição motor Relatado Nível do tanque superior Acompanhar durante período medição motor Desempenho da bomba Base Dados de placa, estado geral Documentar com foto Relatado Dados de placa, estado geral Conferir e documentar com foto Desempenho da tubulação BaseEstado da tubulaçãoDocumentar com foto RelatadoEstado da tubulação Conferir e documentar com foto Densidade do líquido BaseCor e turbidez Conferir e documentar com foto RelatadoCor e turbidez Conferir e documentar com foto Desempenho do motor Base Dados de placa, estado geral Documentar com foto Relatado Dados de placa, estado geral, medição de potência Conferir e documentar com foto

23 23 Opção A – período relatado Pós-reforma EstimadaMedidaVariação Potência nominal cv 150 0% Funcionamentoh/ano % Carregamento1 0,83 -0,02% Rendimento1 0,95 -0,001% PotênciakW 96,82 96,80-0,02% EconomiakW 1,28 1,301% Economia anualMWh 9,60 9,994%

24 24 Opção A - resultados S Consumo evitadoMWh/ano B Consumo no período baseMWh/ano P Consumo no período relatadoMWh/ano ajustes Ajustes na linha de base necessários para levar em consideração alterações de parâmetros ocorridas entre o período base e o relatado MWh/ano

25 25 Opção A – resultados (2) B MWh/ano 735,74 P MWh/ano 744,39 ajustes MWh/ano 18,64 S MWh/ano 9,99

26 26 Opção A - ajustes PbPb Potência no ano-baseMW hbhb Funcionamento no período baseh/ano PrPr Potência no período pós-reformaMW hrhr Funcionamento no período pós-reformah/ano

27 27 Exemplo – opção B CCM M Energia mecânica Energia hidráulica Vazão requerida pelo processo FI Energia elétrica fronteira de medição

28 28 Opção B - descrição Reforma da fábrica – vazão não mais constante como calcular as economias? Substituição da tubulação Ajuste do rotor da bomba Troca do motor

29 29 Opção B – ajuste do rotor

30 30 Opção B - características Vazão variável -> opção B Variáveis independentes vazão do processo tempo de funcionamento Fatores estáticos perdas na tubulação densidade do líquido rendimento da bomba rendimento do motor

31 31 Opção B – linha de base PhPh Potência hidráulicaW Peso específico do líquidoN/m 3 Q Vazão do líquidom 3 /s H Altura dinâmica do sistemam h est Altura estática do sistemam hphp Altura correspondente às perdas na tubulação m

32 32 Opção B – linha de base (2) Qh est hphp HHbHb gPhPh b PbPb m PmPm m 3 /hmmmmN/m 3 kW ,5532, ,00,6866,1 0,922 71, ,234, ,10,7669,9 0,926 75, ,59,836, ,10,7976,1 0,931 81, ,838, ,40,80581,2 0,933 87, ,516,241, ,10,8187,8 0,936 93, ,90,8192,5 0,937 98,7

33 33 Opção B – projeção Qh est hphp HHbHb gPhPh b PbPb m PmPm m 3 /hmmmmN/m 3 kW ,52,329, ,80,7350,4 0,939 53, ,330, ,50,7755,2 0,940 58, ,54,531, ,60,7862,4 0,941 66, ,931, ,30,7966,2 0,941 70, ,57,533, ,20,7969,8 0,941 74, ,334, ,20,7972,4 0,941 77,0

34 34 Opção B – estimativa de ganhos VazãoTempoSituação atual Situação pós- reforma Economia estimada m3/hh/anokW MWh/ ano kW MWh/ ano kW MWh/ ano 250 a ,5151,058,7117,516,833,5 350 a ,0261,166,3198,920,762,2 450 a ,7246,770,4176,028,370,8 Total ,9492,4166,5

35 35 Opção B – variáveis medidas Variáveis medidas Período Medição FormaTempoEquipamento Potência do motor Base Potência trifásica 1 semana Analisador grandezas elétricas Relatado Potência trifásica 1 semana após reforma Analisador grandezas elétricas Potência monofásica 1 minuto, a cada 6 meses Wattímetro alicate Tempo de operação Base Período motor ligado 1 semana Analisador grandezas elétricas Relatado Período motor ligado Constantemente Registro medidor vazão Vazão do sistema BaseValor lido1 semanaMedidor vazão RelatadoValor lido 1 semana após reforma Medidor vazão

36 Opção B – fatores estáticos Fatores estáticosPeríodo Estimativa AcompanhamentoEvidência Desempenho da bomba Base Dados de placa, estado geral Documentar com foto Relatado Dados de placa, estado geral Conferir e documentar com foto Desempenho da tubulação BaseEstado da tubulaçãoDocumentar com foto RelatadoEstado da tubulação Conferir e documentar com foto Densidade do líquido BaseCor e turbidez Conferir e documentar com foto RelatadoCor e turbidez Conferir e documentar com foto Desempenho do motor Base Dados de placa, estado geral Documentar com foto Relatado Dados de placa, estado geral, leitura da potência Conferir e documentar com foto

37 37 Opção C - exemplo Pequeno aeroporto Terminal de passageiros e hangares Condicionamento ambiental - feito por aparelhos de janela troca de unidades substituição por unidades split vedação dos caixilhos manutenção preventiva Reforma já prevista pelo dono da instalação

38 38 Caracterização da instalação

39 39 Correlação TPS x aeroporto

40 40 Correlação consumo x temperatura

41 41 Medições Instalação de 2 medidores nos transformadores de 500 kVA Aceita a linha de base a partir dos gráficos anteriores BcBc Consumo do período base corrigidoMWh t amb Temperatura ambiente média do mês oCoC

42 42 Resultados opção C – mês exemplo Consumo atual21,5MWh Temperatura25 oCoC Consumo base24MWh Consumo base corrigido 25,8MWh Ajuste 1,8MWh Economia 4,3MWh

43 43 Variáveis independentes e fatores estáticos Variáveis independentes temperatura ambiente Fatores estáticos demais instalações do TPS

44 Opção D – novo sistema de bombeamento CCM Energia hidráulica Vazão requerida pelo processo FTC Energia elétrica Sinal de controle Energia mecânica fronteira de medição

45 45 Opção D - características Modelo deve ser calibrado Reforma tubulação de maior diâmetro bomba eficiente motor eficiente acionador de velocidade ajustável (AVA)

46 Escolha da opção de M&V

47 47 Opção D – linha de base IPMVP, vol. 3 (novas instalações): Conveniência apropriada ao projeto e aos objetivos de M&V normas e padrões práticas padrão ou de mercado Rigor detalhada para servir aos propósitos de M&V isolação da reforma: sistemas e equipamentos devem ter sua performance bem definida instalação completa: modelos completos Repetibilidade

48 48 Opção D – projeção Qh est hphp HHbHb gPhPh b PbPb m PmPm m 3 /hmmmmN/m 3 kW ,52,329, ,30,6929,4 0,914 32, ,330, ,80,7533,1 0,924 35, ,54,531, ,60,7937,5 0,931 40, ,931, ,80,8242,4 0,935 45, ,57,533, ,50,8348,7 0,938 51, ,334, ,70,8455,6 0,940 59,1

49 49 Opção D – estimativa de ganhos VazãoTempoSituação atual Situação pós- reforma Economia estimada m3/hh/anokW MWh/ ano kW MWh/ ano kW MWh/ ano 250 a ,5151,035,871,639,779,4 350 a ,0261,140,2120,746,8140,3 450 a ,7246,745,4113,453,3133,3 Total ,9305,7353,1

50 50 Opção D – variáveis medidas Variáveis medidas Período Medição FormaTempoEquipamento Potência do motor Relatado Potência trifásica Constante- mente AVA Tempo de operação Relatado Período motor ligado Constante- mente AVA Vazão do sistema Relatado Valor registrado Constante- mente AVA

51 51 Opção D – fatores estáticos Fatores estáticosPeríodo Estimativa AcompanhamentoEvidência Desempenho da bomba Relatado Dados de placa, estado geral Conferir e documentar com foto Desempenho da tubulação RelatadoEstado da tubulação Conferir e documentar com foto Densidade do líquido RelatadoCor e turbidez Conferir e documentar com foto Desempenho do motor Relatado Dados de placa, estado geral, acompanhamento da potência Conferir e documentar com foto

52 52 Planejamento e desenvolvimento de M&V Início do planejamento Fase de levantamento de dados Dados históricos Linha de base preliminar Instalação de medidores Variáveis de influência e garantias Valores a medir Somente os que reduzam a incerteza Verificar relação custo-benefício

53 53 Planejamento e desenvolvimento de M&V (2) Parâmetros de influência Variáveis independentes Fatores estáticos Fronteiras de medição Medidores delimitam fronteiras Fronteiras menores: mais influências Fronteiras maiores: mais medidores Extensão da medição Até a constância da medição

54 54 Planejamento e desenvolvimento de M&V (3) Linha de base Correlação com variáveis independentes Ajuste da linha de base Rotineiros (variáveis independentes) Não rotineiros (fatores estáticos) Equipamentos de medição Confiabilidade metrológica Incerteza

55 55 Planejamento e desenvolvimento de M&V (4) Custos de medição Considerar todos os componentes: engenharia, equipamento, calibração, operação, análise, software, etc. Relatórios Estabelecer forma e periodicidade

56 56 Estrutura de Plano de M&V Descrição da reforma, seu propósito e impacto sobre os usuários Fronteira de medição e efeitos interativos com o exterior da fronteira Opção de M&V Variáveis independentes e fatores estáticos Plano de monitoração dos fatores estáticos Linha de base Seleção do período relatado Pontos de medição, especificações e procedimentos de operação e manutenção Procedimentos de controle de qualidade Custos esperados Formato e freqüência dos relatórios

57 57 Tópicos abordados Histórico Documentação Conceitos Opções de M&V Estudo de exemplos Planejamento de M&V Estrutura de plano de M&V

58 58 Obrigado! Gracias!


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