Soluções de Eficiência Energética Durante todo Ciclo de Vida do Processo São Paulo, Maio/2011

Preços de energia dolarizados

Por que economizar? Tendência natural para aumento das tarifas Fonte: ANEEL

Distribuição de Custos no Ciclo de Vida...

Distribuição de Custos no Ciclo de Vida... Em geral, os custos para as fases de Aquisição, Projeto, Comissionamento e Instalação são bem definidos e ocorrem só uma vez. No entanto, os custos de MANUTENÇÃO e OPERAÇÃO são recorrentes durante todo o ciclo de vida do equipamento, sendo por isso responsável por 60% de todos os custos do Ciclo de Vida do Equipamento.

Produtos Siemens para eficiência energética

Produtos Siemens para eficiência energética

Produtos Siemens para eficiência energética

Totally Integrated Automation ERP, e.g. SAP Management level (MES) SIMATIC Manager WinCC PCS 7 Operation level (SCADA / DCS) Control level Field level

Instrumentação de Campo Nível: Fluxo: MPS, submersible sensor HydroRanger MAG 5000, MAG 6000 OCM III HydroRanger Ultrasonic sensor Open channel flow MAG 5100W, MAG 3100 Probe LU Ultrasonic sensor Pressão: Temperatura: P300 DSIII TH-Series TF2

CCMs Inteligentes / Medidores de Energia

Gerenciamento de Energia - B.Data Funções Gerenciamento de Energia – Portal Corporativo Gerenciamento de Energia Comercial Cost transparency Monitoramento e Relatórios Compra de Energia Suporte à compra Cálculo de Cenários Emissões Monitoramento de emissões CO2 Disposição de Resíduos Conexão sistemas externos Gestão de Facilities ERP (e.g. SAP) Gestão da Manutenção Planejamento Planejamento Energético Previsão de Verbas Faturamento de Energia Alocação por Centro de Custo Avaliação / Cálculo B.Data Relatórios de Energia Análise e relatórios Controle Fluxo de Trabalho Visualização Intranet / Internet Agenda de Energia Plano de Compras / Energia Especificações para GC Balanço Energia e Insumos Cálculo KPIs Alocação de Recursos Gestão de Falhas / Alarmes Alarmes Alarmes remotos (SMS) Sistema de Operação e Controle Gravação Central Visualização da Planta Preparação dos Dados e armazenamento Gestão de Cargas Controle de Cargas Controle deConsumidores Sistema de Operação e Controle Nível de Campo e Automação Interfaces com sistemas paralelos Dispositivos de Medição Sistema de Controle de Processo Cubículos de Potência Mobile data recording PLCs

Gerenciamento de Energia - B. Data Interface do Usuário (B Gerenciamento de Energia - B.Data Interface do Usuário (B.Data Explorer)

Por que economizar energia com Motores Elétricos? Source: MME – Aneel - Eletrobrás

Qual é o segredo para economizar energia com motores? Analise as duas variáveis da equação que define a PConsumida. Esta redução pode ser obtida de duas formas distintas: Reduzindo a Potência Útil Elevando a Eficiência (η%) A instalação de Motores de Alto Rendimento contribui apenas para o aumento da eficiência. Diversas outras alternativas podem ser utilizadas para conseguir ganhos muito maiores. PConsumida = PÚtil η%

Qual é o segredo para economizar energia com motores? É preciso analisar não somente o motor, mas todo o sistema de acionamento (Controles+Motor+Carga) Controle de Velocidade (VFD)* Qualidade de Energia# Outros Número de Partidas* Temperatura do Ambiente# Lubrificação# Manutenção Painéis# Transmissão Mecânica* Alinhamento e Balanceamento# Carregamento do Motor* Motores Alta Eficiência# * Impacto sobre a Potência Útil # Impacto sobre a eficiência

Quatro ações principais para economia Estas são as ações mais comuns e que geralmente tem o retorno mais rápido para economia de energia Controle de Velocidade. Transmissão Mecânica. Qualidade de Energia. Carregamento do Motor. Como cada uma destas opções traz ganhos?

Alternativa 1 – Controle de Velocidade (PÚtil) Válvula de Controle Controle de Velocidade

Alternativa 1 – Controle de Velocidade (PÚtil) PConsumida 44 % inferior Controle de vazão via válvula Controle eletrônico de vazão Potência Consumida Potência Consumida 285% 160% Perdas: Perdas: Transformador hT = 99 % Transformador hT = 99 % h0 = 89 % 281% h0 = 93 % M 158% ~ Motor hM = 94 % ~ Inversor hVFD = 96 % 265% 152% M Bomba hB= 60 % h1 = 38 % Motor hM = 94 % 160% 142% X Válvula de Controle hV = 63 % Bomba hB = 70 % h1 = 70 % 100% 100% Potência Útil hGlobal = 35 % Potência Útil hGlobal= 63 %

Alternativa 2 – Transmissão Mecânica Acoplamento Direto Método de maior eficiência (100%) Nem sempre podem ser utilizados Redutores Eficiência reduzida Aplicações específicas Acoplamento por Correia Perda na transmissão, que varia de acordo com o conjugado de operação e o tipo de correia Correias Sincronizadoras – eff. 98% Correias Lisas, Tipo V – eff. 95% Correias folgadas – eff. ???

Alternativa 3 – Qualidade de Energia A qualidade de energia pode interferir na eficiência do motor de duas formas: Desbalanceamento de Tensão. VMAX = Tensão máxima entre fases VMIN = Tensão mínima entre fases VMED = Tensão média entre fases R 220 V d% = 2,7% S 223 V T 217 V

Alternativa 3 – Qualidade de Energia

Alternativa 3 – Qualidade de Energia A qualidade de energia pode interferir na eficiência do motor de duas formas: Distorção Harmônica. Tensões e Correntes distorcidos Originada pelo chaveamento eletrônico de circuitos, capacitores, reatores, fontes, etc. THD – Total Harmonic Distortion 1 2 4 3 ...... V THD n å + = THD% = 8%

Alternativa 3 – Qualidade de Energia

Alternativa 4 – Carregamento do Motor Ponto Crítico Eficiência Faixa de Operação Mais Comum Carregamento

Comparação da Eficiência de Motores 75 cv / 2 pólos Concorrente Std Concorrente Alto Rend

Comparação da Eficiência de Motores 150 cv / 2 pólos Concorrente Std Concorrente Alto Rend

Comparação dos Principais Métodos para Economia Controle de Velocidade (Inversores de Freqüência) Carregamento do Motor (% da carga nominal) Sistema de Transmissão Mecânica (Acoplamento) Qualidade de Energia Motores Alta Eficiência 30% 6% 5% 5% 3%

Distribuição de Custos no Ciclo de Vida...

Análise do Custo no Ciclo de Vida (LCC) Custos de energia representam 97 - 99% de todo o Custo no Ciclo de Vida em um motor

Cálculo dos potenciais de economia Bomba Média de Fluxo (Jan/09 – Mai/10) 60% Potência do Motor 900 HP Horas de Funcionamento 8760 hrs/a Consumo de energia (CONTROLE MECÂNICO) 3.939 MWh/a (CONTROLE ELETRÔNICO) 1.270 MWh/a Economia: 2.669 MWh/a 67% de Redução

Motivações para economia de energia Constatações da Siemens Estudos realizados mostram que… Mais de 50% de todo consumo de energia na indústria é devido a motores elétricos 30% dos acionamentos podem ser operados de forma mais eficiente. A operação otimizada de sistemas de acionamento pode economizar até 50% do consumo de energia.

Energy Optimization Services …Alinhamento Fases Orientação Análise Viabilidade Implementação & Sustentabilidade Energy Improvement Estimativa dos Potenciais Medidas eficiência energética Conceito de implementação, ROI e viabilidade Implementação técnica e validação This is the first slide of the navigation part. User can chose to go for the presentation on the maintenance model side or on the BBM side. After we enhance graphically the pictures, we use the here as the links. Produtos e Soluções Energy Health Check (EHC) Energy Optimization Services (EOS) Estimativa dos Potenciais de economia Energy Optimization of Drive Systems (EoD) Estimativa Preliminar dos Potenciais Estudo Detalhado dos Acionamentos Implementação Technical Realization Validação

Capital intelectual – A chave do nosso sucesso 230.480 Capital intelectual – A chave do nosso sucesso Total de Projetos Realizados 93 20% pela equipe do Brasil 80% pela equipe internacional Total de Colaboradores Envolvidos 97 4% Consultores 54% Engenheiros 42% Técnicos Potencial Médio de Economia de Energia* 7,1% 5,1% Prédios Comerciais 9,1% Unidades Industriais Redução de Custos* 21,7% 35% - Prédios Comerciais 8 % - Unidades Industriais * Projetos Realizados pela equipe do Brasil

Title of the presentation Obrigado! Title of the presentation Eng. Bruno Abreu Consultor Técnico / Eficiência Energética Siemens Ltda. / Industry Solutions Fone: +55 11 3908 1977 Celular: +55 11 8122 8984 E-mail: bruno@siemens.com