EFICIENCIA ENERGETICA COM MOTORES CA. 0 Presentation title

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1 EFICIENCIA ENERGETICA COM MOTORES CA 0 Presentation title

2 História 16 de setembro de 1961 Werner Ricardo Voigt, Eggon João da Silva e Geraldo Werninghaus fundaram a Eletromotores Jaraguá, que viria a ganhar uma nova razão social, a Eletromotores WEG S.A., uma feliz junção das iniciais dos três fundadores. WEG começou a ampliar suas atividades a partir da década de 80 Produção de componentes eletroeletrônicos Produtos para automação industrial Geradorese motores de grande porte Transformadores de força e distribuição Tintaslíquidas e em pó Vernizes eletroisolantes

3 NOSSOS VALORES COMPANHIA HUMANA Valorizamos cada contribuição individual para o nosso sucesso, e motivamos as pessoas através da integridade, ética e apoio constante para o desenvolvimento pessoal TRABALHO EM EQUIPE Trabalhando em equipe, reunimos o melhor do conhecimento, inteligência e habilidade para aprimorar constantemente o trabalho e beneficiar nossos clientes

4 Eficiência Todo dia trabalhamos para tornar as coisas melhores Todos os produtos, processos e desenvolvimentos são guiados pelo aumento na eficiência Flexibilidade Sempre iremos desenvolver novas maneiras eficientes de responder a situações de mudança e atender às necessidades dos clientes

5 Inovação Eficiência Novas ideias e tecnologias garantem a existência da companhia. É por isso que encorajamos e apoiamos um clima de pensar além do hoje Liderança Ser referência no relacionamento com clientes

6 Fábricas e Filiais A WEG é uma empresa competitiva a nível mundial, contando com presença de distribuidores e agentes em mais de 85 países além de uma rede de mais de 1100 assistentes técnicos cobrindo todos os 5 continentes. Brasil Argentina México Portugal Filiais comerciais em 24 países China Fábricas em 11 países Argentina Chile Colômbia Venezuela México Estados Unidos Portugal Espanha Itália França Reino Unido Alemanha Bélgica Holanda Suécia Emirados Árabes Rússia Índia China Cingapura Japão Austrália Índia África do Sul

7 Unidades de negócios

8 Faturamento (Em R$ milhões)

9 Conteúdo da Palestra Linhas de menor custo operacional Eficiência Energética na Indústria Tecnologia Aplicada Metodologia e Resultados Limite de Recuperabilidade Cases reais 8 21/10/2013

10 Que opção escolher? Que tipos de estradas existem? Quais as opções? Qual a conseqüência do uso inadequado?

11 Soluções WEG para eficiencia energética Produtos que geram redução dos Custos Operacionais

12 LINHA WMAGNET Extra Alto Rendimento Menor peso e volume Ampla faixa de rotação com torque constante Baixos níveis de ruído y vibração Sistema de isolamento WISE Termistores PTC para desligamento a 155 C Potências: 15 a 200 cv Faixa de rotação: 90 a 3600 rpm Carcaça: 132S a 250S/M Tensão: 380 V Cor: Cinza 091A.3145 O rotor com ímãs permanentes garante o elevado desempenho sendo possível extrair mais potência por carcaça, reduzindo assim o espaço de instalação e ruídos além de garantir níveis de rendimento superiores ao dos motores de alto rendimento definidos por norma. O motor é acionado por inversor de frequência WEG e fornece torque constante em ampla faixa de rotação garantindo a operação em baixas velocidades, dispensando o uso de ventilação forçada. 11

13 LINHA WMAGNET Motor de Indução Wmagnet As linhas de fluxo do estator passam pelo rotor induzindo correntes e criando um campo magnético. Há perdas e geração de calor. Os imãs geram seu próprio campo magnético sem a necessidade de indução de correntes. Eliminam-se as perdas no ferro e perdas Joules

14 LINHA WMAGNET Comparativo de Rendimento Motores 380V Brasil 3600rpm

15 LINHA WMAGNET Ampla Faixa de Rotação com Torque Constante -Torque Nominal constante de 10% à 100% da rotação nominal sem necessidade de ventilação forçada; -Regime abaixo de 10% é necessário encoder;

16 LINHA WMAGNET Menor Peso e Volume Motor Indução 20cv 160M 108,8 kg 31,2 dm 3 Wmagnet 20cv 132S 54,4 kg 17,8 dm 3 Redução média Peso: 50% Volume: 42,9%

17 WMAGNET Atributos Rotor com ímãs permanentes Menor massa e volume Torque constante em ampla faixa de rotação Extra alto rendimento Temperatura dos mancais reduzida Benefícios Maior vida útil do motor, maior potência por carcaça, maior rendimento, maior fator de potência e temperatura dos mancais reduzida. Otimização do espaço de instalação e redução do ruído. Comparado aos motores de indução de mesma potência, oferece redução do peso de até 35% e redução do volume de até 47%. Garante a operação em baixas velocidades, com o mesmo desempenho, sem a necessidade de sistema de ventilação independente, o que reduz custos de manutenção, itens de estoque e libera espaço no CCM. Maior economia de energia. Oferece níveis de rendimento superiores ao dos motores de alto rendimento definidos pela norma NBR Maior vida útil e maior intervalo entre as intervenções para manutenção. Fator de potência elevado Robustez Flexibilidade Redução de custos com a instalação de banco de capacitores. Projeto mecânico idêntico ao dos motores trifásicos industriais WEG, com robustez comprovada pelo mercado. Produto pode ser personalizado para atender aos requisitos das mais diversas aplicações (ambientes extremamente agressivos, por exemplo). 16

18 W22-PREMIUM Alto Rendimento Economia de Energia Baixo custo operacional Vida útil estendida Baixa manutenção Excelente relação custo-benefício Baixos níveis de vibração e ruído Fácil manutenção e instalação Potências: 0,16 a 750 cv Número de polos: 2, 4, 6, 8, 10 e 12 Carcaças: 63 a 355A/B Alto rendimento e custos operacionais reduzidos formam a base para o desenvolvimento da nova linha de motores trifásicos para uso general W22. Excelente relação custo-benefício, redução do consumo de energia elétrica, baixos níveis de ruído e fácil manutenção são algumas das características que definem este novo produto. Um motor que surge antecipando conceitos sobre eficiência energética, desempenho e produtividade. 17

19 Linha Well Grau de proteção IPW 66 Potências 1 a 400cv Carcaças 90S a 355 M/L Polaridade: II, IV, VI e VIII pólos 220/380V (90S a 200L) Tensões 440V com 6 cabos 225 S/M 355 M/L Fator de serviço 1,15 Pintura interna anti-corrosiva e componentes usinados protegidos contra corrosão Acabamento em pintura Epóxi, plano 211P Placa de bornes Defletora em ferro fundido e chapéu para montagem vertical Resistência de aquecimento Sistema de isolamento WISE Sistema de vedação W3SEAL A linha Well foi especialmente projetada para maximizar confiabilidade e produtividade do seu equipamento. Confiabilidade a toda a prova para as indústrias de processamento contínuo, onde redução de intervenções para manutenções e baixos níveis de ruído são essenciais. 18 Workshop - Eficiência Energética

20 Linha WMining Caixa de ligação adicional (acima da carcaça 160) Ventilador e tampa defletora em ferro fundido Proteção térmica do bobinado (alarme/desligamento) Chapéu de proteção para formas construtivas na vertical com eixo para baixo Sistema de isolamento WISE Sistema de vedação W3SEAL A linha Wmining foi especialmente desenvolvida para operar nos diversos e severos ambientes de mineração. Motor com características construtivas diferenciadas que proporcionam durabilidade, resistência e robustez, oferecendo uma opção dedicada a este segmento. 19 Workshop - Eficiência Energética

21 Linha Roller Table Aletas radiais / circulares Dupla vedação com prensa cabos na passagem dos cabos Pintura interna anticorrosiva e pintura externa com acabamento em Poliuretano (plano de pintura 212P) Sistema de isolamento WISE Sistema de vedação W3SEAL Motor projetado exclusivamente para laminadores de mesas de rolos, apropriado para trabalhar com inversores de frequência. Motor de baixa manutenção, confeccionado em carcaça de ferro fundido cinzento FC 200, especialmente desenvolvido para atender a severidade do ambiente siderúrgico. 20 Workshop - Eficiência Energética

22 Linha WWash Sistema de isolamento WISE Sistema de vedação W3SEAL Pintura interna anticorrosiva Eixo e parafusos de fixação em aço inoxidável AISI 316 Pintura WEG NOBAC A linha Wwash foi especialmente desenvolvida para atender os requisitos do setor alimentício, farmacêutico e outros que tenham a necessidade de higienização e limpeza do ambiente com água. 21 Workshop - Eficiência Energética

23 Linha WDIP Aptos a operar em área classificada Zona 21 Temperatura máxima de superfície T125ºC Termistor 140ºC desligamento Grau de proteção IPW66 Aptos a operar com inversores de frequência Ventilador anticentelhamento (plástico condutivo) Sistema de isolamento WISE Sistema de vedação W3SEAL Maior segurança e qualidade dos motores para áreas classificadas Zona 21 (processamento de grãos, cereais, fibra têxtil, tinta pó, polímeros, etc.) 22

24 Porque economizar energia? O que é eficiência Energética?

25 Consumo de Energia Mundial Em trilhões de kwh 216,50 201,20 187,19 173,05 159,28 145,10 104,15 109,50 118, Fonte: US Energy Information Administration, 2011

26 Evolução das tarifas de energia elétrica por kwh R$ 0,21564 R$ 0,22468 R$ 0,21641 R$ 0,23028 R$ 0,23649 R$ 0,24581 R$ 0,19332 R$ 0,15959 R$ 0,13 Fonte: ANEEL

27 Tarifas de energia para o setor industrial Fonte: CNI 2007

28 Eficiência Energética e a ISO50001 A Nova Norma para Gestão da Energia propõe a melhoria da performance energética nas organizações Aumento da eficiência Controle do uso da energia Diminuição do consumo A atratividade geral se baseia em: Maior disponibilidade de suprimento de energia Melhoria da competitividade de organizações Impacto positivo nas mudanças climáticas

29 Eficiência Energética e a ISO50001 Atratividade para o segmento de motores: Haverá a necessidade de se demonstrar melhoria contínua da performance energética Isso representa ação direta na busca de:. aumento da eficiência energética dos processos fabris. diminuição do consumo geral da energia utilizada. tratamento do conceito de uso e aplicação da energia Antes da ISO 50001: -Não há nenhum tipo de exigência específica que fomente avanço significativo na busca por eficiência Depois da ISO 50001: -As empresas que desejarem estar alinhadas com os discursos de sustentabilidade precisarão cuidar efetivamente da gestão da energia, e consequentemente promover sistematicamente a utilização de equipamentos mais eficientes

30 Evolução da WEG Lei de Eficiência Energética Lei nº Portaria nº 553 Não Existia Legislação Alto Rendimento Plus Diferencial de Mercado W21 Standard Padrão de Mercado Super Premium Exclusividade no Mercado W22 Premium Diferencial de Mercado W22 Plus Padrão de Mercado Não Permitido? Super Premium Diferencial de Mercado Premium Padrão de Mercado Não Permitido - Maior Rendimento - Menor Consumo de Energia Não Permitido XX

31 Eficiência Energética na Industria Eletrolise; 3,10% Eletrotermia; 22,80% Iluminação; 5,80% Força Motriz; 68,30% Motores BT W22 Premium Adequação Potência Inversores= potencial 25% acionamentos Economia Média 9,27% Fonte: cases WEG Maior abrangência Economia Média de 30% Maior retorno individual

32 Custos Operacionais das Empresas O que é Custo operacional? São despesas destinadas a manter um ativo na sua condição existente ou a modifica-lo para que volte a estar em condições apropriadas de trabalho. Não têm expectativa de gerar lucro. Em equipamentos industriais os custos operacionais mais importantes são: Energia, Manutenção, Segurança, Impostos, Aquisição, Retrabalho, Produtividade, Estrutura, Etc; Quanto é este Custo operacional quando se fala de energia, manutenção e produtividade?

33 custo operacional do motor com vida nominal de 10 anos 2,5% Aquisição do Motor Elétrico 96% Custo de Energia 1,5% 97,5% Custo de Manutenção Custo de Paradas

34 custo operacional do motor Custos Motor Elétrico Premium- Motor 100cv 4 polos Vida útil 10 Anos R$ R$ ,00 R$ R$ ? R$ R$ R$ R$ 9.519,00 R$ 7.180,00 R$ 0 Aquisição Manutenção Energia Perdas de produção 33

35 objetivos das empresas Durabilidade; Flexibilidade; Segurança; Confiabilidade Customização. Economia Direta Sustentabilidade Eficiência Energética Performance Produtividade; Melhoria de Processo. 34

36 Eficiência e Confiabilidade para a Indústria Melhores rendimentos do mercado 35 21/10/2013

37 Redução do Custo Operacional Eficiência Energética + Tecnologia Aplicada + Limite Recuperabilidade Economia Energia Confiabilidade Melhoria do Processo Modernização Redução do Custo Operacional

38 EFICIENCIA ENERGÉTICA Método Levantamento dos dados Análise das condições operacionais Definição dos casos potenciais Diagnóstico das condições de partida e regime Cálculo de Eficiência Energética / ROI

39 Como funciona o fluxo de trabalho? Diagnóstico da unidade para levantar as oportunidades (CLIENTE) ou um Parceiro de Negócios (Custo); Simulação teórica dos potenciais encontrados (WEG); Reunião inicial para definir em conjunto com o cliente os módulos de trabalho e suas sequências (WEG/PN/CLIENTE); Definição dos pontos para Medição & Verificação para comprovação dos ganhos calculados (PN/CLIENTE); Criação de um cronograma para cada projeto (PN/CLIENTE); 38

40 Coleta de dados Dados destacados são obrigatórios Uma ou outra linha Uma ou outra coluna Obter pelo menos uma das medições. As três permitirão avaliar também outros problemas. Obter pelo menos uma das medições. As três permitirão avaliar também outros problemas. CUSTO DO KW/h MÉDIO NA PONTA E FORA DE PONTA Nº de Série Potência CV Potência KW Quantidade de Rebobinagens Desarmes por Sobrecarga Linha de Produto Fabricante Data de Fabricação Freqüência Rotação (RPM) Pólos Carcaça Forma Construtiva Horas de operação por dia Dias de operação por ano Acoplamento Tipo de Partida Tensão Nominal Corrente Nominal Medição RS MediçãoST Medição TR Medição IR Medição IS Medição IT Regime de Operação Equipamento Acionado Area 39

41 Onde localizar os dados NA ÁREA NO MOTOR NO SISTEMA / HISTÓRICO TAG NI ACOPLAMENTO ACIONAMENTO MEDIÇÕES DE TENSÃO MEDIÇÕES DE CORRENTE EQUIPAMENTO ACIONADO ÁREA Nº DE SÉRIE DESARMES POR SOBRECARGA POTENCIA EM CV JÁ FOI REBOBINADO POTENCIA EM kw HORAS DE OPERAÇÃO / DIA FABRICANTE DIAS DE OPERAÇÃO / ANO FREQUÊNCIA NOMINAL RPM CARCAÇA Nº PÓLOS ANO DE FABRICAÇÃO LINHA TENSÃO NOMINAL CORRENTE NOMNAL REGIME DE OPERAÇÃO 40

42 Limite de Recuperabilidade Para plantas com mais de 10 anos, a recuperação não é viável em casos de queima de motores até 20 cv, pois o investimento em um motor novo retorna em um período menor que 1 ano. (fonte Abraman) 41 Presentation title

43 Reparo de motores x Rendimento Perda de 1 a 5% de rendimento por rebobinagem Fonte: EASA

44 Reparo X Motor Novo CV 100 a 150 Temperatura de queima C 350 Qtde de Rebobinagens 1 Perda de rendimento (%) -0,4 Fonte: EASA -Electrical Apparatus Service Association Limite de Recuperabilidade

45 Metodologia Qual o Objetivo? Definir a partir de critérios técnico/econômicos a potência e/ou faixa de potência que inviabiliza a execução do reparo buscando melhores eficiência, confiabilidade/disponibilidade da planta.

46 Programação de manutenção Metodologia R$ Reparo = R$ REP (R$ AQ R$ GM ) R$ AQ R$ GM Retirada do motor da área R$ Reparo x% R$ ARP novo Sim Substituir por um novo R$ Premium Não Programar Recuperação Peritagem ROI y anos Sim R$ Rep Não Reparar

47 Metodologia

48 Case Congresso Nacional de Manutenção Análise Caso a Caso Limite de Corte Média Brasil Análise por Segmento / Realidade de Mercado [1] Garcia, Revista Eletricidade Moderna, N 407, fev 2008, pág 44-57; [2] Electrical Apparatus Service Association, The Effect of Repais Rewind on Motor Efficiency; [3] WEG Equipamentos Elétricos S/A, Tabela de Rebobinagem de Motores; [4] WEG Equipamentos Elétricos S/A, Lista de Preço de Motores; [5] ABRAMAN, A Situação da Manutenção no Brasil, Documento Nacional 2007; 7,5 CV Região de Substituição

49 Benefícios - Cliente Confiabilidade operacional; Agilidade na rotina de manutenção; Redução de serviços; Possibilidade de redução no estoque; Possibilidade de melhoria da especificação; Motores novos com prazo de garantia; Economia nos custos com energia elétrica; Renovação gradual do parque de motores.

50 CASES DE EFICIENCIA ENERGETICA COM MOTOR CA Solução WEG/RENNER 49

51 SISTEMA DE EXAUSTÃO -FUNDIÇÃO I -WEG FILTRO MANGA - BRANDT -16 Pontos de Captação; - 03 pontos de captação permanecem inoperantes por 12h/dia. Solução WEG/RENNER 50

52 APLICAÇÃO DA SOLUÇÃO 1º PASSO: Instalação de Dampers nos Tubos de Captação Solução WEG/RENNER 51

53 APLICAÇÃO DA SOLUÇÃO 2º PASSO: Instalação do Transmissor de Pressão Solução WEG/RENNER 52

54 APLICAÇÃO DA SOLUÇÃO 3º PASSO: Substituição do Motor Standard pelo WMAGNET Solução WEG/RENNER 53

55 16 Dampers Abertos 01 Damper Fechado MEDIÇÕES 02 Dampers Fechados 03 Dampers Fechados Consumo (kw/h) 27 STANDARD ARP -W21 + CFW WMAGNET 12 08

56 RESULTADOS Indicador Standard ARP (W21) WMAGNET Custo Unitário (R$/kWh) 0,21 Horas de operação / ano kwh consumido (16 Dampers Abertos) kwh consumido (03 Dampers Fechados) kwh médio consumido Consumo anual (kwh) Redução de energia (kwh/ano) NA Redução de energia (%) NA ,7 Economia de Energia (R$/ano) NA 7.456, ,52 Redução em emissão de CO2 (t/ano) NA Retorno sobre o Investimento (ROI) - WEG NA 1 Ano 03 Meses Retorno sobre o Investimento (ROI) - CLIENTE NA 1,5 Ano 06 Meses

57 Projeto Injeção: como funciona? Redução automática da velocidade do motor principal com a utilização do inversor de frequência. Através dos sinais das válvulas proporcionais de pressão e vazão, o inversor controla a velocidade do motor seguindo um algoritmo desenvolvido para o ciclo de injeção. Esta velocidade será variada de acordo com a solicitação de carga, ou seja, o ciclo de injeção será otimizado sem interferência no processo de injeção e na qualidade do produto. O objetivo desta solução é fazer com que esta automação utilize a energia necessária para injetar o material consumindo o mínimo possível de energia elétrica, reduzindo assim o consumo e tornando a máquina mais eficiente. 56

58 Comprovação dos ganhos Ciclo de Injeção Economia (%) Economia no ciclo de injeção (%) (1) Abertura, fechamento do molde + inicio da injeção 28,3% (2) Resfriamento do material 59,7% (3) Recalque do material 80,4% 43,3% 57

59 Aplicações em campo Material Molde Potência sem automação (kw) Potência com automação (kw) Redução (kw) Economia (%) Economia anual (R$) Retorno do Investimento Injetora 1 Molde ,84 kw 12,59 kw 8,25 kw 39,6 % R$ ,00 1 ano e 1 mês Molde ,50 kw 10,47 kw 6.03 kw 36,5 % R$ 9.578,52 1 ano e 6 meses Molde ,27 kw 11,70 kw 14,57 kw 55,4 % R$ ,88 7 meses *Economia gerada em 4 dias completos de trabalho 49,1% Injetora 2 Molde Molde ,25 kw 21,11 kw 9,14 kw 43,3 % R$ ,76 1 ano 31,37 kw 18,39 kw 12,98 kw 41,3 % R$ ,32 7 meses *Economia gerada em 5 dias completos de trabalho 32,3% 58

60 Projeto Extrusão: Quais os objetivos? O foco do trabalho com extrusoras é a substituição do motor CC pela tecnologia do motor síncrono de imã permanente juntamente com o inversor de frequência. Os benefícios deste trabalho consistem em: 59 Redução dos custos com manutenção corretiva; Redução significativa das manutenções preventivas, reduzindo consequentemente os custos internos da manutenção; Aumento da disponibilidade operacional; Maior disponibilidade do corpo técnico para outras atividades; Maior segurança no controle e proteção do motor devido a utilização de inversor de frequencia; Redução do peso / potência devido a tecnologia do motor de imã permanente ser mais eficiente; Redução significativa no consumo de energia elétrica.

61 60 Resultados práticos

62 Compressores de ar Custo típico de um compressor rotativo de parafuso 13% aquisição 7% manutenção 80% Custo com energia 61

63 Compressores de velocidade constante Pressão Tempo de alívio Tempo de parada Pressão de alívio Alívio Pressão = de carga Desperdício de energia Pressão de rede Tempo Em carga Em alívio Motor rodando Motor parado 62

64 Compressores de velocidade variável Pressão Tempo de parada Pressão de carga Pressão de rede Tempo Em carga Rotação máxima Rotação mínima Motor parado 63 Presentation title

65 Velocidade constante x Velocidade variável Compressor Velocidade Variável Economia de até 38%no consumo de energia dos compressores 64 Presentation title

66 Compressores de refrigeração Sem automação do sistema Com automação do sistema Consumo médio 375 kw Consumo médio 300 kw Resultados Sem automação Com automação Consumo anual (kwh/ano) kwh/ano kwh/ano Consumo anual (R$) R$ ,53 R$ ,50 Economia (%) 19,8% Economia (R$) R$ ,03 ROI (anos) 10 Meses 65 Presentation title

67 Automação da torre de resfriamento CFW 11 Motor atual Standard Hz 60 Hz 32ºC Solução Motor W22 WELL Premium 29ºC TRANSMISSOR DE TEMPERATURA TERMOPAR ou PT100 SOLUÇÃO 66 WEG TORRE DE RESFRIAMENTO Presentation title 66

68 Caso prático Redução substancial no consumo de Energia Elétrica. Temperatura 30ºC Temperatura 29ºC Consumo (kw/h) MOTOR STANDARD 2,42 MOTOR ALTO RENDIMENTO + CONTROLADOR DE TEMPERATURA 0,78 0,09 SOLUÇÃO 67 WEG TORRE DE RESFRIAMENTO Presentation title 67

69 Resultados Resultados Motor Standard Motor W22 Premium Well + inversor de frequência + controlador de temperatura Consumo anual (kwh/ano) kwh/ano kwh/ano Consumo anual (R$) R$ 3.280,83 R$ 393,12 Economia (%) 88% Economia (R$) R$ 2.887,71 ROI (anos) 4 Meses 68 Presentation title

70 Obrigado!!!! Engº Sergio Luiz Meldola (Analista de vendas técnicas) Fone: (47)