Treinamento para o Guia de M&V 1.2. Apostila. Parte 1 Revisão de M&V. 1.2 Terminologia da M&V

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1 Apostila Parte 1 Revisão de M&V 1.2 Terminologia da M&V Revisão Motivo da Revisão Data 0 Emissão inicial 05/04/ Comentários treinamento ANEEL 24/04/2014

2 1 24/04/ de 9 REVISÃO DOS CONCEITOS DE M&V (TERMINOLOGIA) 14 REVISÃO DOS CONCEITOS DE M&V PIMVP e PROPEE Faremos uma breve revisão dos conceitos de M&V apresentados no PIMVP e no PROPEE. CONCEITOS Variáveis independentes Fatores estáticos Períodos de medição Modelo de consumo energético Fronteira de medição Efeitos interativos Opções do PIMVP 15 Conceitos que serão revisados e que se constituem na terminologia do PIMVP. Em cada projeto, há que identificá-los, elaborar e executar um plano adequado para apuração dos resultados da ação de eficiência energética.

3 1 24/04/ de 9 VARIÁVEIS INDEPENDENTES Fatores que determinam a variação do uso da energia (vetores, drivers) Clima Produção Ocupação... É preciso estabelecer uma relação matemática com o uso da energia 16 Quando a energia é constante, caso, de iluminação funcionando em horários determinados, por exemplo, o problema é menor. A economia será apenas a subtração direta da energia consumida depois da energia anterior à implementação da AEE. Quando a energia varia, como no caso de ar condicionado, por exemplo, é preciso reduzir esta variação explicando-a por meio do que a faz variar: temperatura ambiente, por exemplo são as chamadas variáveis independentes. Veremos como estabelecer esta relação e decidir se é boa ou não. HOTEL NO RIO DE JANEIRO [kwh/mês] [GDR 21oC] jul-09 ago-09 set-09 out-09 nov-09 dez-09 kwh jan-10 fev-10 mar-10 abr-10 GDR (21oC) mai-10 jun-10 jul-10 ago Tomemos o caso de um hotel no Rio de Janeiro. O gráfico mostra o consumo mensal de um ano de funcionamento da energia elétrica (em vermelho). Como o condicionamento ambiental é muito presente nesta acalorada cidade, nota-se que a temperatura ambiente (expressa em graus-dias de refrigeração GDR em relação a 21 o C 1 ) segue bem a variação da energia. Portanto, é uma boa candidata a variável independente. 1 A cada dia, o GDR é a temperatura média menos 21, se positivo. Em cada período de medição da eletricidade, somam-se os graus dias de todos os dias.

4 1 24/04/ de 9 HOTEL [kwh/mês] y = 183,18 x R 2 = 0, [GDR 21oC] 18 Fazemos um novo gráfico, de dispersão, representando os kwh/mês contra os GDR. Vê-se que os pontos (cada um representando um mês de consumo) ajustam-se bem a uma reta. O Excel, além de dar a equação da reta, também calcula o coeficiente de determinação R 2 do modelo (IPMVP, item B-2.2.1) que, no caso, indica que 93% da variação da energia é explicada pelos GDR. A equação é o nosso fantasma. No período de determinação da economia, basta entrar na equação com os GDR de cada mês para calcular quanta energia a antiga instalação teria consumido (se ainda existisse). HOTEL LB LB ajustada Det 19 No período de determinação da economia, basta entrar com os GDR na equação para calcular quanta energia teria sido gasta pelo ar condicionado antigo. Subtraindo-se desta energia a energia consumida pelo novo condicionador, tem-se a economia. O gráfico mostra também o antigo consumo, sem correção, para mostrar como difere do consumo ajustado.

5 1 24/04/ de 9 FATORES ESTÁTICOS 4.5 Fatores que também afetam o uso da energia, porém... espera-se que não variem Exemplo: ocupação de um shopping, produção de um forno Mencionar no Plano de M&V Ajustes em caso de variação (ALB ajuste do consumo da linha de base) Também chamados de ajustes não de rotina ou ajustes não periódicos 20 Há outros fatores que também fazem variar a energia, mas que não foram considerados no modelo. Por exemplo, o tamanho da instalação, a maior ou menor ocorrência de sombras ou insolação na fachada, uma eventual reforma ou ampliação do hotel, etc. Estes são os fatores estáticos. Quando deixam de ser estáticos, fazem o modelo necessitar um ajuste, que é um estudo de engenharia específico, podendo necessitar de mais medições. É o chamado ALB ajuste da linha de base, ajuste não de rotina, ou não periódico. A capa do PIMVP apresentada indica o item para estudo no protocolo. Aparecerá em outros slides, sempre com esta finalidade. PERÍODOSDEMEDIÇÃO 4.5 Medem-se a energia e as variáveis independentes! 21 Há, portanto, dois períodos de medição, completamente diferentes quanto ao objetivo: antes da AEE, o período da linha de base, cujo objetivo é estabelecer o modelo do consumo de energia. Está concluído quando tivermos boas medições para o estabelecimento de um bom modelo, que possa representar a instalação em todas as condições que possa operar. Depois da AEE, temos o período de determinação da economia, que medirá as variáveis independentes para introduzi-las no modelo e calcular a linha de base ajustada; e medirá a e- nergia para subtrair da linha de base ajustada e calcular a economia. Os fatores estáticos deverão ser acompanhados e ajustada a linha de base, se necessário. Estará concluído quando não houver mais dúvida sobre o quanto economizou a AEE.

6 1 24/04/ de 9 PERÍODO DE DETERMINAÇÃO DA ECONOMIA vida útil ou contrato ou... períodos de determinação da economia Deve englobar pelo menos um ciclo de funcionamento normal Pode ser um período de teste Considerar duração da AEE e degradação no tempo 22 Dependendo da situação, podemos medir a economia por toda a vida útil do equipamento, durante todo o contrato de desempenho, ou somente durante um período acordado, que deve poder estimar com segurança a energia economizada. O PIMVP recomenda que o período de determinação da economia englobe pelo menos um ciclo de funcionamento da instalação e seja tanto maior quanto mais durar a AEE e quanto mais se degradar no tempo. MODELO DE CONSUMO ENERGÉTICO Energia E = a vi + b R 2 > 0,75 t > 2 CV < 5% temperatura ocupação produção etc. 23 O modelo de consumo da linha de base é, então, uma relação matemática que relaciona a energia com as variáveis independentes. Em geral, resulta de uma análise de regressão linear. O modelo é deduzido empiricamente, com base nas medições a engenharia ajuda apenas a procurar as variáveis corretas. Há alguns critérios estatísticos para verificar se o modelo está bom, que veremos adiante.

7 1 24/04/ de 9 FRONTEIRA DE MEDIÇÃO Toda a instalação ou isolada? Considerar: objetivo da AEE responsabilidade da AEE abrangência das medidas, medidas complicadas custo de medição modelos energéticos 24 A fronteira de medição delimita os fluxos de energia que estão sendo medidos, tanto na entrada (energia usada no sistema), quanto na saída (serviços da energia, variáveis independentes). Não é uma fronteira geográfica. Pode ser mais ou menos larga, dependendo dos fatores mencionados no slide. FRONTEIRA DE MEDIÇÃO EXEMPLO Gás Vapor 25 Se consideramos uma caldeira a gás, a fronteira pode ser simplesmente o medidor de gás da concessionária e a medição da produção fabril. A vantagem é não necessitar de medições adicionais. A desvantagem é que tudo que ocorre com o uso de gás ou vapor na fábrica é um fator estático e deve ser acompanhado.

8 1 24/04/ de 9 FRONTEIRA DE MEDIÇÃO EXEMPLO 2 Gás Vapor 26 Se o gás, além de ser utilizado na caldeira, tem outros usos complexos, podemos instalar um medidor só para a caldeira. O gás ainda depende da produção e tudo o que ocorre com o uso do vapor deve ser acompanhado. FRONTEIRA DE MEDIÇÃO EXEMPLO 3 Gás Vapor 27 Se o uso do vapor é complexo, a solução é instalar um medidor de vapor na saída da caldeira. Agora, tudo o que ocorre com o gás ou com o vapor na fábrica vai se refletir nos medidores e não interessam à M&V. O que seria um fator estático nesta situação?

9 1 24/04/ de 9 EFEITOS INTERATIVOS 4.5 Exemplo clássico: iluminação e ar condicionado diminuição da carga térmica, causando: aumento da refrigeração diminuição do aquecimento A redução de potência no ar condicionado é calculada dividindo-se a redução de carga térmica pelo COP. 28 Já o efeito interativo é a consequência da AEE fora da fronteira de medição. O exemplo clássico é a diminuição da carga térmica para o condicionamento de ar provocada pela eficientização da iluminação. Outro efeito interativo é a diminuição nas perdas dos condutores a montante dos medidores de eletricidade. O efeito interativo deve ser ignorado ou estimado. OPÇÕES DO PIMVP 4.6 Medição isolada Toda a instalação A B C D Medição e estimativa Medição total Dados de ambos períodos de medição disponíveis Faltam dados de período de medição separar AEEs 29 Finalmente, há as quatro opções de medição do PIMVP. É o assunto que mais gera polêmica, muito acima da sua importância uma vez definidas as variáveis independentes e a fronteira de medição (ou seja, como medir a energia e as variáveis), a opção está praticamente definida. Se consideramos toda a instalação, temos a Opção C, que deve sempre ser a primeira a ser considerada. Se necessitamos um medidor específico para a energia, temos as opções A e B B quando medimos tanto a energia quanto as variáveis independentes e A quando estimamos algo, em geral, as condições de uso (tempo ou variável independente). A Opção D permite modelar a AEE para enfrentar situações como de instalações novas. Também pode ser usada, junto com a Opção C, para separar os efeitos das diversas AEEs.