ANÁLISE DA DEMANDA E DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO: 2011 E 2012

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1 Página152 ANÁLISE DA DEMANDA E DO CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO: 2011 E 2012 Monique Fernandes da Silva 1 Francisco Isaias de Sousa Costa 1 Yáscara Fabrina Fernandes da Costa e Silva 1 Fabiana Karla de Oliveira Martins Varella 2 Humberto Dionísio de Andrade 3 RESUMO O presente artigo tem como objetivo avaliar os gastos com a energia elétrica na Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, situada na cidade de Mossoró RN, entre o período de junho de 2011 e junho de Tal avaliação foi desenvolvida pelo Projeto de Extensão Uso Eficiente de Energia na UFERSA. As análises realizadas trataram sobre os valores de demanda contratada, ultrapassada, consumo ativo e reativo excedente, para os respectivos anos. Palavras-chave: Tarifa de Energia Elétrica, Ultrapassagem de demanda, Eficiência Energética. ANALYSIS OF DEMAND AND CONSUMPTION OF ELECTRICAL ENERGY ON FEDERAL RURAL UNIVERSITY OF SEMIARID REGION - UFERSA: 2011 AND ABSTRACT 2012 This paper aims to evaluate the energy expenses in the Federal Rural University of Semiarid Region - UFERSA, located in Mossoró RN, in the period between June 2011 and June This valuation was conducted by the Extension Project called "Efficient Use of Energy in UFERSA." The analysis showed the values of the contracted and exceeded demand, the active and reactive exceeded consumption, in the studied period. Keywords: Electricity Tariff, Exceeded Demand, Energy Efficiency. 1 Discentes do curso de Engenharia de Energia, Universidade Federal Rural do Semi-árido. Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas DCAT. Membros do Projeto de Extensão Uso Eficiente de Energia na UFERSA. BR 110 Km 47. Bairro: Presidente Costa e Silva,CEP , Mossoró RN. monique.2411@hotmail.com, f_isaiassc@yahoo.com.br, fabrinafernandes_@hotmail.com. 2 Profª. Drª. do curso de Engenharia de Energia, Universidade Federal Rural do Semi-árido. Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas DCAT. Coordenadora do Projeto de Extensão Uso Eficiente de Energia na UFERSA. BR 110 Km 47. Bairro: Presidente Costa e Silva,CEP , Mossoró RN. fkv@ufersa.edu.br. 3 Prof. Msc. do curso de Engenharia de Energia, Universidade Federal Rural do Semi-árido. Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas DCAT. Professor Colaborador do Projeto de Extensão Uso Eficiente de Energia na UFERSA. BR 110 Km 47. Bairro: Presidente Costa e Silva,CEP , Mossoró RN. humbertodionisio@ufersa.edu.br.

2 Página153 INTRODUÇÃO É sabido que um dos papéis da Universidade é contribuir com a geração e a difusão do conhecimento, sempre buscando alternativas que fomentem a sustentabilidade, sendo a eficiência energética considerada uma destas alternativas. Dentro deste contexto, foi criado na Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, localizada na cidade de Mossoró/RN, o Projeto de extensão Uso Eficiente de Energia na UFERSA (SILVA et al., 2012), desenvolvido por alguns professores e alunos do curso de Engenharia de Energia desta Instituição. Tal Projeto foi criado devido à percepção da necessidade de avaliar as condições gerais da infraestrutura da Universidade Federal Rural do Semi-Árido no que diz respeito às instalações e condições de uso da energia elétrica, desenvolvendo o conhecimento da gestão de energia e consequentemente a economia desta, como também promover a disseminação dos conceitos do uso racional e eficiente de energia na comunidade universitária da UFERSA, e na sociedade em geral. O Projeto supracitado está finalizando seu segundo ano de atividades, mas trata-se de um projeto de caráter permanente. Sendo assim, anualmente novas atividades são propostas visando ampliar e aprofundar as análises realizadas. Dentro deste contexto, o presente trabalho tem por objetivo apresentar uma das etapas desenvolvidas no Projeto, que trata sobre a avaliação dos gastos com energia elétrica no Campus Mossoró da Universidade Federal Rural do Semi-Árido UFERSA, entre o período de junho de 2011 e junho de Os itens subsequentes tratarão sobre as análises realizadas dos valores de demanda contratada, ultrapassada, consumo ativo e reativo excedente, respectivamente. ANÁLISE DAS FATURAS DE ENERGIA ELÉTRICA DA UFERSA DE JUNHO A DEZEMBRO DE 2011 Encontra-se na legislação que rege o serviço de distribuição de energia elétrica nacional, mais especificamente em ANEEL, 2011, as definições à respeito de grupos, subgrupos e modalidades tarifárias a serem aplicadas aos consumidores brasileiros.

3 Página154 Ao chamado Grupo A, estão classificados os grandes consumidores, e aos seus subgrupos, permite-se a escolha do enquadramento e valor de contrato de demanda que resultem em menor despesa com energia elétrica. Esta decisão, no entanto, deve ser tomada de acordo com a verificação do comportamento de consumo e demanda em horários de ponta 4 e fora da ponta, bem como em períodos seco 5 e úmido durante o ano. A análise realizada dependerá do tipo de modalidade tarifária em que a unidade consumidora, ou seja, o consumidor, se adequar, que pode ser a convencional, horo-sazonal verde ou horo-sazonal azul (COSERN, 2013). No caso da UFERSA, a mesma enquadra-se na classe tarifária poder público/horo-sazonal verde, subgrupo A4/administrativo, com tensão de entrada de 13,8 kv (UFERSA, 2011). De acordo com Nishimura et al. (2007), através das contas de energia e de registros de memória de massa de uma unidade, é possível identificar os consumos e as demandas máximas em determinado período nos horários de ponta e fora de ponta. De posse dos dados obtidos através das faturas de energia elétrica da UFERSA (UFERSA, 2011), e sabendo que o faturamento da energia é baseado na tarifação binômia 6 (ANEEL, 2011), serão inicialmente mostrados, na Tabela 1, os números para demanda e consumo apresentados pelas faturas dos meses compreendidos entre junho e dezembro de Para melhor visualização dos valores referentes à demanda contratada e demanda medida, conforme Tabela 1, os mesmos serão mostrados no Gráfico 1. Tabela 1 - Valores de demanda e consumo no período de junho a dezembro de Mês Demanda Contratada (kw) Demanda Medida (kw) Ultrapassagem 7 de demanda (kw) Consumo Ativo (kwh)* Consumo Reativo (kvrh)** 4 No caso da concessionária local, COSERN, o horário de ponta trata-se do intervalo de 17:30 às 20:30 horas de cada dia, exceto sábados, domingos e feriados nacionais. Já o horário fora de ponta é formado pelas 21 horas restantes de cada dia, bem como, as 24 horas dos sábados, domingos e feriados nacionais (COSERN, 2013). 5 Período seco é o período que abrange as leituras de consumo e demanda extraídas entre os ciclos de faturamento de maio a novembro, totalizando sete meses no ano. O período úmido abrange as leituras de consumo e demanda extraídas entre os ciclos de faturamento de dezembro a abril, totalizando cinco meses no ano (COSERN, 2013). 6 As tarifas binômias são aplicadas aos consumidores do Grupo A, e são estruturadas sob forma binômia, com uma componente de demanda de potência e outra de consumo de energia. 7 A diferença positiva entre a demanda medida e a demanda contratada para a referida unidade consumidora, quando ultrapassado o limite estabelecido na legislação vigente (COSERN, 2013).

4 Página155 JUN ,95 245, , ,32 JUL ,90 131, , ,43 AGO ,90 179, , ,16 SET ,61 268, , ,73 OUT ,66 229, , ,14 NOV ,82 225, , ,84 DEZ ,34 194, , ,35 * Valor para consumo ativo total (em horário de ponta e em horário fora de ponta). ** Valor para consumo reativo total (em horário de ponta e em horário fora de ponta). Fonte: Adaptado de (UFERSA, 2011) ,95 929,66 925,82 868,61 894,34 779,90 731, JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Demanda Contratada Demanda Medida Gráfico 1 - Valores em kw para demanda no período de junho a dezembro de Fonte: Adaptado de (UFERSA, 2011). A Tabela 1 mostra que a demanda contratada, para o período avaliado, variou entre 600 kw (de junho a setembro) e 700 kw (entre outubro e dezembro), e através do Gráfico 1 pode-se observar que a demanda efetivamente medida ultrapassou o valor contratado em todos os meses, sempre em valores superiores a 10%, logo a Universidade pagou por demanda de ultrapassagem.

5 Página156 Segundo COSERN (2013), este percentual de 10% representa o limite de tolerância para unidades consumidoras interligadas ao sistema da Companhia Energética do Rio Grande do Norte COSERN, na tensão de fornecimento de 13,8 kv, como é o caso da UFERSA. Além disso, pode-se destacar que no mês de setembro de 2011 foi constatada a maior ultrapassagem de demanda e, em julho, a menor. O comportamento da demanda medida foi de aumento no decorrer do semestre , período compreendido entre julho e outubro e de queda no final do semestre, entre novembro e dezembro. Em relação aos preços das tarifas aplicados à demanda contratada, é possível afirmar que o valor cobrado pela COSERN varia em torno dos R$/kW 13,00. No caso da demanda de ultrapassagem, os preços cobrados foram consideravelmente maiores, em torno de R$/kW 26,00, o que corresponde ao dobro do valor para demanda contratada por kw ultrapassado a cada mês. Dando continuidade a análise, os valores referentes aos consumos ativos em horário de ponta e fora de ponta, em kwh, se encontram graficamente apresentados no Gráfico 2, o qual mostra os preços do kwh entre os meses de junho e dezembro de 2011 aplicados à UFERSA , , , , , , , , , , , ,72 0 Consumo Ativo na Ponta Consumo Ativo Fora da Ponta Gráfico 2 - Valores para consumo ativo (kwh) em horário de ponta e fora de ponta entre os meses de junho e dezembro de Fonte: Adaptado (UFERSA, 2011).

6 Página157 É possível observar no Gráfico 2, que os valores em kwh para o consumo ativo fora da ponta foram em média R$/kWh 0,19, enquanto que, para o consumo ativo na ponta, tal valor atingiu algo em torno de R$/kWh 1,40. Porém, no caso especificamente do mês de dezembro, estes valores ficaram respectivamente em R$/kWh 0,17 e R$/kWh 1,39. A junção dos dados utilizados na elaboração do Gráfico 2 e os preços aplicados ao consumo ativo fora da ponta e ao consumo ativo na ponta, através da Equação 1 (COSERN, 2013), permitem a elaboração do Gráfico 3, que refere-se aos gastos em reais (R$) com o consumo ativo no período de análise. (1) Onde: = Gastos com consumo ativo mensalmente, em reais; = Valores para consumo ativo em horário de ponta mensal, em kwh; = Valor atribuído ao kwh em horário de ponta mensal, em reais; = Valores para consumo ativo em horário fora de ponta mensal, em kwh; = Valor atribuído ao kwh em horário fora de ponta mensal, em reais , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,00 0,00 JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ R$ para Consumo Ativo na Ponta R$ para Consumo Ativo Fora da Ponta Gráfico 3 - Valores em reais para consumo ativo na ponta e fora da ponta entre os períodos de junho a dezembro de Fonte: Adaptado de (UFERSA, 2011). Pode-se observar no Gráfico 3 que os valores pagos por consumo ativo em horário de ponta foram sempre inferiores aos pagos pelo consumo ativo em horário fora da ponta. Tal fato ocorre devido aos horários de funcionamento da Instituição.

7 Página158 Em relação aos valores pagos por consumo reativo em horário de ponta e fora de ponta, pode-se verificar que os preços aplicados para ambos horários são exatamente os mesmos em cada mês, e que o valor pago de junho a dezembro praticamente não varia, ficando o consumo reativo fora da ponta e o consumo reativo na ponta em torno de R$/kVArh 0,16. Os valores de consumo reativo em kvarh, medidos entre os meses de junho e dezembro de 2011 em horário de ponta e fora de ponta, os quais compõem a última coluna da Tabela 1 (vide Tabela 1), podem ser visualmente analisados no Gráfico , , , , , , , , , ,38 774,53 949,54 767,04 925,15 JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Consumo Reativo Excedente Na Ponta Consumo Reativo Excedente Fora da Ponta Gráfico 4 - Valores para consumo reativo (kvarh) em horário de ponta e fora de ponta entre os meses de junho e dezembro de Fonte: Adaptado de UFERSA (2011). A realização do produto entre os valores apresentados no Gráfico 4 e os preços da tarifa aplicados ao consumo reativo fora da ponta e na ponta, através da Equação 2 (COSERN, 2013), constituem os valores em reais (R$) pagos pela UFERSA por consumo reativo entre os meses de junho e dezembro de 2011, os quais podem ser vistos no Gráfico 5. (2) Onde: = Gastos com consumo reativo mensalmente, em reais; = Valores para consumo reativo em horário de ponta mensal, em kvarh; = Valor atribuído ao kvarh em horário de ponta mensal, em reais; = Valores para consumo reativo em horário fora de ponta mensal, em kvarh;

8 Página , , ,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0,00 = Valor atribuído ao kvarh em horário fora de ponta mensal, em reais , , , , , ,99 968,17 285,26 189,74 235,51 125,27 153,74 123,98 150,00 JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ R$ para Consumo Reativo em Horário de Ponta R$ para Consumo Reativo em Horário Fora da Ponta Gráfico 5 - Valores em reais para consumo reativo no período de junho a dezembro de Fonte: Adaptado de UFERSA (2011). Diferentemente do que ocorreu no comportamento do consumo ativo, que aumentou com o passar do semestre do ano de 2011 e diminuiu no período de férias, quando diminuíram também o número de usuários da energia da UFERSA, o Gráfico 5 mostra que não existiu regularidade na solicitação por energia reativa na Universidade, fazendo com que o padrão de consumo desta fosse diferente daquele referente ao consumo de energia ativa. ANÁLISE DAS FATURAS DE ENERGIA ELÉTRICA DA UFERSA DE JANEIRO A JUNHO DE 2012 Dando continuidade as análises de faturas, agora analisando os meses de janeiro a junho de 2012, serão apresentados na Tabela 2 os valores para demanda e consumo apresentados pelas faturas de tal período. Tabela 2 - Valores de demanda e consumo no período de janeiro a junho de Mês Demanda Contratada (kw) Demanda Medida (kw) Ultrapassagem de demanda (kw) Consumo Ativo (kwh)* Consumo Reativo (kvrh)** JAN ,14 39, , ,85 FEV ,81 243, , ,85 MAR ,73 433, , ,21 ABR ,66 341, , ,70 MAI ,20 295, , ,46 JUN ,06 0, , ,46

9 Página160 * Valor para consumo ativo total (em horário de ponta e em horário fora de ponta). ** Valor para consumo reativo total (em horário de ponta e em horário fora de ponta). Fonte: Adaptado de UFERSA (2012). A Tabela 2 mostra que em março de 2012 foi constatada a maior ultrapassagem de demanda e que em junho não houve ultrapassagem. O comportamento da demanda medida foi de aumento no decorrer do semestre , entre janeiro e abril, e de queda no início da greve dos professores, entre maio e junho de Considerando a Tabela 2, observa-se que a demanda contratada entre o período de janeiro a junho de 2012 variou entre 500 kw (em janeiro e fevereiro), 600 kw (de março a abril), 780 kw (em maio) e 1076 kw (em junho). No Gráfico 6, podese observar que a demanda medida ultrapassou o valor contratado em praticamente todos esses meses, exceto em junho, sempre em valores superiores a 10% (COSERN, 2013), que conforme supracitado é o limite de tolerância de ultrapassagem para os clientes do subgrupo A4, como é o caso da UFERSA , , , , , , JAN FEV MAR ABR MAI JUN Demanda Contratada Demanda Medida Gráfico 6 - Valores em kw para demanda no período de janeiro a junho de Fonte: Adaptado de UFERSA (2012). Em relação aos preços aplicados à demanda contratada, como mostra o Gráfico 6, assim como estabelecido para o segundo semestre do ano de 2011, é possível afirmar que o valor cobrado esteve em torno dos R$ 13,00. No caso da demanda de ultrapassagem, os preços cobrados foram consideravelmente maiores, em torno de R$ 26,00 (o dobro do valor para demanda contratada) por kw ultrapassado a cada mês. O mês de março, mês do início das aulas, foi o mês com a

10 Página161 maior ultrapassagem enquanto o mês de janeiro, mês das férias, foi o que teve menor ultrapassagem. Os valores dos consumos ativos na ponta e fora da ponta, em kwh, são apresentados graficamente no Gráfico , , , , , , , , , , , ,10 JAN FEV MAR ABR MAI JUN Consumo Ativo Na Ponta Consumo Ativo Fora Da Ponta Gráfico 7 - Valores para consumo ativo (kwh) em horário de ponta e fora de ponta de janeiro e junho de Fonte: Adaptado de UFERSA (2012). O Gráfico 7 mostra que os preços do kwh para o consumo ativo fora da ponta, entre os meses de janeiro e junho de 2012, aplicados à Universidade, foram em média de R$/kWh 0,17. Enquanto que o preço do consumo ativo na ponta foram em torno de R$/kWh 1,40. Porém, considerando apenas o mês de junho, tais valores ficaram em R$/kWh 0,20 e R$/kWh 1,46, respectivamente. A junção dos dados utilizados na elaboração do Gráfico 7 e os preços aplicados ao consumo ativo fora da ponta e ao consumo ativo na ponta, através da Equação 1, supramencionada, permite a elaboração do Gráfico 8, referente aos gastos em reais (R$) com o consumo ativo no período de análise.

11 Página , , , , , , , , , , , , JAN FEV MAR ABR MAI JUN R$ para Consumo Ativo na Ponta R$ para Consumo Ativo Fora da Ponta Gráfico 8 - Valores em reais para consumo ativo na ponta e fora da ponta de janeiro a junho de Fonte: Adaptado de UFERSA (2012). Observa-se no Gráfico 8 que os valores pagos por consumo ativo em horário de ponta foram sempre inferiores aos pagos pelo consumo em horário fora da ponta. Conforme supracitado no item 2, tal fato ocorre devido ao horário de funcionamento da Instituição. No que diz respeito aos valores pagos por consumo reativo em horário de ponta e fora de ponta, pode-se verificar que os preços aplicados para ambos os horários são exatamente os mesmos em cada mês, e que o valor pago durante janeiro e maio quase não varia, estando por volta de R$/kVrAh 0,16, enquanto o mês de junho ficou em torno de R$/kVArh 0,19. Os valores de consumo reativo em kvarh, medidos entre os meses de janeiro e junho de 2012 em horário de ponta e fora de ponta, os quais compõem a última coluna da Tabela 2 (vide Tabela 2) podem ser visualmente analisados pelo Gráfico 9.

12 Página , , , , , , , , , ,98 823,01 875,90 JAN FEV MAR ABR MAI JUN Consumo Reativo Excedente Na Ponta Consumo Reativo Excedente Fora da Ponta Gráfico 9 - Valores para consumo reativo (kvarh) em horário de ponta e fora de ponta de janeiro a junho de Fonte: Adaptado de UFERSA (2012). O produto entre os valores apresentados no Gráfico 9, com os preços aplicados ao consumo reativo fora da ponta e ao o consumo reativo na ponta, por meio da Equação 2, supramencionada, constituem os valores em reais (R$) pagos pela UFERSA por consumo reativo entre os meses de janeiro e junho de 2012, os quais podem ser vistos no Gráfico , , , , , , ,00 0, , , , , , , , , , , , ,900 JAN FEV MAR ABR MAI JUN R$ para Consumo Reativo na Ponta R$ para Consumo Reativo Fora da Ponta Gráfico 10 - Valores em reais para consumo reativo no período de janeiro e junho de Fonte: Adaptado de UFERSA (2012). O comportamento do consumo ativo de janeiro a junho de 2012 mostrou-se diferente do consumo reativo, e o Gráfico 10 mostra que este último aumentou ao longo do semestre e diminuiu no período da greve dos professores e técnicos

13 Página164 administrativos, quando diminuíram também o número de usuários da energia da UFERSA, não existindo regularidade na solicitação por energia reativa da Universidade, fazendo com que o padrão de consumo desta fosse diferente daquele referente ao consumo de energia ativa. CONCLUSÃO Através do trabalho desenvolvido foi verificado que no período entre junho e dezembro de 2011 todos os meses tiveram a demanda contratada ultrapassada em valores superiores a 10%, o que demonstra a falta de planejamento ou descuido ocasionando gastos desnecessários à Universidade. O mesmo vale para o ano de 2012, que teve como exceção somente o mês de janeiro em que a ultrapassagem foi menor que 10% e o mês de junho que foi o único que não apresentou ultrapassagem, não precisando utilizar a faixa de tolerância dos 10%. Verificou-se também que a análise do faturamento com energia elétrica seria interessante, não apenas para o Projeto de Extensão Uso Eficiente de Energia na UFERSA, desenvolvido pelos alunos do curso de Engenharia de Energia da Instituição, como também para a própria administração da Universidade, tendo em vista que a expansão física desta tem ocasionado aumentos sucessivos nos gastos com energia elétrica, principalmente no período compreendido entre os anos de 2011 e 2012, devido à iniciação da instalação de aparelhos de ar-condicionado em todas as salas de aula da Universidade. Tal fato justifica a elaboração de um estudo detalhado, minucioso e aprofundado que vise à redução e controle destes gastos. Ainda nesta linha de raciocínio, vale ressaltar que a legislação vigente permite a alguns consumidores escolher o enquadramento tarifário e o valor de contrato de demanda que resultem em menor despesa com energia elétrica. Esta decisão, no entanto, deve ser tomada de acordo com a verificação do comportamento de consumo e demanda de energia elétrica em horários de ponta e fora da ponta e quando necessário em períodos seco e úmido durante o ano. Por fim, observou-se que não houve uma regularidade na solicitação por energia reativa ao longo dos dois semestres (2011 e 2012), de maneira que não foi estabelecido um padrão para tal. Vale ainda mencionar que durante todos os meses analisados embora tenha sido consumido uma quantidade inferior de kw em horário

14 Página165 de ponta, os valores pagos pelo consumo neste horário do dia foram elevados, praticamente equiparando-se ao que foi pago pela energia consumida durante o restante do dia, ou seja, no período fora de ponta. REFERÊNCIAS ANEEL. Nota Técnica nº 311/2011-SRE-SRD/ANEEL. Estrutura tarifária para o serviço de distribuição de energia elétrica. Brasília/DF, COSERN. Manual de Orientação para Grandes Clientes. MOGC. Disponível em: <httpp:// Acesso em: Jan NISHIMURA, R., MOREIRA, S. G., ARAÚJO, W. R., SILVA JÚNIOR, A. R., LARA, G. S., OKUMOTO, J. C., KOLTERMANN, P. I. Análise tarifária e otimização do fator de potência: Estudo de caso em indústria de embalagens plásticas. Campo Grande/MS, SILVA, Y. F. F. C., GUERRA, M. I. S., MAIA, C. O., VIEIRA, R. G., NETO, J. A. B., COSTA, V. P., DANTAS, F. E. F., VARELLA, F. K. O. M. Projeto de Extensão Uso Eficiente de Energia da Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Congresso Brasileiro de Planejamento Energético. CBPE. Curitiba/PR, UFERSA. Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Faturas de energia elétrica de junho à dezembro de Mossoró/RN, Universidade Federal Rural do Semi-Árido. Faturas de energia elétrica de janeiro à junho de Mossoró/RN, 2012.