Motores Automação Energia Tintas. Eficiência Energética em Sistemas Motrizes

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1 Motores Automação Energia Tintas em Sistemas Motrizes

2 Produção e Consumo de Energia Elétrica O potencial de economia de energia no setor industrial é de 38.9 % PNEF 2030 As tarifas de energia aumentaram em média 150%em 7 anos, 83% acima da inflação. Eletrobrás/CNI Gw Energia Elétrica no Brasil PRODUÇÃO PNEf (Plano Nacional de ): 106 TWh/ano até 2030 (equivalente a 3 usinas Belo Monte/ano) Economia de R$ 6,8 bilhões/ano em energia elétrica CONSUMO TOTAL Fonte: Procel

3 Consumo de Energia Elétrica Mercado de fornecimento por classe de consumo Distribuição do consumo de energia elétrica por uso final na Indústria Fonte: MME, BEN ANO BASE 2007 Aprox. 46% de todo o consumo de energia mundial; Equivalente a aprox. USD 565 bilhões por ano, podendo chegar a USD 900 até 2030; Maior parte do consumo é atribuído a motores de 0,75 a 375 kw; Fonte: International Energy Agency Energy Efficiency Policy Opportunities for Electric Motor-Driven Systems, 2011.

4 Consumo de Energia Elétrica

5 Custos com Motores Elétricos? Fonte: Revista Eletricidade Moderna Perda de Produção

6 Tempo necessário para o motor consumir valor de aquisição em Energia MESES CV - 4 Pólos Obs.: Operando 16h/dia e R$ 0,12 custo kwh

7 Valores de Eficiência no Mundo

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9 Em busca da Eficiência Plan Objetivos, metas e indicadores Mapeamento da planta Histórico de consumo/custos Act Melhoria Contínua Do Motores mais eficientes Dimensionamento Adequado Controle de processo Adequação da Especificação Planejamento de Manutenção Check Acompanhamento Medição e Verificação Análise dos Resultados Manutenção

10 / Melhoria Processo Oportunidades Motores BT Motores com melhor rendimento Adequação Potência Inversores = potencial 25% acionamentos Economia Média 10% Fonte: cases WEG Maior abrangência Economia Média de 30% Maior retorno individual

11 Cálculo de Consumo kwh consumido (ano) = %Carga x P N (kw) η(%) x horas/dia x dias/ano kwh consumido (ano) = Raiz(3) x V x I x cosθ x horas/dia x dias/ano

12 Rendimento x Fator de Potência S S η(%) Pmec θ S Q Pmec P Pmec η = P Fator de Potência = Cos θ = P S Mede a parcela de potência elétrica útil (P) que é transformada em potência mecânica (Pmec). Consumo efetivo de energia Mede a parcela de potência total (S) que é transformada em potência útil (P). Multa por ocupação do sistema 12

13 Rendimento x Fator de Potência Motor Instalado/Operando 300 kw, 6 pólos, 380 V, 582,7 A, η(%): 94,9 Cos θ: 0,82-0,03 Motor Alto Rendimento 300 kw, 6 pólos, 380 V, 600 A, η(%): 95,9 Cos θ: 0,79 P = 3x380x582,7x0,82 = el 314,5 kw Motor Standard P = 3x380x600x0,79 = el 311,9 kw Motor Alto Rendimento

14 Rendimento x Fator de Potência Atual Previsto Diferença Pativa (MW) 486,54 413,53 73,01 Preativa (MVAr) 306,75 431, fp Investimento para manter o fator de potência foi 6,2%da economia obtida e 3,2% do investimento total;

15 Por que? ITOTAL ITOTAL Comparativo: ITOTAL ITOTAL IREATIVA IATIVA IREATIVA IATIVA De Projeto: IReativa IReativa Isto é: Parcela de Magnetização Parcela de Magnetização Mas: Conclusão: Consumo kwh Consumo kwh IAtiva IAtiva

16 Em busca da Eficiência Plan São casos potenciais para melhorias motores: 1) Que operam mais que 18 horas/dia e 260 dias/ano; 2) Antigos e com várias rebobinagens; 3) Sobredimensionados (Carga < 75%) ou subdimensionados (Carga > 100%); 4) Altos índices de falhas; 5) Possibilidade de variação de velocidade; 6) Adequação da Especificação; 7) Planos de Manutenção;

17 1) Motores que operam mais 18 horas/ dia e 260 dias/ano Motor Instalado/Operando 75 CV, 4 pólos, 1997, 24 h, 365 d, R$ 0,22495/kWh * η(%): 91,3** R$ energia/ano: ,55 + 4,1% Motor W22 Premium 75 CV, 4 pólos, 2010, 24 h, 365 d, R$ 0,22495/kWh * η(%): 95,4 R$ energia/ano: ,82 Melhoria de 4,1% no rendimento resultou em uma economia anual de R$ 5.101,73 * Valor médio kwh classe industrial nov/08 segundo Aneel ** duas queimas

18 2) Motores Antigos % Simulação de Desperdícios Anuais de Energia nas Industrias Motores 40 cv - 4 pólos com diferentes datas de fabricação 10% 7% 4% Motor novo = R$ 6.661, % Motor Novo 100% Motor Novo 64% Motor Novo 34% Motor Novo Payback 0,7 ano Payback 1 ano Payback 1,5 ano Payback 2,9 ano Data de Fabricação Consumo W22 Premium Desperdícios (% do motor novo)

19 3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados Brasil: 36% motores operam a menos de 50% da carga nominal (GARCIA, 2003) EUA: 44% dos motores operam a menos de 40% da nominal (Nadel et alii, 2002)

20 3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados 90 0,74 53 Rede Elétrica Pel = 32,45 kw Carga Acionada Pmec = 29,15 kw / 39,75 CV 75 CV Standard

21 3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados ,85 0, Rede Elétrica Pel = 31 kw Carga Acionada Pmec = 29,15 kw / 39,75 CV Redução de 1,45 kw R$ 0,22495/kWh Economia R$ 2.914,47 / ano 60 CV W22 Premium

22 3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados Mesmo n de Pólos N de Pólos Diferente %Carga = %Carga novo atual x P P atual novo %Carga = %Carga novo atual x T T atual novo Redução da potência C C A motor carga CA = J dw dt t = a 2. π.n C J m mméd + J C ce rméd n t a 0,8 x t rb

23 %Carga x Corrente CV ARP 440V 4 pólos - In = 123A > I (50%) = 61,5A ~89% 61,5A

24 3) Motores Sobredimensionados ou subdimensionados Método de Partida Esforços mecânicos Proteções Dimensional e Forma Construtiva

25 4) Altos Índices de Falha

26 5) Possibilidade de Variação de Velocidade n S 120 f = 1 2 p ( s)

27 5) Possibilidade de Variação de Velocidade C ~ cte I ~ cte C ~ cte P = 3 V I cosϕ (W) P = 3 V I cosϕ (W) P = k C ω (W) V ~ cte I Pele V Pele ω Pmec

28 5) Possibilidade de Variação de Velocidade Conj. Resistente de carga Constante Linear Parabólico Hiperbólico Curva: Conjugado X Rotação Variações de carga (ex. Compressores de refrigeração, controle conforme ciclo de operação); Melhoria da qualidade (ex. Moinho de bolas, velocidade ótima para receita); Otimização de processo (ex. Torre de resfriamento, controle conforme a temperatura de saída da água); Redução/Eliminação de perdas (ex. Bombas e ventiladores com controle de vazão por válvulas/dampers);

29 5) Possibilidade de Variação de Velocidade Partida com Inversor de Freqüência Compressor Centrífugo Potência média no período sem redução de rotação = 208 kw Potência média no período com variação de velocidade: 117 kw Economia de energia 91kWh / 43,8% Presentation title 29

30 5) Possibilidade de Variação de Velocidade Eficiência energética Exaustor Filtro de Mangas - 16 Pontos de Captação; - 03 pontos de captação permanecem inoperantes por 12h/dia.

31 5) Possibilidade de Variação de Velocidade Eficiência energética em filtro de mangas Motor com ímãs permanentes

32 6) Adequação da Especificação Onde você está indo? Qual sua opção?

33 6) Adequação da Especificação Motor IP55 aplicado em local de intensa presença de pó e contaminantes químicos. Recomenda-se motor IPW66 ou no mínimo um IP65. Motor com labirinto taconite aplicado em local com presença de água em vagalhões. Recomenda-se motor com retentor com mola em aço inoxidável IPW56.

34 Falta de Lubrificação! 7) Planos de Manutenção

35 7) Planos de Manutenção Excesso de lubrificação!

36 7) Planos de Manutenção Alinhamento!

37 Muito Obrigado! Dany de Moraes Venero WEG Service Fone: (47) Eficiência Presentation Energética title