Eficiência Energética. 3º Workshop WEG/Votorantim

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1 Eficiência Energética 3º Workshop WEG/Votorantim 0

2 Fundação 16 de setembro de 1961 Capital US$ Jaraguá do Sul - SC Werner Ricardo Voigt Eggon João da Silva Geraldo Werninghaus

3 Administração WEG ENERGIA Jaraguá do Sul São Bernardo do Campo Blumenau México UNIDADES DE NEGÓCIOS WEG AUTOMAÇÃO Jaraguá do Sul Argentina WEG TINTAS Guaramirim WEG MOTORES Jaraguá do Sul São Paulo Manaus Argentina México Portugal China WEG SINGAPORE WEG NANTONG WEG VENEZUELA WEG IBERIA WEG FRANCE WEG JAPAN WEG EUROPE WEG CHILE WEG GERMANY FILIAIS DE VENDAS WEG EQUIP.ELECTRICOS WEG ESCANDINÁVIA WEG UK WEG ÍNDIA WEG COLÔMBIA WEG ITÁLIA WEG AUSTRÁLIA BANWEG WEG ELECTRIC MOTORS WEG MÉXICO WEG PORTUGAL

4 1º Parque Fabril

5 Museu WEG

6 Parques Fabris Parque fabril II - Jaraguá do Sul SC ,4 m² de área construída

7 Otimização de Custo Operacional custo aquisição produtividade Consumo de energia disponibilidade intercambiabilidade manutenção paradas 6

8 Desafios da Indústria Estruturas no passado Estruturas atuais Elétrica Motores Iluminação Oficina Painéis Transformadores Turno Elétrica / Instrumentação Segurança Instrumentação Normas ISO 5S Mecânica TPM Metas Mecânica / Caldeiraria... Caldeiraria Fonte: NSK

9 Oportunidades Devem ir além m do processo de compra e venda de produtos FOCO NA REDUÇÃO CUSTO OPERACIONAL produtos serviços Disco pelotas Britadores Retomadoras Transportadores Classificadores

10 Otimização dos Custos Custos Motor Elétrico (ARP) - Motor 100cv 4 pólos Vida útil 10 Anos R$ R$ R$ R$ R$ R$ ,00?! R$ R$ 0 R$ 9.519,00 R$ 7.180,00 Aquisição Manutenção Energia Perdas Produção

11 REDUÇÃO CUSTO OPERACIONAL 3 10

12 Setores que colocam a eficiência energética entre as 2 prioridades Tempo de retorno para projetos de Eficiência Energética

13 Economia de Energia Lei de Eficiência Energética Implementação do Decreto 4.059/2001 Procedimentos para ensaio, implantação, fiscalização e audiência pública. Lei /2001 Níveis mínimos aceitáveis de eficiência energética. Decreto 4508/2002 Oficialização dos níveis mínimos. Artigo 1º - Os equipamentos objeto desta regulamentação correspondem aos motores elétricos trifásicos, de fabricação nacional ou importados. Portaria Interministerial n 553 de 08/12/2005 A partir de DEZ/2009, os motores elétricos comercializados devem seguir a tabela de rendimento mínimo da linha Alto Rendimento

14 Tendências Mundiais Brasil Alto rendimento 2009 Australia High Efficiency 2006 Europa High Efficiency (EFF1) 2010 USA / Canadá PREMIUM 2010 China High Efficiency 2009

15 Sua empresa já atua de forma sistêmica para reduzir o Consumo de Energia? PODE SER TARDE DEMAIS!! Você pode ser o facilitador para reduzir o Desperdício Energético na sua empresa e a WEG pode ajudá-lo a fazer a diferença.

16 OPORTUNIDADES

17 Diagnósticos A WEG PODE realizar diagnósticos de campo em plantas, com o objetivo de alcançar redução de custo operacional através do aumento da eficiência e confiabilidade. Dimens. de estoque Eficiência Energética Engenharia de aplicação Diagnósticos Viabilidade do reparo Intercamb. Treinamentos Confiabil. de estoque Estudo de falhas

18 Nova linha de produto Extra Alto Rendimento Menor peso e volume Ampla faixa de rotação com torque constante Baixo nível de ruído e vibração Sistema de isolamento WISE Sistema de vedação W3SEAL

19 Nova linha de produto WMagnet Drive System MOTOR DE INDUÇÃO 20cv 160M 108,8 kg REDUÇÃO 31,2 dm 3 PESO: 54,4 kg = - 50,0% VOLUME: 13,4 dm 3 = - 42,9% MOTOR DE ÍMÃ PERMANENTE 20cv 132S 54,4 kg 17,8 dm 30

20 Nova linha de produto WMagnet Drive System RENDIMENTO - MERCADO BRASIL - 380V rpm ,5 95,8 95,8 95,8 95,8 95,8 96,4 96,5 96, ,2 97,3 RENDIMENTO (%) ,0 92,0 92,0 91,0 93,1 90,4 93,5 93,5 92,2 92,5 93,8 92,8 94,3 94,6 94,6 93,6 93,7 93,6 94,8 94,0 95,1 94, ,6 89,0 15,0 18,5 22,0 30,0 37,0 45,0 55,0 75,0 90,0 110,0 132,0 150,0 POTÊNCIA (kw) Wmagnet Alto Rendimento Plus Standard

21 Motor Alto Rendimento Plus Características Padrões da Linha MAIOR VOLUME DE CHAPA MAGNÉTICA COM BAIXAS PERDAS Reduz a corrente magnetizante e incrementa o rendimento ENROLAMENTO DUPLA CAMADA Reduz perdas suplementares ROTOR TRATADO TERMICAMENTE Reduz perdas suplementares MAIOR QUANTIDADE DE COBRE Reduz perdas Joule ANEL DE CURTO E BARRAS DO ROTOR SUPER DIMENSIONADAS Menores perdas Joule ENTREFERRO MENOR Melhora o fator de potência Reduz corrente em vazio

22

23 Inovações tecnológicas

24 W22 Eficiência e Confiabilidade na Indústria Sistema de Ventilação Projeto Elétrico Caixa de Ligação Tampas Plano de Pintura Carcaça Vedação

25 W22 Sistema de Ventilação Sistema de engate rápido Simulações para ventilação ideal Alterar anel traseiro

26 W22 Rendimento 60Hz IV Pólos Eficiência (%) AR Plus W22 Premium E S cv

27 Motores Automação Energia Tintas

28 EFICIÊNCIA DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO ACIONADOS POR MOTORES ELÉTRICOS

29 E D A I M O N O EC IA G R E EN

30 POTÊNCIA ATIVA: kw POTÊNCIA APARENTE: (kva) Potência Total entregue ao consumidor pela concessionária de energia elétrica. POTÊNCIA REATIVA: kvar Q = v3. V. I. sen ϕ Reativa ( kvar ) S = V3 V3. V. I Aparente Aparente (kva) (kva) ϕ P = V3. V. I. cosϕ Ativa ( kw )

31 FATOR de POTÊNCI A FATOR de EFICIÊNCIA ENERGÉTIC A É a relação entre a potência ativa e a potência aparente Potência que realiza trabalho útil FP kw = = cosϕ kva Potência total entregue

32 Fatura de Energia Elétrica 1 2 3

33 Descrição Faturado Tarifa Valores DEM REATIVA EXC PONTA 379,0 22, ,91 DEM REATIVA EXC FORA PONTA 338,0 7, ,23 ENERGIA REATIVA EXC PONTA 4552,0 0, ,36 ENERGIA REATIVA EXC FP IND ,0 0, ,40 Total do Exc c/ ICMS Valor da Fatura , ,63 29,1%

34 ANEEL : PORTARIA Art Verificação do Fator de Potência através de medição transitória por um período de 7 dias consecutivos para as unidades consumidoras trifásicas do grupo B (baixa tensão). Atenção!!! Cos 0,92i Exemplo consumidores grupo B: padarias, microempresas, mini-supermercados, hotéis, condomínios, postos de combustível, etc.

35 CAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA Transformadores operando em vazio Motores super dimensionados Grande N de motores < 10cv Utilização de reatores para lâmpadas de descarga com baixo Fator de Potência Fornos de indução eletromagnética Máquina de solda a transformador

36 CONSEQÜÊNCIAS DE UM BAIXO FATOR Consumo excedente na conta de energia elétrica Aumento das perdas elétricas nos condutores pelo efeito Joule Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores Queda e flutuações de tensão Sobrecarga dos equipamentos de manobra Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação

37 Exemplo: P = 1000W cosϕ = 0,5 P = 1000W cosϕ = 0,92 cosϕ = P = 1000 = 2000VA S 0,5 cosϕ = P = 1000 = 1087VA S 0,92 Conclusão: Verificamos que o equipamento 2, que possui o maior fator de potência, requer apenas 1087VA do transformador.

38 Potência Trafo 1000 kva FP 0,5 0,8 1,0 Potência Útil 500kW 800kW 1000kW kw FP = = COSϕ kva

39 Como Corrigir o Fator de Potência? S = V3 V3. V. I Q = v3. V. I. sen ϕ Reativa ( kvar ) Aparente Aparente (kva) (kva) ϕ 1 ϕ 2 Qc=Capacitor P = V3. V. I. cosϕ.η Ativa ( kw )

40 INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS Devemos coletar algumas informações que serão necessárias à análise do sistema, tais como: Esquema unifilar atualizado Condições operacionais Levantamento de cargas lineares Levantamento de cargas não lineares (Aparelhos com fonte chaveada) Medições: tensão, corrente, fator de potência inic temperatura ambiente Contas de energia elétrica (últimas 12)

41 ESTUDOS DE CASO: Correção de fator de potência em: Motores Transformadores CCMs

42 CÁLCULO DA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA Qcapm = (% carga).p(kw). F Onde: % Carga: Fator relativo a potência de trabalho do motor: - Motor operando a 50% de P = 0,5 - Motor operando a 75% de P = 0,75 - Motor operando a 100% de P = 1,0 P: Potência ativa em kw F: Fator de multiplicação (tabelado) Fator de potência atual x fator de potência desejado η: Rendimento do motor em função do percentual de carga que esta operando Qcamp: Potência reativa do capacitor necessário no motor em kvar Retorna menu

43 CÁLCULO DA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA Qcapm = (% carga).p(kw). F % Dados do motor: Motor: 7,5cv 5,5 kw 2 Pólos Carga de 75% CosØ Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do motor - Dados no catálogo da WMO ou placa de identificação do motor Retorna menu

44 Tabela catálogo Geral WMO Retorna menu

45 86,2 0,80 Tabela catálogo Geral WMO Retorna menu

46 Tabela catálogo Mod.911 WA Retorna menu

47 0,324 Tabela catálogo Mod.911 WA Retorna menu

48 CÁLCULO DA CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA Qkvar = 1,6 kvar Qcapm = (% carga).p(kw). F % Motor: 7,5cv 5,5 kw / 2 Pólos / Carga de 75% CosØ = 0,80 = 86,2 F = 0,324 Qkvar = 0,75 x 5,5 x 0,324 0,862 Obs.: Comercial: MCW 2,5 / 2,6 (2,5 kvar) ou UCW-T 2,5 / 2,6 Retorna menu

49 O transformador é dimensionado pela potência aparente (S) e por aí se nota a importância da manutenção de um fator de potência elevado numa instalação. Retorna menu

50 O baixo fator de potência causa sérios problemas as instalações elétricas, entre os quais destacamos abaixo: Sobrecarga nos cabos e transformadores; Redução do nível de iluminação; Aumento das perdas no sistema de alimentação; Crescimento da queda de tensão; Baixa regulação dos transformadores Retorna menu

51 S1 = 225kVA Motor WEG, 185kW S2 = 194kVA 250cv /, 380V, In = 335,95A, S1-S2 = 31kVA F.P. = 0,89 e S = 208kVA ou seja Motor + Capacitor*: F.P. = 0,95 e S = 194kVA * Neste caso o Capacitor WEG fornece 35kvar corrigindo F.P. para 0 Retorna menu

52 Cub. Medição (MT) TC1/2/3 TP1/2 kwh kw kvarh Exemplo: CCM QDMT 50/51N QGBT CCM S0 1 Q0 1 CA TC1/2/3 CV Q1 Q2 Q3 S01 CA TC1/2/3 Q1 Q2 Q3 Q4 Trafo 1.000kVA 13,8kV / 380V Z%=5% F01 TP1/2 F01 TP1/2 CV K1M K2M1 K2M2 U3 K4M1 K4M2 K4M3 A V A V V, A, Hz, FP kwh, kw kvarh TI E Qx Qz S0 2 Q0 2 Qy CV QDF CA TC1/2/3 S01 CA TC1/2/3 Trafo 1.000kVA 13,8kV / 380V Z%=5% F01 TP1/2 F01 TP1/2 CV Q1 Q2 S3 S4 F3 A V A V V, A, Hz, FP kwh, kw kvarh TENSÃO 380 V-60Hz -MOTOR 4P rpm Potência Corrente Rendi- Potência Potência Qde FP Mecânica Nominal mento Elétrica Reativa CV kw In(A) 100% 100% (kw) (kvar) 1,50 1,10 2, ,5 0,82 2,77 1,93 3,00 2,20 5, ,0 0,80 21,20 15,90 5,00 3,70 8,1 3 85,5 0,81 12,98 9,40 7,50 5,50 11,6 3 88,0 0,82 18,75 13,09 12,5 9,20 19,3 3 88,5 0,82 31,19 21,77 20,0 15,0 29,9 3 90,2 0,83 49,89 33,53 25,0 18,5 37,0 3 91,0 0,83 60,99 40,98 50,0 37, ,4 0,86 120,13 71,28 60,0 45, ,0 0,87 96,77 54, ,5 0,87 117,65 66, ,1 0,85 138,15 85,62 32 TOTAL: 670,5 415,0 M M M M 50C V 10C V 100C V 30CV Retorna menu

53 C A R G A Grandezas Valores sem correção FP Tensão da Instalação... : 380 V Potência Ativa Total (P)... : 670 kw Potência Reativa Total (Q)... : 415 kvar Potência Aparente (S)... : 789 kva Corrente Nominal Total (In)... : A Valores com correção FP=0, V 670 kw 415 kvar 789 kva A Valores com correção FP=0, V 670 kw 415 kvar 789 kva A Fator de Potência da Instalação... : 0,85 Indutivo 0,85 Indutivo 0,85 Indutivo Fator de Potência desejado... : 0,920 0,950 Bco. Capacitores necesário... : kvar para correção do F.P.: 129 kvar 195 kvar Bco. de Capacitores proposto... : kvar 130,0 kvar 200,0 kvar Novo Fator de Potência... : 0,92 Indutivo 0,95 Indutivo Novo Valor Corrente Nominal... : A A A MELHOR Corrente Liberada... : A 91 A 128 A EFICIÊNCIA Retorna menu

54 CAPACITORES E CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA Auto-regenerativo Dispositivo de proteção anti-explosão Bobinas produzidas com filme de polipropileno metalizado Baixas perdas Resistências de descarga incorporadas nas UCW-T, MCW e BCW

55 Trabalhos Desenvolvidos Empresas dos mais diversos segmentos obtiveram resultados satisfatórios em termos de economia de energia e confiabilidade operacional (manutenção) com a substituição de motores Standard por outros com melhor rendimento e especificação adequada.

56 CONSERVAÇÃO X INVESTIMENTOS Custo de redução da demanda gira em torno de 10% do custo de expansão da capacidade de geração. Fonte: ABRADEE 2004

57 OBRIGADO! Eng. Djalma Lúcio Miranda dos Santos Engenheiro de Aplicação e Vendas - Automação djalma.wegparana@brturbo.com.br