EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DA SUPERINTENDÊNCIA FEDERAL DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DA SUPERINTENDÊNCIA FEDERAL DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO Marcos Viana Feitosa Fortaleza Junho de 2011

ii MARCOS VIANA FEITOSA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DA SUPERITENDÊNCIA FEDERAL DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO Trabalho de Conclusão de Curso submetido à Universidade Federal do Ceará como parte dos requisitos para obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica. Orientador: Prof. M.Sc. Tomaz Nunes Cavalcante Neto. Fortaleza Junho de 2011

iii MARCOS VIANA FEITOSA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA DA SUPERITENDÊNCIA FEDERAL DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO Este trabalho de conclusão de curso foi julgado adequado para obtenção do título de Graduado em Engenharia Elétrica e aprovada em sua forma final pela Coordenação do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Ceará. Marcos Viana Feitosa Banca Examinadora: Prof. Tomaz Nunes Cavalcante Neto, M.Sc. Prof. Alexandre Rocha Filgueiras, M.Sc. Prof. Carlos Gustavo Castelo Branco, M.Sc. Fortaleza, Junho de 2011

iv Feitosa, M. V. e Eficiência energética da Superintendência Federal da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, Universidade Federal do Ceará UFC, 2011. Este trabalho apresenta técnicas de eficiência energética úteis para unidades consumidoras comerciais ou administrativas. Apresenta informações sobre gerenciamento de fatura de energia, eficiência energética em sistemas de iluminação, climatização, correção de fator de potência e análise econômica. Primeiramente fez-se um levantamento de carga da Superintendência Federal da Agricultura, Pecuária e Abastecimento para verificar potenciais pontos para se realizar eficiência energética, depois analisou-se a fatura de energia e verificou-se problemas com excedente reativo. Através dos dados da fatura de energia e da telemedição foi possível realizar simulações de troca de tarifa e análises econômicas. No caso de iluminação e climatização é possível reduzir o consumo de energia em 30% através da eficiência energética. A conscientização das pessoal para evitar o desperdício de energia e também algumas medidas administrativas podem ajudar a melhorar a eficiência energética. Palavras-Chave: Eficiência energética, iluminação, climatização, fator de potência, análise econômica

v Feitosa, M. V. e Energetics efficiency of the Superintendência Federal da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, Universidade Federal do Ceará UFC, 2011. This work presents techniques for energetics efficiency useful for consumer units commercial or administrative. Presents information on management of bill for energy, energetics efficiency in lighting systems, climatization, correction factor of power and economic analysis. It was first necessary to know the electrical charge of the Superintendência Federal da Agricultura, Pecuária e Abastecimento to check for potential points to perform energy efficiency, then analyzed the energy bill and found problems with excess reactive power. Using data from the energy bill and telemetering was possible to perform simulations of rate change of energy and economic analysis. In the case of lighting and climatization is possible reduce energy consumption by 30% through energy efficiency. The awareness of people to avoid the waste of energy and also some change administrative may help improve energy efficiency. analysis. Keywords: energetics efficiency, illumination, climatization, factor of Power, economic

vi SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... viii LISTA DE TABELAS... ix SIMBOLOGIA... x CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO... 1 CAPÍTULO 2 GERENCIAMENTO DA FATURA DE ENERGIA... 3 2.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS... 3 2.2 DEFINIÇÕES E CONCEITOS... 3 2.3 TENSÃO DE FORNECIMENTO... 5 2.4 ESTRUTURA TARIFÁRIA... 6 2.4.1 FATURAMENTO... 7 2.5 ANÁLISE DO PERFIL DE UTILIZAÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA... 7 2.6 INDICADORES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA... 8 2.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS... 9 CAPÍTULO 3 TÉCNICAS DE EFICIENTIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA... 11 3.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS... 11 3.2 ILUMINAÇÃO... 11 3.2.1 DEFINIÇÕES... 11 3.2.2 PRINCIPAIS TIPOS DE LÂMPADAS... 13 3.2.3 MEDIDAS DE IMPLEMENTAÇÃO A CURTO PRAZO... 16 3.3 CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA... 18 3.3.1 CONCEITOS... 18 3.3.2 TIPOS DE CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA... 19 3.3.3 MÉTODOS DE CORREÇÃO DO FATOR DE POTÊNCIA... 21 3.4 CLIMATIZAÇÃO... 22 3.4.1 MEDIDAS A CURTO PRAZO... 23 3.4.2 MEDIDAS A MÉDIO PRAZO... 23 3.4.3 MEDIDAS A LONGO PRAZO... 24 3.5 AVALIAÇÃO ECONÔMICA DE INVESTIMENTOS EM EFICIÊNCIA ENERGÉTICA... 24 SUMÁRIO

vii 3.5.1 CONCEITOS BÁSICOS... 24 3.5.2 CRITÉRIOS PARA TOMADA DE DECISÃO... 25 3.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS... 26 CAPÍTULO 4 ESTUDO DE CASO... 28 4.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS... 28 4.2 MUDANÇA DE TARIFAÇÃO... 28 4.3 ILUMINAÇÃO... 33 4.4 CLIMATIZAÇÃO... 35 4.5 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA... 37 4.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS... 39 CAPÍTULO 5 CONCLUSÃO... 40 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 41 APÊNDICE A LEVANTAMENTO DE CARGA DA SFA... 43 SUMÁRIO

viii LISTA DE FIGURAS Figura 1.1 Consumo de energia elétrica no Brasil.... 1 Figura 3.1 Difusor para luminária com lâmpada fluorescente... 12 Figura 3.2 Tabela de reatores para lâmpadas fluorescentes... 13 Figura 3.3 Eficiência luminosa das lâmpadas... 16 Figura 3.4 Triângulo de potência... 18 Figura 3.5 Fatores para correção do fator de potência... 22 Figura 3.6 Exemplo de fluxo de caixa... 25 Figura 4.1 Histórico de consumo e demanda... 33 Figura 4.2 Correção do fator de potencia para 0,95 no mês de abril de 2011.... 37 LISTA DE FIGURAS

ix LISTA DE TABELAS Tabela 2.1 Subgrupos do grupo A... 5 Tabela 3.1 Fatores de manutenção... 12 Tabela 3.2 Equivalência de fluxo luminoso entre lâmpadas incandescentes e compactas... 18 Tabela 4.1 Dados da conta de abril de 2011... 28 Tabela 4.2 Preços de demanda e consumo para tarifa verde e convencional... 31 Tabela 4.3 Simulação de mudança de tarifa para horosazonal verde... 31 Tabela 4.4 Resultados obtidos através da telemedição... 32 Tabela 4.5 Economia dos quatro primeiros meses com tarifa verde... 32 Tabela 4.6 Mudança de lâmpadas fluorescentes... 33 Tabela 4.7 Mudança de reator... 34 Tabela 4.8 Mudança para lâmpada incandescente... 34 Tabela 4.9 Custo das lâmpadas e reatores... 34 Tabela 4.10 Resultado da eficientização da iluminação... 35 Tabela 4.11 Cálculo econômico para iluminação... 35 Tabela 4.12 Quantidade de aparelhos de ar-condicionado... 36 Tabela 4.13 Resultado da eficientização da climatização... 36 Tabela 4.14 Análise econômica para climatização... 36 Tabela 4.15 Dados do momento de maior potência reativa... 37 Tabela 4.16 Análise economia para correção do fator de potência... 38 Tabela 4.17 Análise econômica incluindo todos os investimentos... 39 LISTA DE TABELAS

x SIMBOLOGIA Símbolo BTU CA C am C at CMe D am D at D c D f D fp D MAX D MED DR EL F FC F dr F drp F er F erp FP F pp Grupo A Grupo B GWh I IRC K kv Significado Unidade Termina Britânica Consumo de energia no mês consumo de energia ativa registrada no mês consumo de energia ativa Custo médio de energia Demanda de potência ativa máxima demanda de potência ativa Demanda contratada demanda de potência ativa faturável demanda de potência ativa faturada em cada posto horário Demanda máxima Demanda média Demanda registrada Eficiência luminosa Horário fora de ponta Fator de carga Faturamento de demanda de potência reativa excedente Faturamento de demanda de potência reativa excedente por posto tarifário Faturamento de consumo de energia reativa excedente Faturamento de consumo de energia reativa excedente por posto tarifário Fator de potência Fator de potência calculado de hora em hora Unidades consumidoras com fornecimento em tensão igual ou superior a 2,3kV Unidades consumidoras com fornecimento em tensão inferior a 2,3kV Gigawatt-hora Investimento inicial Índice de reprodução de cores Juros Quilovolt SIMBOLOGIA

xi Símbolo Significado kvarh Quilovolt-ampère-reativo-hora kw Quilowatts kwh Quilowatts-hora max função que indica o maior valor da expressão P Horário de ponta P at Payback P c R$ Reais T da T dap T ea T eap TIR VPL W t potência ativa Tempo de retorno de capital potência do capacitor tarifa de demanda de potência ativa tarifa de demanda de potência ativa por posto tarifário tarifa de energia ativa tarifa de energia ativa por posto tarifário Taxa Interna de retorno Valor presente líquidonível alto da corrente que circula em L b1 ou L b2 Watt Intervalo de tempo Acrônimos e Abreviaturas: Símbolo ANEEL COELCE PROCEL SFA Significado Agência Nacional de Energia Elétrica Companhia Energética do Ceará Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica Superintendência Federal de Agricultura Pecuária e Abastecimento SIMBOLOGIA

1 INTRODUÇÃO A eficiência energética ganhou força no Brasil como uma das soluções para o apagão de 2001. A principal causa do apagão se deve ao fato de que a oferta de energia não era suficiente para suprir a demanda. De 1991 até 2001, a média ao ano do crescimento do consumo de energia era de 4,1% e a média de crescimento de produção era de 3,3%. Observa-se um defasamento entre o crescimento da oferta e da demanda de 10%, praticamente [2]. A energia hidráulica contribui com cerca de 75% da energia elétrica gerada no Brasil.. Em 2000, o Brasil optou pela implantação de termelétricas como foco de crescimento da geração de energia elétrica e lançou o Programa Prioritário de Termoeletricidade (PPT). Porém o programa não surtiu efeito, pois o tempo médio de implantação de uma termoelétrica é de 2 anos. Em 2001, aconteceu o racionamento que visava uma redução média de 20%, tendo variações de meta e tempo de racionamento dependendo do estado e da característica do consumidor. Para alcançar esse objetivo uma das soluções apresentadas foi o Programa de Conservação e uso eficiente de energia. Pode-se dizer que o racionamento obteve sucesso, pois houve a redução desejada e não aconteceram os apagões que seria desligar a energia de bairros ou cidades por determinado períodos para alcançar a redução necessária de consumo de energia. Para surpresa de muitos a redução no consumo durou mesmo após o fim do racionamento como pode ser visto na Figura 1.1 [1]. Figura 1.1 Consumo de energia elétrica no Brasil. Introdução

2 É importante saber a diferença entre eficiência energética e racionamento de energia. Racionamento de energia é reduzir o tempo de serviço energético, enquanto eficiência energética é redução da energia para a realização de um mesmo serviço. A eficiência energética traz muitas vantagens como: - diminui emissões e impacto ao meio ambiente; - aumenta a consciência contra o desperdício, melhoria em processos e equipamentos; - aumento da produtividade e competitividade nas empresas; - diminui o consumo na ponta do sistema para as concessionárias. Porém, existem barreiras para se implantar um programa de eficiência energética como: - o preço dos equipamentos mais eficientes tendem a serem maiores; - muitas empresas querem retorno a curto prazo de seus investimentos em eficiência e- nergética; - mito de energia farta e barata; - falta de pessoal capacitado para operar nesse mercado de trabalho. [3] Este trabalho está voltado para eficiência energética de unidades consumidores comerciais ou administrativas. O objetivo é reduzir o custo da energia elétrica, seja através de equipamentos mais eficientes, seja por medidas que reduzam o desperdício de energia. O capítulo 2 apresenta conceitos e definições importantes para conhecer uma fatura de energia de alta tensão. Serão mostrado indicadores de eficiência e o que deve ser verificado para escolher a melhor tarifa. O capítulo 3 apresenta medidas a curto, médio e longo prazo para melhorar a eficiência energética. Também mostra como fazer a análise econômica de soluções propostas. O caso teste é apresentado no capítulo 4. São realizadas varias simulações e apresentadas várias soluções de eficiência energética que podem ser implantadas separadamente. Ao final são apresentadas conclusões no capítulo 5. Introdução

3 CAPÍTULO 2 GERENCIAMENTO DA FATURA DE ENERGIA 2.1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS Quando um consumidor de energia pensa em realizar um programa de eficiência energética, o mais importante para ele é saber o quanto de custo será reduzido na sua conta. A conta de energia é uma síntese dos parâmetros de consumo. Uma análise histórica da fatura apresenta ricas informações que serão base para futuras mudanças. A escolha de tarifação errada pode acarretar grandes prejuízos. Assim compreender as informações de um fatura e como são calculados cada parcela da fatura são importantes para uma correta tomada de decisão em projetos de eficiência energética. 2.2 - DEFINIÇÕES E CONCEITOS É necessário conhecer algumas definições para facilitar o entendimento de uma fatura de energia. [6] Energia elétrica ativa é o uso da potência ativa durante qualquer intervalo de tempo, sua unidade é o quilowatts-hora(kwh). Energia elétrica reativa É a energia elétrica que circula continuamente entre os diversos campos elétricos e magnéticos de um sistema de corrente alternada, sem produzir trabalho, expressa em quilovolt-ampère-reativo-hora (kvarh) Demanda é a média das potências elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico pela parcela da carga instalada em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de tempo especificado. A demanda é expressa em quilowatts (kw) e o intervalo de tempo adotado no Brasil é de 15 minutos. Demanda medida é a maior demanda de potência ativa registrada durante o período de faturamento, expressa em (kw). Demanda contratada demanda de potência ativa a ser obrigatoriamente e continuamente disponibilizada pela concessionária conforme valor e período de vigência fixados no contrato de fornecimento e que deverá ser integralmente paga, seja ou não utilizada, durante o período de faturamento. CAPÍTULO 2 Gerenciamento da fatura de energia.

4 Demanda faturável geralmente a demanda faturada é a maior demanda entre a demanda medida e a demanda contratada. Fator de carga(fc) é a razão entre a demanda média e a demanda máxima da unidade consumidora, ocorridas no mesmo intervalo de tempo especificado. O fator de carga indica o quanto ociosa é a unidade consumidora.(1.1) (2.1) Fator de potência(fp) é a razão entre a energia elétrica ativa e a raiz quadrada da soma dos quadrados das energias elétricas ativa e reativa, consumidas num mesmo período especificado. Horário de ponta(p) é o período definido pela concessionária e composto por 3(três) horas diárias consecutivas definido pela concessionária, exceção feita aos sábados, domingos, terças feira de carnaval, sexta-feira da Paixão, Corpus Christi, dia de finados e os demais feriados definidos por lei federal, considerando as características do seu sistema elétrico. Horário fora de ponta (F) é o período composto pelo conjunto de horas complementares àquelas definidas no horário de ponta. Período seco período de 7 meses consecutivos iniciando-se em maio e finalizando-se em novembro de cada ano. É em geral o período de pouca e chuva e com tarifas de consumo de energia um pouco mais cara. Período úmido período de 5 meses iniciando-se em dezembro de um ano e finalizando-se em abril do ano seguinte. É geralmente o período com mais chuva e, por isso, a tarifa é menor quando comparado com o período seco. Consumidor pessoa física ou jurídica que solicitar a concessionária o fornecimento de energia elétrica e assumir responsabilidade de pagamento das faturas e pelas demais obrigações fixadas em normas e regulamentos da ANEEL(Agência Nacional de Energia Elétrica). Unidade consumidora Conjunto de instalações e equipamentos elétricos caracterizado pelo recebimento de energia elétrica em um só ponto de entrega, com medição individualizada e correspondente a um único consumidor[6]. CAPÍTULO 2 Gerenciamento da fatura de energia.

5 2.3 - TENSÃO DE FORNECIMENTO As unidades consumidoras são dividias em grupos, dependendo do nível de tensão fornecida pela concessionária. O nível de tensão depende da carga instalada da unidade consumidora. A concessionária deve estabelecer e informar ao interessado a tensão de fornecimento, observando os seguintes limites: Tensão secundária de distribuição: quando a carga instalada na unidade consumidora for igual ou inferior a 75 kw; Tensão primária de distribuição inferior a 69 kv: quando a carga instalada na unidade consumidora for superior a 75 kw e a demanda contratada ou estimada pelo interessado for igual ou inferior a 2500 kw Tensão rimaria de distribuição igual ou superior a 69kV quando a demanda contratada for superior a 2500 kw. Para fins de faturamento as unidades consumidoras são dividas em dois grupos tarifários. Grupo B (baixa tensão) para unidades consumidoras com tensão de fornecimento inferior a 2300 Volts. Grupo A (alta tensão) para unidades consumidoras com tensão de fornecimento igual ou superior a 2300 Volts. Há subgrupos tanto no grupo A como no grupo B. O grupo A é caracterizado por ter tarifa binômia (paga por consumo e por demanda) e subdividido nos subgrupos: A1, A2, A3, A3a, A4 e A5. Tabela 2.1 Subgrupos do grupo A Subgrupo Tensão de fornecimento A1 A2 A3 A3a A4 A5 230 kv 88 kv a 138kV 69 kv 30 kv a 44 kv 2,4 kv a 25kV subterrâneo CAPÍTULO 2 Gerenciamento da fatura de energia.

6 Subgrupo B é caracterizado por ter tarifa monômia (paga apenas consumo) e subdividido nos seguintes grupos: Subgrupo B1- residencial; Subgrupo B1- residencial de baixa renda; Subgrupo B2 rural; Subgrupo B2 cooperativa de eletrificação rural; Subgrupo B2 serviço público de irrigação; Subgrupo B3 demais classes; Subgrupo B4 iluminação pública [4]. 2.4 - ESTRUTURA TARIFÁRIA A estrutura tarifária convencional é caracterizada pela aplicação de tarifas de consumo de energia elétrica e/ou à demanda de potência independente das horas de utilização do dia e dos períodos do ano. A estrutura tarifária horosazonal tem tarifas diferenciadas de consumo de energia elétrica e de demanda de potência dependendo do horário do dia e do período do ano. Tarifa azul tem aplicação de tarifas diferenciadas de consumo de energia dependendo do horário do dia e período do ano e também tarifas diferenciadas para a demanda dependendo do horário do dia. Tarifa verde tem aplicação de tarifas diferenciadas de consumo de energia dependendo do horário do dia e período do ano e tarifa única para demanda. Os critérios de inclusão na tarifa convencional ou horo-sazonal seguem as seguintes condições: Tarifa convencional para unidades consumidoras com tensão inferior a 69kV e demanda contratada inferior a 300kW; Compulsoriamente tarifa horo-sazonal para unidades consumidoras com tensão igual ou superior a 69kV; Compulsoriamente tarifa horo-sazonal azul ou verde quando a tensão da unidade consumidora for inferior a 69kV, a demanda contratada for igual ou superior a CAPÍTULO 2 Gerenciamento da fatura de energia.

7 300kW ou nos últimos onze ciclos de faturamento, três registros consecultivos ou seis alternados de demandas medidas iguais ou superiores a 300kW; Opcionalmente na tarifa horo-sazonal azul ou verde quando a tensão da unidade consumidora for inferior a 69kV e a demanda contratada inferior a 300kW. 2.4.1 - FATURAMENTO Demanda faturável: maior valor dentre os definidos a seguir. Demanda contratada ou a demanda medida, exceto se a classificada como Rural ou reconhecida como sazonal; Demanda medida no ciclo de faturamento ou 10% da maior demanda medida em qualquer dos onze ciclos completos de faturamento anteriores, caso de unidade consumidora na tarifa convencional, classificada como Rural ou reconhecida como sazonal. Demanda medida no ciclo de faturamento ou 10% da maior demanda medida em qualquer dos onze ciclos completos de faturamento anteriores, caso de unidade consumidora na tarifa horo-sazonal, classificada como Rural ou reconhecida como sazonal. Consumo de energia elétrica ativa: a maior entre a energia elétrica ativa contratada se houver, e energia elétrica ativa medida no período de faturamento. Consumo de energia elétrica e demanda de potência reativas excedentes: quando o fator de potência da unidade consumidora for inferior a 0,92 indutivo ou capacitivo. Tarifa de ultrapassagem: será aplicada a tarifa de ultrapassagem sobre a parcela que ultrapassar a demanda contratada e superior ao limite de tolerância de 5%. A tarifa de ultrapassagem corresponde a duas vezes o valor da tarifa normal de demanda. 2.5 - ANÁLISE DO PERFIL DE UTILIZAÇÃO DA ENERGIA ELÉTRICA Há possibilidade de otimização da demanda através do aumento de eficiência dos sistemas consumidores. Outras possibilidades de otimização devem ser consideradas como a análise tarifária e a correção do fator de potência. CAPÍTULO 2 Gerenciamento da fatura de energia.

8 Serão analisadas as demandas de potência contratada, demanda medida e demanda faturada da fatura de energia. O objetivo é reduzir ou mesmo eliminar a ociosidade e ultrapassagens de demanda. A unidade consumidora estará trabalhando adequadamente quando os valores de demanda contratada, medida e faturada tiverem o mesmo valor ou apresentarem valores próximos, desta forma estará pagando apenas aqui que realmente necessita. O super ou subdimensionamento da demanda contratada gera aumento nos custos que devem ser evitado. Se a demanda medida for menor que a contratada será faturada a demanda contratada. Se a demanda medida for superior a demanda contrata e ultrapassar o percentual limite de 5%, será pago multa por ultrapassagem de demanda. Tarifa horo-sazonal apresenta maior possibilidade de gerenciamento das despesas com energia. A otimização tarifária é a escolha da tarifa mais conveniente para a unidade consumidora, considerando o seu regime de funcionamento, característica do processo de trabalho, oportunidade ou possibilidade de fazer modulação de carga. Para determinar a melhor sistema de tarifação é preciso considerar: Os valores médios mensais de consumo e demanda na ponta e fora de ponta; A possibilidade de deslocamento do horário de trabalho de diversos equipamentos para minimizar o consumo e demanda no horário de ponta; Valores médios mensais a serem faturados em cada um dos segmentos horosazonais; As despesas mensais de cada um dos sistemas tarifários 2.6 - INDICADORES DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA Os indicadores de eficiência mais comuns e os que apresentam maior utilização, podese destacar: Fator de carga da instalação; Custo médio de energia. Fator de carga mostra como a energia é utilizada ao longo do tempo. Um fator de carga baixo indica que houve concentração de consumo de energia num curto período de tempo. Fator de carga alto indica que as cargas elétricas foram utilizadas de forma racional ao longo do tempo. CAPÍTULO 2 Gerenciamento da fatura de energia.

9 As informações para calcular o fator de carga podem ser encontrado nos dados das contas de energia. Uma solução para aumentar o fator de carga é reduzir a demanda conservando o mesmo consumo. Para isso é necessário um levantamento das cargas e do seu horário de funcionamento. Identificar e deslocar o período de operação equipamentos que funcionam no horário de demanda máxima, reduzindo assim a demanda medida. Outra solução é aumentar o consumo e manter a demanda. Aqui é necessário identificar máquinas e horários ociosos para adicionar turnos de trabalho. Lembrando que: (2.2) FC fator de carga do mês na ponta e fora de ponta; CA consumo de energia (kwh) no mês na ponta e fora de ponta; h número médio de horas no mês, sendo 66h para a ponta e 664h para o período fora de ponta; DR demanda registrada máxima do mês na ponta e fora de ponta. Para a análise do custo médio de energia, tem-se: (2.3) CMe Custo médio de energia (R$/kWh) [4] Uma boa referência para analisar o preço médio é R$0,45/kWh. Se o resultado da analise de uma conta resultar em um preço médio superior a R$0,45/kWh, significa que provavelmente há uma tarifação melhor a ser escolhida. Um resultado inferior a R$0,45/kWh é um resultado aceitável. Caso o preço médio seja menor que R$0,30/kWh, significa um excelente preço médio e provavelmente não há outra tarifa melhor. 2.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS Para analisar a fatura de energia verifica-se primeiro a modalidade tarifária da unidade consumidora. Depois é necessário verificar se há problemas com excedente reativo ou ultra- CAPÍTULO 2 Gerenciamento da fatura de energia.

10 passagem de demanda. Próximo passo é verificar se a demanda contratada está adequada para a demanda medida do mês e se também está adequada observando o histórico de demanda medida dos últimos 12 meses. Depois é calcular o preço médio e o fator de carga para analisar se a modalidade tarifária está adequada e se a energia está sendo bem utilizada. Realizando estes passos é possível descobrir todos os problemas que podem aparecer numa fatura de energia para propor soluções. CAPÍTULO 2 Gerenciamento da fatura de energia.

11 CAPÍTULO 3 TÉCNICAS DE EFICIENTIZAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA 3.1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS Há basicamente duas formas de alcançar eficiência energética que podem ser aplicadas em qualquer área. A primeira é reduzir o consumo através da troca de equipamentos por outros com maior eficiência. A segunda são medidas para evitar o desperdício de energia elétrica. Para isso é necessário conscientizar para que fiquem sempre atentas aos possíveis desperdícios. Este capítulo apresenta informações sobre eficiência energética na área de iluminação, climatização, correção de fator de potência e avaliação econômica de investimentos. 3.2 - ILUMINAÇÃO No Brasil a iluminação consome cerca de 46.000 GWh/ano o que representa cerca de 15% de toda a energia consumida. A iluminação é responsável por, aproximadamente, 23% de energia elétrica no setor residencial, 44% no setor comercial e serviços públicos e 1% no setor industrial. [4] 3.2.1 DEFINIÇÕES Controlador de luz é a parte da luminária responsável por modificar o fluxo luminoso das lâmpadas. Podendo ser do tipo refletor, refrator, difusor lente ou colméia. O tipo escolhido irá influenciar no rendimento da lâmpada. Iluminância é definida como sendo o fluxo luminoso incidente por unidade de área. A unidade de medida usual é o lux. Depreciação do fluxo luminoso é a diminuição da iluminância que pode ocorrer devido ao próprio decréscimo do fluxo luminoso da lâmpada ao passar do tempo e também ao a- cúmulo de poeira na lâmpada ou luminária. CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

12 Difusor Dispositivo colocado em frente à fonte de luz com a finalidade de diminuir sua luminância, reduzindo a possibilidade de ofuscamento. Se for conveniente, utilizar luminárias sem difusor, pois melhora o rendimento da lâmpada. [5] Figura 3.1 Difusor para luminária com lâmpada fluorescente [5] Eficiência Luminosa (EL) Representa a eficiência da lâmpada. É a razão entre o fluxo luminoso total emitido em lumens e a potência consumida em watts. Fator de manutenção é a iluminação média no plano de trabalho após certo período de uso. Tabela 3.1 fatores de manutenção [5] Período de uso sem limpeza (meses) Ambiente limpo Ambiente médio Ambiente sujo 0 1,00 1,00 1,00 2 0,97 0,92 0,85 4 0,95 0,87 0,76 6 0,93 0,85 0,70 8 0,92 0,82 0,66 10 0,91 0,80 0,63 12 0,90 0,78 0,61 14 0,89 0,77 0,59 16 0,88 0,76 0,57 18 0,87 0,75 0,56 20 0,86 0,74 0,54 Fator de utilização é um índice da luminária que é influenciado pelas cores do teto, parede e chão. Quanto mais claras as cores, maior será o rendimento da luminária. CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

13 Índice de reprodução de cores (IRC) é a habilidade que a fonte luminosa tem de reproduzir fielmente as cores de vários objetos por ela iluminada. O melhor índice possível é 100. Reator é equipamento fornece tensão adequada para dar partida em lâmpada fluorescente e limitar a corrente da lâmpada. Pode ser do tipo magnético ou eletrônico, com partida rápida ou convencional, e com baixo ou alto fator de potência. O tipo de reator utilizado influenciará no consumo de energia como pode ser visto na figura 3.2.[5] Figura 3.2 Tabela de reatores para lâmpadas fluorescentes [13] Pela Figura 3.2 observa-se que um reator para luminária dupla de 40W tem perdas média de 23W, isso é mais que a metade da potência de uma das lâmpada. Um reator eletrônico tem em média perdas entre 2W e 6W. Para este caso pode-se ter uma economia de no mínimo 17W com a troca do reator. 3.2.2 PRINCIPAIS TIPOS DE LÂMPADAS Serão apresentadas informações sobre os principais tipos de lâmpadas e depois um gráfico que expõe a eficiência luminosa de cada uma delas. CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

14 3.2.2.1 - INCANDESCENTE COMUM Excelente reprodução de cores. IRC = 100; Baixa eficiência energética; Vida útil de 1000 horas; Não exige equipamentos auxiliares para funcionar; Grande variedade de formas. 3.2.2.2 - INCANDESCENTE HALÓGENA Excelente reprodução de cores; Vida útil de 2000 horas; Eficiência luminosa maior que a incandescente comum; Exige equipamentos auxiliares, dependendo da tensão; Vários tamanhos, inclusive com refletores. 3.2.2.4 - FLUORESCENTE Boa de reprodução de cores; Boa eficiência luminosa; Vida útil de 7500 a 20000 horas; Exige equipamentos auxiliares: reator e starter (partida convencional) ou só reator (partida rápida); Forma tubular. 3.2.2.5 - FLUORESCENTE COMPACTA Boa reprodução de cores; Boa eficiência luminosa; CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

15 Vida útil de 3000 a 12000 horas; Necessita de reator, porém já vem embutido na lâmpada; Pequenas dimensões. 3.2.2.6 - MISTA Moderada reprodução de cores; Vida útil de 8000 horas; Eficiência luminosa moderada; Não exige o uso de equipamentos auxiliares. 3.2.2.7 VAPOR DE MERCÚRIO Moderada reprodução de cores; Vida útil de 12000 a 24000 horas; Boa eficiência luminosa; Exige uso de reator. 3.2.2.8 - VAPOR DE METÁLICO Boa reprodução de cores; Vida útil de 3000 a 20000 horas; Boa eficiência luminosa; Exige uso de reator. 3.2.2.9 - VAPOR DE SÓDIO ALTA PRESSÃO Pobre reprodução de cores; Alta eficiência luminosa; CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

16 Vida útil de 12000 a 55000 horas; Exige uso de reator e ignitor. [4] Figura 3.3 Eficiência luminosa das lâmpadas [15] Deve-se evitar o uso de lâmpadas incandescentes devido à baixa eficiência luminosa. Lâmpadas de vapor metálico ou sódio são recomendadas apenas para ambientes externos, pois apresentam baixo IRC. Assim, a fluorescente tubular é a lâmpada que apresenta melhor eficiência luminosa para ambientes externo. 3.2.3 MEDIDAS DE IMPLEMENTAÇÃO A CURTO PRAZO Evitar o uso de refratores opacos que eleva o índice de absorção dos raios em até 30%; A iluminação dos ambientes deve ser desligada sempre que não houver a presença de pessoas. Uma solução para este caso é o uso de sensores de presença para ativar a iluminação; Sempre que possível utilizar apenas uma lâmpada de maior potência em vez de várias lâmpadas de menor potência, pois quanto maior a potência da lâmpada CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

17 maior será seu rendimento. Porém, pode ter o inconveniente de quando queimar a lâmpada, o local ficará sem iluminação; Evitar uso de lâmpadas incandescentes e caso seja necessário usá-la, escolha utilizar lâmpadas com bulbo transparente; As luminárias devem ser instaladas abaixo (com relação à altura da instalação) das vigas do teto dos ambientes Utilizar lâmpadas fluorescentes T8 de 16 ou 32W em substituição as lâmpadas fluorescentes comuns T10 de 20 e 40W, respectivamente; Lâmpadas incandescentes podem ser substituídas por lâmpadas fluorescentes compactas de acordo com a Tabela 3.2. Tabela 3.2 Equivalência de fluxo luminoso entre lâmpadas incandescentes e compactas [5] Tensão Lâmpadas Incandescentes Lâmpadas Compactas Volts (Watt) 25 5 40 9 50 13 60 127 70 75 80 15 20 90 100 25 25 5 30 40 9 220 50 60 11 70 75 15 80 20 90 23 100 25 CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

18 Para que o nível de iluminação seja mantido ao longo do tempo é necessário algumas tarefas de manutenção. As paredes, o forro e as janelas devem ser limpas com determinada freqüência. Normalmente o projetista da iluminação indica o tempo entre as manutenções. As luminárias devem ser limpas com freqüência. Sujeira reduz a iluminância. [5] 3.3 CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA 3.3.1 CONCEITOS Unidades consumidoras utilizam varias cargas que consomem energia reativa indutiva, como: transformadores, motores, reatores para lâmpadas de descarga, fornos de indução, entre outros. Cargas indutivas requerem dois tipos de potência para seu funcionamento. Potência ativa: é a potência que efetivamente realiza trabalho gerando calor, luz, movimento, etc. Potência reativa: potência usada para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas. Além de não realizar trabalho a potência reativa circula entre a carga e a fonte ocupando espaço no sistema elétrico que poderia ser utilizado para fornecer mais energia ativa. Temos ainda potência aparente que é a soma vetorial da potência ativa e reativa. [9] Figura 3.4 Triângulo de potência Fator de potência é a razão entre a potência ativa e a potência aparente. CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

19 A correção do fator de potência traz outros benefícios além da questão do faturamento de energia. Há vários benefícios para a unidade consumidora, tais como liberação da capacidade de transformadores e dos cabos, redução de perdas, melhoria da tensão, entre outros. O fator de potência deve ser manter igual ou superior a 0,92 e inferior a 1 após a instalação dos bancos de capacitores. 3.3.2 TIPOS DE CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA Existem quatro maneiras de corrigir o fator de potência. Correção feita na entrada de energia de alta tensão. Corrige o fator de potência visto da concessionária, porém o custo é elevado. Correção na entrada de energia de baixa tensão. Utiliza-se para instalações elétricas com elevado número de cargas e potências diferentes. Normalmente utilizam-se bancos de capacitores automáticos. Correção por grupos de carga. Corrige-se um setor ou um conjunto de máquinas pequenas (menor que 10CV). É instalada junto ao quadro de distribuição que alimenta a carga. A desvantagem é não diminuir a corrente nos circuitos de alimentação de cada carga. Correção localizada. Tecnicamente é a melhor solução. Reduz as perdas de toda a instalação, diminui a carga nos circuitos de alimentação da carga e gera potência reativa somente onde é necessário. [9] O faturamento de potência e consumo de energia reativa excedente pode ser faturado a- través do fator de potência horário ou mensal. O faturamento da demanda e do consumo de energia reativa excedente horário é determinado pelas equações 3.1 e 3.2. [4] (3.1) CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

20 (3.2) Onde: F drp - Faturamento de demanda de potência reativa excedente por posto tarifário, em R$; F erp - Faturamento de consumo de energia reativa excedente por posto tarifário, em R$; D at demanda de potência ativa medida em cada intervalo de 1h, em kw; D fp demanda de potência ativa faturada em cada posto horário, em kw; T dap tarifa de demanda de potência ativa, por posto tarifário em R$/kW; C at consumo de energia ativa medido em cada intervalo de 1 hora, em kwh; T eap tarifa de energia ativa, por posto tarifário em R$/kWh; F pp Fator de potência calculado de hora em hora; max função que indica o maior valor da expressão entre parênteses, calculada em cada intervalo de 1 hora; t - cada intervalo de 1 hora; n - número de intervalos de 1 hora; p posto tarifário, isto é, ponta ou fora de ponta para as tarifas horo-sazonais. O faturamento da demanda e do consumo de energia reativa excedente mensal é determinado pelas equações (3.3) e (3.4). [4] (3.3) (3.4) Onde: F dr - Faturamento de demanda de potência reativa excedente, em R$; F er - Faturamento de consumo de energia reativa excedente, em R$; CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

21 D am demanda de potência ativa máxima registrada no mês, em kw; D f demanda de potência ativa faturável no mês, em kw; T da tarifa de demanda de potência ativa, em R$/kW; C am consumo de energia ativa registrada no mês, em kwh; T ea tarifa de energia ativa, em R$/kWh; F p Fator de potência médio mensal. 3.3.3 MÉTODOS DE CORREÇÃO DE FATOR DE POTÊNCIA 3.3.3.1 MÉTODOS ANALÍTICO O método baseia-se na resolução do triângulo das potências e pode ser realizada com a equação (3.5) P C = P at.(tgψ 1 - tg Ψ 2 ) (3.5) Onde: P c potência do capacitor P at potência ativa, em kw; Ψ 1 ângulo do fator de potência original; Ψ 2 ângulo do fator de potência desejado; 3.3.3.2 MÉTODO TABULAR Utiliza-se a tabela da Figura 3.5 para obter o fator para correção do fator de potência e aplicado na equação (3.6) CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

22 P C = P at. tg (3.6) Figura 3.5 Fatores para correção do fator de potência 3.4 - CLIMATIZAÇÃO O condicionamento de ar é um processo que visa controlar simultaneamente a pureza, a umidade, a temperatura e a movimentação de ar, num delimitado ambiente. [4] Atualmente, o Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL) tem incentivado a eficiência de unidades de climatização. CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

23 Aparelhos com selo PROCEL apresentam uma taxa média de 0,95kW/10.000BTU contra uma taxa média de 1,35kW/10.000BTU de aparelhos mais antigos, permitindo uma eficiência de aproximadamente 30%. [5] Varias medidas podem ser tomadas para que seja melhorada e eficiência da climatização. 3.4.1 MEDIDAS A CURTO PRAZO Utilizar somente aparelhos de ar condicionado com selo PROCEL; Evitar a entrada de ar exterior no ambiente climatizado; Limpar periodicamente os filtros do aparelho para melhorar seu rendimento; Evitar que as áreas climatizadas fiquem expostas ao sol, evitando o aumento de carga térmica da área. Utilize cortinas, persianas ou película de proteção solar nas janelas; Sempre desligar o aparelho que ambiente não seja utilizado ou que fique longos períodos de tempo desocupado; Nos dias frios manter apenas os ventiladores dos aparelhos de ar condicionado ligado; Designar uma pessoa para desligar os aparelhos de ar-condicionado em horários predefinidos. [5] 3.4.2 MEDIDAS A MÉDIO PRAZO Reparar janelas e portas quebradas ou fora de alinhamento; Reparar fugas de ar, água ou fluído refrigerante; Isolar termicamente as tubulações de ar das centrais de climatização para evitar a perda de calor (frio). [5] CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

24 3.4.3 MEDIDAS A LONGO PRAZO Em edificações antigas reavaliar o projeto de climatização adequando aos critérios atuais; Utilizar barreiras verdes (árvores) para proteger janelas e portas de vidro da edificação contra a entrada de raios solares. [5] 3.5 AVALIAÇÃO ECONÔMICA DE INVESTIMENTOS EM EFICIÊNCIA ENER- GÉTICA Utiliza-se avaliação econômica para decidir se o investimento é viável ou não. Serão realizadas três avaliações: valor presente líquido, taxa interna de retorno e tempo de retorno de capital. 3.5.1 CONCEITOS BÁSICOS Taxa de juros Taxa percentual que mede o valor do juro por capital inicial num certo período de tempo. Pode ser simples ou composto, em geral, se aplica o juros composto. Taxa mínima de atratividade Representa a rentabilidade mínima aceitável de um investimento. Serve como base de comparação com a taxa de rentabilidade do investimento Montante simples ou valor futuro é a soma do capital com o juros Fluxo de caixa maneira simplificada de se representar graficamente as entradas e saídas de um capital, através de determinados períodos. Tudo que for ganho, benefício, receita e semelhantes, é representado por uma seta apontando para cima. Tudo que for gasto, despesa, investimento e outros são representado por uma seta para baixo. [8] CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

25 Figura 3.6 Exemplo de fluxo de caixa [11] 3.5.2 CRITÉRIOS PARA TOMADA DE DECISÃO 3.5.2.1 VALOR PRESENTE LÍQUIDO (VPL) Neste critério, devem-se trazer para o presente todos os benefícios e custos. Caso o resultado do VPL seja positivo, significa que é interessante realizar o investimento. Caso o resultado seja negativo, significa que não é interessante realizar o investimento. Caso o resultado seja nulo, significa que não haverá ganhos e nem perdas com o investimento. No caso de haver diferentes alternativas, a mais atraente será a que oferecer o maior valor presente líquido. O valor presente líquido é dado pela equação (3.7) (3.7) Onde: Fc t fluxo de caixa no t-ésimo período; I investimento inicial; k juros CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

26 3.5.2.2 TAXA INTERNA DE RETORNO (TIR) TIR é a taxa necessária para igualar o valor de um investimento com seus respectivos retorno futuro ou saldos de caixa, ou seja, é fazer o VPL igual a zero. A TIR deve ser comparada com a taxa mínima de atratividade. Se a TIR for maior que a taxa mínima de atratividade, o investimento é atrativo. A TIR é dada pela equação (3.8) (3.8) Onde: Fc t fluxo de caixa no t-ésimo período; I investimento inicial T tempo 3.5.2.3 TEMPO DE RETORNO DE CAPITAL (PAYBACK) É o critério mais difundido no meio técnico devido à facilidade de sua aplicação. Tempo de retorno do capital é o período de tempo necessário para ter o retorno do investimento inicial, sem considerar a taxa de juros. A análise é feita apenas dividindo-se o custo de implantação do empreendimento pela economia mensal. PAYBACK = I/retorno mensal (3.9) 3.6 CONSIDERAÇÕES FINAIS Na iluminação é possível reduzir o consumo trocando as lâmpadas fluorescentes comuns de 20W e 40W por lâmpadas fluorescentes de volume reduzido de 16W e 32W. Também foi exposto que os reatores convencionais de lâmpadas fluorescentes podem apresentar CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

27 perdas consideráveis e devem ser substituídos por reatores eletrônicos. Atualmente os aparelhos de ar-condicionado com selo PROCEL consomem cerca de 30% menos energia. Foi a- presentado a forma de corrigir o fator de potência para evitar pagar excedente reativo além de mostrar três formas de avaliação econômica de investimentos. CAPÍTULO 3 Técnicas de eficientização de energia elétrica

28 CAPÍTULO 4 ESTUDO DE CASO 4.1 - CONSIDERAÇÕES INICIAIS Superintendência Federal de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (SFA) executam a- tividades operacionais do sistema de defesa sanitário, inspeção e fiscalização agropecuárias e de promoção do desenvolvimento agropecuário, do cooperativismo e do associativismo rural. O horário de trabalho da SFA do estado do Ceará é das 08:00h às 12:00h e das 14:00h às 18:00h de segunda-feira a sexta-feira. Os dados do levantamento de carga da SFA estão no apêndice A. Para cada local verificava-se a potência e a quantidade de lâmpadas, o tipo de reator para lâmpadas fluorescentes tubulares, a potência do ar-condicionado e também o tempo de funcionamento por dia do e quantos dias no mês o local é utilizado. Somente foram contabilizados os aparelhos de arcondicionado antigos ou que não apresentavam selo do PROCEL. 4.2 - MUDANÇA DE TARIFAÇÃO Inicialmente foi analisada a conta de energia de abril de 2011. A tabela 4.1 apresenta as informações retiradas da conta. Tabela 4.1 Dados da conta de abril de 2011 Modalidade tarifária Convencional Período de faturamento 21/03 até 19/04 Tensão de fornecimento 13,8 kv Demanda contratada 150 kw Demanda medida 121 kw Consumo ativo faturado 23.332 kwh Consumo R$ 5.245,26 Demanda R$ 9.001,50 Consumo de reativo excedente R$ 575,06 Total R$ 14.821,76 CAPÍTULO 4 Estudo de caso

29 Pode-se observar que a tarifa é a convencional e que a demanda contratada é de 150 kw. Verifica-se que há faturamento de consumo reativo excedente e que o preço médio da conta é de R$0,61/kWh. Lembrando que para o cálculo do preço médio devem-se retirar problemas como consumo de reativo excedente ou ultrapassagem de demanda. O objetivo do preço médio é analisar se a modalidade tarifária é adequada para a unidade consumidora, portanto deve ser incluído apenas o preço de consumo e demanda. O preço médio obtido é alto, logo justifica uma análise de troca de tarifação. Uma análise para correção do fator de potência será realizada em (4.5). Há um problema quando não se tem acesso a telemedição e deseja-se simular uma troca de tarifação para horosazonal. Na conta com tarifação convencional não a distinção entre os horários de ponta e fora de ponta. Como na convencional não há horosazonalidade, a conta mostra apenas o consumo total, portanto deve-se estimar o consumo na ponta. Fez-se uma simulação com base na conta da Tabela 4.1. A simulação tem como base a equação (4.1). 8horas. 22dias.x+16h.22dias.y+24h.8dias.y = consumo total (4.1) Onde: x é o consumo médio em plena carga, ou seja, em horário de trabalho; y é o consumo médio em carga leve. Considerou-se um mês de 30 dias e 22 dias úteis. As duas primeiras parcelas da equação dividem os 22 dias úteis do mês nos horários em plena carga e em carga leve. A terceira parcela é o consumo em carga leve nos finais de semanas ou feriados. A terceira parcela não foi dividida em dois períodos de consumo, pois nos finais de semana e feriados não há faturamento do período de ponta. Através de conhecimento próprio do local, considerou-se que o consumo em carga leve é 10% do consumo em plena carga, com isso é possível resolver a e- quação. Depois de encontrar o consumo médio, o próximo passo é descobrir o consumo no horário de ponta. Nesse caso, como o horário de funcionamento é das 8:00h até 12:00h e das 14:00h até 18:00h, há 30 minutos de plena carga no horário de ponta (das 17:30h até 18:00h) e 2 horas e 30 minutos de carga leve em horário de ponta. As equações (4.2) e (4.3) mostram o consumo em plena carga na ponta e o consumo em carga leve na ponta, respectivamente. CAPÍTULO 4 Estudo de caso

30 C p1 = 0,5horas.x.22dias (4.2) C p2 = 2,5horas.y.22dias (4.3) C ptotal = C p1 + C p2 (4.4) A equação (4.4) apresenta o consumo total na ponta. O próximo passo é calcular o consumo fora ponta com a equação (4.5). C fptotal = C total C ptotal (4.5) Nesse ponto já se tem todas as informações necessárias para simular a troca de tarifação. Agora só resta aplicar o preço de tarifa a cada consumo e demanda com as equações (4.6), (4.7) e (4.8). F cfp = C fptotal.t cfp (4.6) F cp = C ptotal.t cp (4.7) F d = D c.t d (4.8) Onde: F cfp Faturamento de consumo de energia fora de ponta; T cfp Tarifa consumo de energia fora de ponta; F cp Faturamento de consumo de energia na ponta; T cp Tarifa de consumo de energia na ponta; F d Faturamento de demanda; D c Demanda contratada; T d Tarifa de demanda. CAPÍTULO 4 Estudo de caso

31 F total = F cfp + F cp + F d (4.9) A equação (4.9) apresenta o valor total da Fatura simulada. A Tabela 4.2 apresenta os preços de demanda e consumo para tarifa verde e convencional. A Tabela 4.3 apresenta o resultado da simulação para tarifa verde. Tabela 4.2 Preços de demanda e consumo para tarifa verde e convencional Verde Convencional Demanda (R$/kW) 16,97 60,01 Consumo fora ponta (R$/kWh) 0,22151 0,22481 Consumo ponta (R$/kWh) 1,74478 0,22481 Tabela 4.3 Simulação de mudança de tarifação para horosazonal verde Preço (R$) Consumo calculado horário fora ponta (kwh) 21661,1 4.798,15 Consumo calculado horário ponta (kwh) 1670,9 2.915,37 Demanda contratada (kw) 150 2.545,50 Total 10.259,02 Preço médio (R$/kWh) 0,44 Observa-se que na tarifa verde há um aumento no preço do consumo de energia de R$2.468,25. Porém, na demanda há uma economia de R$6.456,00, resultando numa economia mensal de R$3.987,75 com a troca de tarifação. Para validar a simulação são necessários os dados da telemedição. O sistema de telemedição apresenta dados dos meses de forma fechada, ou seja, no mês de abril é apresentado o consumo total do dia primeiro de abril até 30 de abril. Enquanto na conta de energia o mês do faturamento é quebrado, por exemplo, na Tabela 4.1 o faturamento é do dia 21 de março até 19 de abril. Serão utilizados dados de março para validar a simulação. A escolha do mês de março se deve ao fato do consumo ser próximo ao apresentado na Tabela 4.1, facilitando a comparação. CAPÍTULO 4 Estudo de caso

32 Tabela 4.4 Resultados obtidos através da telemedição Preço (R$) Consumo total (kwh) 23633 Consumo fora ponta (kwh) 21951 4862,37 Consumo ponta (kwh) 1682 2934,72 Demanda contratada (kw) 150 2545,50 Total 10342,59 Preço médio (R$/kWh) 0,44 Comparando a tabela 4.3 com a tabela 4.4 observa-se o mesmo preço médio de R$0,44/kWh. A diferença de R$83,57 no preço total pode ser explicado pela diferença no consumo total de 300 kwh. Logo, a simulação é valida. A tabela 4.5 apresenta a simulação de economia para os quatro primeiros meses do ano. Tabela 4.5 Economia dos quatro primeiros meses com a tarifa verde mês valor convencional valor tarifa verde Economia Janeiro R$ 12381,11 R$ 7514,22 R$ 4866,89 Fevereiro R$ 13400,35 R$ 9219,16 R$ 4181,19 Março R$ 14270,89 R$ 10311,04 R$ 3959,85 Abril R$ 13591,22 R$ 8779,22 R$ 4812,00 Total 17819,93 Média 4454,98 Apesar da média de economia ser R$4454,98 será utilizado o valor de R$3975,00(caso pior que o calculado) para a economia com a troca de tarifa. Aproveitando-se a simulação validada, realizou-se outra simulação para verificar a economia se o horário da tarde fosse das 13:00h às 17:00h para fugir do horário de ponta. Verificou-se uma economia de cerca de R$ 1.500,00. A figura (4.1) apresenta o histórico de 1 ano de consumo e demanda. CAPÍTULO 4 Estudo de caso

33 Figura 4.1 Histórico de consumo e demanda Observa-se que nunca foi atingido o valor da demanda contratadaa (150 kw), portanto é possível reduzi-la. Lembrando-se que há uma tolerância de 5% onde não será pago a multa por ultrapassagem de demanda. Pode-se adotar a demanda mínima contratada de 141 kw. Dessa forma a tolerância de demanda será de 148 kw (máxima registrada no histórico). A- conselha-se deixar alguma folga para a tolerância. Pode-se adotar uma demanda contratada de 144 kw que gera uma economia mensal de R$101,82 e com tolerância de 151 kw. 4.3 - ILUMINAÇÃO A proposta de mudança das lâmpadas fluorescentes é apresentadaa na Tabela 4.6, reato- na Tabela res para as lâmpadas fluorescentes na Tabela 4.7 e das lâmpadas incandescentes 4.8. Tabela 4.6 Mudança de lâmpadas fluorescentes Atual Proposto Lâmpadas fluorescentes 20W Lâmpadas fluorescentess 16W Lâmpadas fluorescentes 40W Lâmpadas fluorescentess 32W CAPÍTULO 4 Estudo de caso