Faro, 09/10/2013 Jornadas Técnicas Projecto eléctrico + Carlos Costa carloscosta@weg.net Tel: (351) 966 825 735 Evoluções Tecnológicas dos Motores Eléctricos. Eficiência Energética de um Sistema. Soluções.
ENERGIA ELÉCTRICA ELEMENTO FUNDAMENTAL NO MUNDO ACTUAL A ENERGIA ELÉCTRICA MANIPULÁVEL NÃO EXISTE NA NATUREZA PARA TERMOS ENERGIA ELÉCTRICA É NECESSÁRIO TRANSFORMAR OUTRAS FORMAS DE ENERGIA 2
Consumo Global de Energia @ Biliões de kwh 216,50 201,20 187,19 173,05 159,28 145,10 104,15 109,50 118,98 1990 1995 2000 2007 2015 2020 2025 2030 2035 US Energy Information Administration, 2011
Consumo global de energia eléctrica Source: European Energy Agency. A energia eléctrica usada na indústria representa ~30% Na Industria, o consumo com motores eléctricos representa ~65% Do total da energia eléctrica usada globalmente, ~40% Está associada ao uso de motores eléctricos
Custos ao longo da vida útil do Custo de aquisição do Motor motor Consideresempreos BENEFÍCIOS de amanhã, nãooscustos de hoje. Custo de Energia Utilize motores de ALTO RENDIMENTO Custos de manutenção Custos de paragem Custos de Instalação
Factores de Desperdício Motores de Baixo Rendimento Motores de Baixo Factor de Potência Motores Sobre Dimensionados Cargas Variaveis Mal Aproveitadas
Factores de Desperdício Motores de Baixo Rendimento
Perdas
Perdas Pfe 20% Pj1 40% Pmec 5% Pj2 25% PS 10%
Evolução do Motor Eléctrico 2000 Eficiência: 93,9% 2013 Eficiência: 95,8% 2010 Eficiência: 95,1% 1960 Eficîência: 88% 1980 Eficiência: 90% 1990 Eficiência: 90,2% 68% de redução de perdas nos últimos 50 anos Ref: Motor 45 kw 4P
Factores de Desperdício Motores de Baixo Rendimento Motores de Baixo Factor de Potência
Factor de Potência Factor de Potência vs Economia de Energia Factor de potência baixo significa desperdício de energia? SIM!
Factor de Potência Porquê a Potência de um Transformador é dada em kva, mas a Potência de um Motor é dada em kw? UMA MÁQUINA QUALQUER 1.000 kva QUANTOS kw O TRANSFORMADOR PODERÁ FORNECER PARA A MÁQUINA?
Factor de Potência Exemplo de potência do transformador vs factor de potência 1.000 kva UMA MÁQUINA QUALQUER Potência Trafo FP Potência Útil 1000 kva 0,5 0,8 1,0 500kW 800kW 1000kW
Factor de Potência CONSEQUÊNCIAS DE UM BAIXO FACTOR DE POTÊNCIA Consumo excedente na conta de energia eléctrica Aumento das perdas eléctricas nos condutores pelo efeito Joule Queda e flutuações de tensão Necessidade de aumento do diâmetro dos condutores Sobrecarga dos equipamentos de manobra Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação
Entendendo a Electricidade Resumindo: A fábrica, é uma central de geração; O camião, é uma linha de transmissão; O boteco, é uma subestação; A máquina da cerveja, é um transformador; O garçom, é uma linha de distribuição; Você, é o consumidor; O alcoolímetro, é a ERSE: "A Agência Reguladora" A Potência Activa (W) representa a porção líquida do copo, ou seja, a parte que realmente será utilizada para matar a sede. Como na vida nem tudo é perfeito, junto vem uma parte de espuma, representada pela Potência Reactiva (VAr). Essa espuma está a ocupar lugar no copo, porém não é utilizada para matar a sede. O conteúdo total do copo representa a Potência Aparente (VA). A analogia da cerveja pode ser utilizada para tirarmos algumas conclusões iniciais: - Quanto menos espuma tiver no copo, haverá mais cerveja. Da mesma maneira, quanto menos Potência Reactiva for consumida, maior será o Factor de Potência. - Se um sistema não consome Potência Reactiva, possui um Factor de Potência unitário, ou seja, toda a potência drenada da fonte (rede eléctrica) é convertida em trabalho.
Factores de Desperdício Motores de Baixo Rendimento Motores de Baixo Factor de Potência Motores Sobre Dimensionados
Motores sobre dimensionados MOTORES ELÉCTRICOS MAL ESPECIFICADOS anulam os benefícios dos Altos Níveis de Rendimento Levantamentos já realizados na Indústria comprovam que aproximadamente 40 % dos motores OPERAM ABAIXO DOS 50% da sua potência nominal
Motor WEG Super Premium IE4
Comparativo Maior economia de energia; Redução das emissões de CO 2 ; Rápido Payback;
25 20 15 10 5-5.5kW 7.5kW 11kW 15kW 18.5kW 22kW 30kW 37kW 45kW 55kW 75kW 90kW 110kW 132kW 160kW 200kW 250kW 315kW Retorno Payback em meses IE4 x IE3otm II polos IV polos
Eficiência Super Premium
Comparativo de consumo Horas / Dia 24 Motor instalado 22 kw, 4 polos, 1997 Dias / ano 330 / kwh* 0,092 Motor W22 Super Premium 22 kw, 4 poles, 2013 90.0 Eficiência η(%) 94.5 193.600 Consumo anual (kwh) 184.380 17.811 Consumo anual ( ) 16.963 Economia anual (kwh) 9.219 Economia anual ( ) 848 * Custo médio da energia em Portugal
Comparativo de consumo Horas / Dia 24 Motor instalado 55 kw, 4 polos, 1997 Dias / ano 330 / kwh* 0,092 Motor W22 Super Premium 55 kw, 4 poles, 2012 91,3 Eficiência η(%) 95,7 477.108 Consumo anual (kwh) 455.172 43.894 Consumo anual ( ) 41.876 Economia anual (kwh) 21.936 Economia anual ( ) 2. 018 * Custo médio da energia em Portugal
Consumo de Energia num Sistema CUIDADO!!! Não devemos pensar apenas no motor, é necessário avaliar o rendimento total do sistema. Exemplo: Bombas Rendimento total do sistema Tubulação SDP Bombas e Válvulas T Motor A Onde: SDP - Sistema de Distribuição Potência T - Transformador A - Acoplamento
Consumo de Energia num Sistema Exemplo de sistema vs rendimento Sistema de Bombeamento de Baixa Eficiência Motor padrão n= 90% Acoplamento n= 98% Válvula n= 66% Tubulação n= 69% 3~ 60% Caudal nominal Bomba n= 77% Pot. Entrada 100 n Total = 31% Pot. Saída 31 Fonte: Energy Efficient Motor Driven Systems Abril/2004
Consumo de Energia num Sistema Exemplo de sistema vs rendimento Sistema de Bombeamento de Alta Eficiência Inversor n= 97% Motor AR n= 95% Acoplamento n= 98% Tubulação n= 69% 60% Caudal nominal Bomba AR n= 88% Pot. Entrada 56 n Total = 0,55% Pot. Saída 31 Fonte: Energy Efficient Motor Driven Systems Abril/2004
28 REGULAMENTAÇÃO
Regulamentação Directiva 2005/32/EC Níveis Rendimento IEC 60034-30 Regulamento Nº 640/2009 Ensaio IEC 60034-2-1 Decreto-Lei nº 26/2009 Fabricantes Utilizadores
Aplicação IE1 16 de Junho 2011 IE2 IE2 + VSD ; IE3 ; IE4 01 de Janeiro 2015-7.5 kw a 375 kw 01 de Janeiro 2017-0.75 kw a 375 kw Ficam a vigorar ATENÇÂO!
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