Gestão de energia : 2009/2010 Aula # P9 Preços de electricidade Prof. Miguel Águas miguel.aguas@ist.utl.pt Prof.ª Tânia Sousa taniasousa@ist.utl.pt
Enunciado FÁBRICA Uma fábrica abastecida em média tensão, com opção de Longas Utilizações e ciclo diário, apresentou em Janeiro/09 os seguintes consumos: Potência contratada: 1.500 kw, Energia ponta: 80 MWh, Energia cheias: 220 MWh, Energia vazio normal: 40 MWh e Energia super vazio: 30 MWh. A empresa também consome gás natural, exclusivamente no aquecimento de ambiente que é feito por uma rede de água aquecida numa caldeira que queima o gas natural com um rendimento energético de 85%. A factura de gas natural em Janeiro/09 foi de 1.000, sendo o gas natural comprado a 0,04 /kwh. Com o objectivo de reduzir a factura eléctrica a empresa recebeu uma proposta para um sistema de gestão da potência eléctrica. Este sistema não irá alterar os consumos, mas apenas reduzir os picos de potência.também no gás natural a empresa tem um projecto que consiste em substituir o actual sistema de aquecimento por uma bomba de calor com um COP de 4. Nestas condições: a) Determine o preço médio do kwh eléctrico em Janeiro/09 b) Qual a menor potência contratada que é possível atingir com a instalação do sistema de gestão da potência eléctrica? Calcule o benefício na factura. c) Calcule o benefício económico resultante da instalação da bomba de calor. Nos cálculos considere para o kwh eléctrico o preço médio calculado na alínea a). Aula # P9: Preços de energia (cont.) Slide 2 of 53
Enunciado TARIFA DE VENDA A CLIENTES FINAIS EM MÉDIA E ALTA TENSÃO ELEMENTOS: Média t ensão Alta ten são T ermo tarifário fixo ( EU R/mês) (EU R/mês) 42,75 67,57 Potência (EU R/kW.mês) (EUR/kW.mês) Tarifa de longas utilizaç ões Horas de ponta 7,395 4,543 Contratada 1,207 0,614 Tarifa de médias utilizações Horas de ponta 7,821 4,362 Contratada 1,046 0,465 Tarifa de curtas utilizações Horas de ponta 12,199 10,220 Contratada 0,407 0,296 Energ ia activa (EUR/kW h) (EUR/kWh) Horas de ponta 0,1039 0,0820 Períodos I, IV Horas cheias 0,0791 0,0636 Horas de vazio normal 0,0501 0,0424 Tarifa de longas Horas de super vazio 0,0468 0,0396 utilizações Horas de ponta 0,1072 0,0821 Períodos II, III Horas cheias 0,0814 0,0660 Horas de vazio normal 0,0521 0,0449 Horas de super vazio 0,0485 0,0419 Horas de ponta 0,1095 0,0934 Períodos I, IV Horas cheias 0,0821 0,0660 Horas de vazio normal 0,0510 0,0457 Tarifa de médias Horas de super vazio 0,0478 0,0428 utilizações Horas de ponta 0,1155 0,0954 Períodos II, III Horas cheias 0,0825 0,0687 Horas de vazio normal 0,0539 0,0470 Horas de super vazio 0,0501 0,0434 Horas de ponta 0,1742 0,1141 Períodos I, IV Horas cheias 0,0903 0,0791 Horas de vazio normal 0,0576 0,0472 Tarifa de curtas Horas de super vazio 0,0539 0,0442 utilizações Horas de ponta 0,1746 0,1146 Períodos II, III Horas cheias 0,0901 0,0786 Horas de vazio normal 0,0578 0,0485 Horas de super vazio 0,0540 0,0448 Aula # P9: Preços de energia (cont.) Slide 3 of 53
Resolução a) O custo dos termos de energia será: C energia =80.000x0,1039 + 220.000x0,0791+40.000x0,0501+30.000x0,0468 C energia =29.122 Na potência tem de se determinar o n. de horas de ponta. No Inverno o ciclo diário apresenta 4 horas de ponta por dia, logo em Jan/09 teremos 31x4= 124 horas. Assim: PHP=80.000 / 124 = 645 kw O custo dos termos de potência será: C potência =645x7,395+1.500x1,207=6.580 A factura será: 29.122 + 6.580 = 35.702 O consumo de Janeiro/09 foi de 370.000 kwh, logo o preço médio de 0,096 /kwh b) Tem de ser avaliada a potência média em cada um dos períodos tarifários, e escolher o maior desses valores. P cheias =220.000 /(31x10)=710 kw P vazio n =40.000/(31x6)=215 kw; P s vazio =30.000/(31x4)=242 kw Assim, a potência contratada poderá descer para 710 kw. O benefício será: (1.500 710) x 1,207 = 954 /mês Aula # P9: Preços de energia (cont.) Slide 4 of 53
0,096 /kwh Resolução c) A factura mensal de gás natural é de: 1000. O consumo será de 1000 / 0,04 /kwh = 25.000 kwh A energia eléctrica necessária será: 25.000 kwh / COP x Rend.Térmico Electricidade = 25.000 /4 x 0,85=5313 kwh Ao preço de 0,096 /kwh virá um custo de 510, logo o benefício será de 490 /mês. Aula # P9: Preços de energia (cont.) Slide 5 of 53
Enunciado EDIFÍCIO Considere um edifício onde se pretende vir a instalar um sistema de acumulação de frio. Com este sistema espera-se que a produção de frio se processe apenas durante as horas de vazio. Trabalhando durante a noite, os chillers apresentam maior eficiência, subindo de 3.5 para 4 mas haverá perdas da acumulação de 5%. Presentemente os chillers trabalham durante as horas cheias e de ponta com potências eléctricas médias iguais. A potência dos chillers é de 300 kw, consumindo cerca de 2.520 kwheléctricos/dia, durante 20 dias/mês. O edifício é abastecido em média tensão, longa utilização, com contagem diária. Utilize o tarifário de Inverno. Nestas condições responda às seguintes questões: a) Qual o preço actual do kwh eléctrico associado à produção de frio? b) Determine o benefício económico da solução de acumulação. Aula # P9: Preços de energia (cont.) Slide 6 of 53
Resolução 2.500 a) Sendo a potência igual e consumindo 2.520 kwh/dia com funcionamento em 14 h/dia, a potência será de 180 kw. O custo dos termos de energia será: C energia =180x4x20x0,1039 + 180x10x20x0,0791 = 4.344 A PHP será:180x4x20 / (4x31) = 116 kw O custo dos termos de potência será: C potência =116x7,395+300x1,207=1.220 A factura será: 4.344 + 1.220 = 5.564 b) O consumo eléctrico será agora: 2520 x 3,5 / 4 / (1-0,05) = 2.321 kwh/dia Nas 10 horas de vazio, obriga a uma potência média de 232 kw. O custo dos termos de energia será: C energia =2321x20x(0,6x0,0501+0,4x0,0468) = 2.264 Não há lugar a PHP e a potência contratada não deve ser considerada por dever ser inferior ao pico diurno. Assim a factura desce de 5.564 para 2.264 Aula # P9: Preços de energia (cont.) Slide 7 of 53