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    AUDITORIA ENERGTICA

    Primera edicin

    Enero, 2012

    Lima - Per

    Carlos Cceres C.

    PROYECTO LIBRO DIGITAL

    PLD 0538

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    PROYECTO LIBRO DIGITAL (PLD)

    El proyecto libro digital propone que los apuntes de clases, las tesis y los avances en investigacin(papers) de las profesoras y profesores de las universidades peruanas sean convertidos en libro digital

    y difundidos por internet en forma gratuita a travs de nuestra pgina web. Los recursoseconmicos disponibles para este proyecto provienen de las utilidades nuestras por los trabajos deedicin y publicacin a terceros, por lo tanto, son limitados.

    Un libro digital, tambin conocido como e-book, eBook, ecolibro o libro electrnico, es unaversin electrnica de la digitalizacin y diagramacin de un libro que originariamente es editado para

    ser impreso en papel y que puede encontrarse en internet o en CD-ROM. Por, lo tanto, no reemplaza allibro impreso.

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    de investigacin de las alumnas y alumnos tomando como base el libro digital y las direcciones electr-nicas recomendadas. Que este proyecto ayude a las universidades nacionales en las acreditaciones internacionales ymejorar la sustentacin de sus presupuestos anuales en el Congreso.

    En el aspecto legal: Las autoras o autores ceden sus derechos para esta edicin digital, sin perder su autora, permitiendoque su obra sea puesta en internet como descarga gratuita. Las autoras o autores pueden hacer nuevas ediciones basadas o no en esta versin digital.

    Lima - Per, enero del 2011

    El conocimiento es til solo si se difunde y aplica

    Vctor Lpez Guzmn

    Editor

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    Auditoria

    Energtica

    AuditoriaAuditoria

    EnergticaEnergticaPresentado po r :

    Ing . Car lo s Cceres C

    Programa de Ahorro de Energa

    Min is ter io de Energa y Minas

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    AUDITORIA ENERGETICAUDITORIA ENERGETIC

    La AUDITORIA ENERGETICA conefectuar un BALANCE DE ENER

    suficiente detalle para detectar las penerga y a su vez identificar lasmejoras energticas para decidir

    oportunidad econmica de llevarlas a

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    METODOLOGIA DE UNMETODOLOGIA DE UN

    AUDITORA ENERGETICAUDITORA ENERGETIC

    OBJETIVOS

    Cuantificar el uso de la energa, con dsuficientes para localizar las prdidas.

    Identificar proyectos y mejoras para aenerga y costos.

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    QUIN DEBE REALIZARQUIN DEBE REALIZAR

    AUDITORIA?AUDITORIA?Alternativas:

    Personal Propio Personal Externo

    Lo ideal es que la auditorala realice un equipo mixtoformado por especialistasenergticos externos y los

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    REALIZACION POR PERSOREALIZACION POR PERSO

    EXTERNOEXTERNOVENTAJAS INCONV

    Conocimiento de los aspectosenergticos y de la sistemticapara su estudio.

    Amplitud de puntos de vista

    derivada de estudios anteriores enmltiples instalaciones.

    Experiencia sobre el resultadoprctico de las modificaciones

    posibles.Independencia de criterios y

    Desconocimieninstalacin con

    Necesidad de etos del proceso

    al personal.Entrega al exte

    la institucin.

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    REALIZACION POR PERSOREALIZACION POR PERSO

    PROPIOPROPIOVENTAJAS INCONVE

    Familiaridad con el proceso, por

    cuanto reduce el periodo deestudio terico del mismo.

    Mayor facilidad para disponer de

    los datos en diversascircunstancias.

    Familiaridad con e

    cuanto se dificulta condiciones de opedatos normalmente

    Constantes interruestar sometido a laperentorias de las

    Libertad de expresaquellos puntos encon los criterios de

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    METODOLOGIAMETODOLOGIA

    Etapas :Etapas :

    Evaluacin de los consumos de lay sus costosClculos de flujos de energa (mey evaluaciones de campo).

    Evaluacin a los Flujos de energaIdentificacin de mejoras energtic

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    ETAPAETAPA 11

    CONSUMOS DE ENERGCONSUMOS DE ENERG

    Cuantificar los consumos para los 12 meses

    Registros de poder calorficos de loscombustibles no estndaresCostos de los combustibles anual y po

    Precios de la energa elctrica(*)

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    COSTOS DE LACOSTOS DE LAENERGA ELCTRICAENERGA ELCTRICA

    Costos unitarios,

    Estructura tarifaria

    Potencias contratadas o Leda

    Periodos estacionales

    Interrupciones

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    CONSUMOS DE ELECTRICCONSUMOS DE ELECTRIC

    Capacidad total de suministro ?Total de cargas conectadas?Variaciones de consumos diario

    estacionales?Se cuentan con diagramas de cCual es el factor de potencia?

    Se tienen compensacin reactivSe administra la demanda?

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    RESUMEN DE CONSUMORESUMEN DE CONSUMO

    COSTOS DE ENERGACOSTOS DE ENERGA

    Al final de la etapa 1, se deber

    Costos totalesCostos separados por energticVariaciones estacionales por en

    reas prioritarias de consumo

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    ETAPA 2ETAPA 2

    CLCULOS DE FLUJOS DE ENCLCULOS DE FLUJOS DE EN

    (Mediciones y Evaluaciones de(Mediciones y Evaluaciones de

    OBJETIVOS :

    * Identificar a los usuarios mas importacada energtico en trminos de

    - CostosConsumos

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    CONOCIMIENTO DE LCONOCIMIENTO DE L

    PROCESOSPROCESOS

    Reconocimiento de la plantaDiagrama de flujo de procesosListado de los usuarios mayores de

    energaCalcular los consumos de cada uno.Efectuar mediciones para precisar loconsumos.

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    PRINCIPALES USUARIOS PRINCIPALES USUARIOS ELECTRICIDADELECTRICIDAD

    IluminacinAire acondicionado / calentamiento

    Compresoras de aireCompresoras de refrigeracinBombas de proceso /bombas de agSistema de ventilacin / ventiladoraCalentamiento.B b hid li

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    PRINCIPALES USUARIOS PRINCIPALES USUARIOS COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES

    Calderos de vaporCalentadores de agua

    IncineradoresCalentadores de ambiente

    Generadores

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    DISTRIBUCION DEL USODISTRIBUCION DEL USO

    ELECTRICIDAD ENELECTRICIDAD EN UNAUNA PLAPLA

    Iluminacin

    5% Ventilacin Malta3%

    ComCasa Calderas

    13%

    Bombas16%

    Otros

    3%

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    ETAPA 3ETAPA 3

    EVALUACIN A LOS FLUJOS ENERGEVALUACIN A LOS FLUJOS ENERG

    OBJETIVOS:Identificar:- Usos inapropiados de energa

    - reas de derroche y energas res- Bajas eficiencias de conversin (c

    compresoras, motores etc.)

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    CRITICAS A LOS FLUJOS DCRITICAS A LOS FLUJOS DENERGAENERGA

    No aceptar los sistemas tradiciosin un anlisis.

    Se debe descubrir: Son los flujos razonables? Hay mejores formas? (indicadores)

    Se requiere:i i t d l

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    USO DE LA ENERGAUSO DE LA ENERGA -- PRDPRD

    Los usos finales de la energa smenores a las entradas totales sistema, dependen de las prdla generacin y distribucin:

    Eficiencia de generacin

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    ORDEN PARA LA EVALUACORDEN PARA LA EVALUAC

    Usuarios de energa

    Eficiencias de los sistemas de distri

    Eficiencia de la conversin

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    ANALISIS DEL SISTEMA DANALISIS DEL SISTEMA D

    DISTRIBUCIONDISTRIBUCIONSon apropiados los sistemas de

    distribucin Vapor agua caliente Fluidos enfriados Energa elctrica

    Resultados Comparacin de cargas tiles y parsitas (prd Dimensionamiento de tuberas, cableado elctri

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    EFICIENCIA EN CONVERSIONEFICIENCIA EN CONVERSION

    ENERGIAENERGIA

    Conocimiento de adecuadastecnologas y mtodos ptimosDatos de diseo

    Evaluar rendimientos y compararendimientos estndares Combustin en calderas, hornos Rendimientos en tipos de iluminacin Eficiencia de motores elctricos

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    ETAPA 4ETAPA 4GENERACION DE PROYECTOSGENERACION DE PROYECTOS

    Objetivos:

    Identificar todos los proyectos potencialeficiencia energtica.

    Recopilacin de ideas.

    Elaborar un listado.

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    IDENTIFICACION DE PROYECIDENTIFICACION DE PROYEC

    Evaluar las iniciativas de mejoras copersonas responsables de la plantaQue medidas de conservacin de e

    han realizado?Medidas no prosperadas? causas ylimitaciones

    Que proyectos estn listos para suimplementacin?

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    ETAPA 5ETAPA 5EVALUACIN DE MEJORASEVALUACIN DE MEJORAS

    Objetivos:

    Verificar que proyectos son viables, parla interaccin entre proyectos Establecer los costos de los proyectos Calcular los beneficios de los proyectos Comparar alternativas y prioridad

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    VERIFICACION TECNICA DVERIFICACION TECNICA DEPROYECTOPROYECTO

    Riesgos tcnicos Trabajo del equipo sin restricciones Operacin a condiciones de diseo Dimensionamiento correcto?

    Efectos Contaminacin ambiental

    Incremento de mantenimiento Confiabilidad

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    CALCULOS DE COSTOS DCALCULOS DE COSTOS DPROYECTOPROYECTO

    Estimacin real de los presupuestosacuerdo a precios de mercado

    Cotizaciones de equipos por proveeReferencias de trabajos similares

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    ETAPA 6ETAPA 6REPORTEREPORTE

    Objetivo:

    Presentar el sustento tcnicoeconmico del diagnstico y lasmejoras energticas encontrada

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    REPORTEREPORTE

    RESUMEN EJECUTIVO Entendible para personas ejecutivas

    Lectura en 10 minutos Puntos claves y recomendaciones

    REPORTE Para los interesados en los detalles Leble en 1 a 2 horas Describir la situacin encontrada Describir las recomendaciones complementada

    costosANEXOS

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    ESTRUCTURA DEL INFORESTRUCTURA DEL INFOR

    RESUMEN EJECUTIVODESCRIPCION DE LAS INSTALACIONES Descripcin de los procesos, rgimen de trabajo

    instalaciones

    FUENTES DE ENERGIA Y COSTOSANALISIS ENERGETICO DE LA INSTALA Balances de materia y energa Distribucin de cada energtico Distribucin de cada sistema prioritario Resumen de costos y consumos

    ANALISIS TECNICO ECONOMICO DE MERESULTADOS FINALES

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    Eficiencia yOptimizacin enTarifas ElctricasIluminacin

    Motores ElctricosCalidad de la Energa

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    TARIFAS ELCTRIC

    MediaTensin

    BajaTensin

    Tipo de Medicin

    MT2 BT2 2E 2PEnerga y potencia en horas defuera de punta

    MT3 BT3 2E 1PEnerga en horas de punta y fupunta, y potencia

    MT4 BT4 1E 1P Energa y potencia

    BT5A 2EEnerga en horas de punta y fupunta

    BT5B 1E Energa

    d l d

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    Comportamiento de la dem

    elctrica durante un da ten el Per

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    Horas Punta (HP) y Horas

    de Punta (HFP)

    Horas Punta: Periodo comprendido entre las

    23:00 Horas de cada da.

    Horas Fuera de Punta: Resto de horas no comprendid

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    Clientes de Media (MT

    Baja (BT) TensinClientes de Media Tensin (MT)

    Suministro conectado a redes cuy

    es superior a 1 000 V. y menor a 3

    Clientes en Baja Tensin (BT)

    Suministro conectado a redes cuyi f i i l 1 000 V

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    Formacin de los Preci

    Electricidad a Cliente

    MT

    BT

    Precio en Barra Equivalente MT

    MT

    AT

    Usuario

    MediaTensin

    Precio en Barra AT

    MAT

    Generacin

    TransmisiPrecio en Barra MAT

    Transmisin Secundaria Prdidas Marginales de Potencia y Energa Peajes de Conexin por Transformacin y Transporte

    VADBT Prdidas de po

    energa en BT

    VADMT

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    Mercado Elctrico

    Mercado

    Elctrico

    LibreDemanda mayor a 1 MW

    ReguladDemanda hasta 1

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    OPCIONES TARIFARMediaTensin

    BajaTensin

    Tipo de Medici

    MT2 BT2 2E 2P Energa y potencia enfuera de punta

    MT3 BT3 2E 1PEnerga en horas de p

    punta, y potenciaMT4 BT4 1E 1P Energa y potencia

    BT5A 2E

    Energa en horas de p

    punta

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    Cola

    El

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    Pliego Tarifario MT

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    Pliego Tarifario BT

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    c.ILUMINACIN

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    Conceptos GeneraleConceptos Generale

    Existe una relacin entre la eficienc

    desempeo en el trabajoy la calidailuminacin.La experiencia demuestra que una b

    iluminacin en las fbricas, talleres es una manera muy eficaz de incremtanto la productividad como la calidproducto.Una buena iluminacin aumenta el co

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    Conceptos GeneraleConceptos Generale

    El aprovechamiento de la luz natura

    importante con la finalidad de renecesidades de luz artificial. La luz natel cielo est nublado o despejado praltsimos niveles de iluminacin superio20 000 lux.

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    Prdidas Tpicas por Fal

    Mantenimiento

    Prdidas Tpicas por Fal

    Mantenimiento

    Balasto Viejo 5% Prdid

    Se paga por este nivel 100% Lmparas viejas 10% Pr90%

    Suciedad en Lmparas 10

    80%Suciedad en Pantallas 10

    70%

    Se consigue este nivel 65%

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    Principales RecomendacPrincipales Recomendac Utilizar fluorescentes de mayor ef Utilizar lmparas de vapor de so

    eficiencia) para elevar el nivel de y reducir los consumos de energa. Aprovechar al mximo la luz natura Implementar alumbrado p

    subestaciones y su mantenimiento p Mida y corrija la tensin nomi

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    Aprovechar la Luz NatAprovechar la Luz Nat

    Se plantea la sustitucin de las antiguasde fibra de vidrio por planchas translcmaterial que difcilmente permite imp

    polvo y otras sustancias, y es impermeatanto permiten el ingreso de luz naturaporcentajes y requieren menores c

    mantenimiento

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    Aprovechar la Luz NatAprovechar la Luz Nat

    Las lmparas fluorescentes hevolucionando, obtenindose constructivas que han permitidlmparas de alta eficiencia cuya em

    es prcticamente igual a sus predececuyas demandas de energa elmenores.

    Se plantea sustituir las lmparas T ILUMINACIN

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    ILUMINACIN

    AMBOS FLUORESCENTES

    Iluminan Igual.

    Cuestan Igual.

    Duran Igual

    FluoresceT12 40W

    FluorescenteT8 36W (De

    !Entonces cual es laDiferencia

    La Diferencia es que losFluorescentes T8

    (Delgados), consumen10% menos en Energa

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    PATRN DE DISTRIBUCIDE LUMINARIAS

    CIRCUITO A

    VENTANA

    CIRCUITO B

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    PATRN DE DISTRIBUCI

    DE LAMPARASCIRCUITO A

    L

    CIRCUITO B

    VENTANA

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    d.MOTORES ELCTRICO

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    VENTAJAS TECNICAS DE

    MOTORES ALTA EFICIEN

    ITEMDE COMPARACION 50 75 100 50

    RENDIMIENTO (%) 89.5 91 91.7 93FACTOR POTENCIA 0.74 0.82 0.85 0.75

    FACTOR SERVICIO

    CORRIENTE ARRANQUE

    TORQUE DE ARRANQUE

    COMPARACION TECNICA MOTORES

    634/317 A260%

    MOTORES ELECTRICOS ESTANDAR MOTORES

    1.15

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    COSTOS ANUALES D

    MOTORES ESTANDAR

    POT EFIC. 1000 2000 3000 4000 5000 600010 86.9 429.2 858.5 1,287.7 1,716.9 2,146.1 2,575

    15 88.3 633.6 1,267.3 1,900.9 2,534.5 3,168.2 3,801

    20 88.4 843.9 1,687.8 2,531.7 3,375.6 4,219.5 5,063

    25 89.4 1,043.1 2,086.1 3,129.2 4,172.3 5,215.3 6,258

    30 91.0 1,229.7 2,459.3 3,689.0 4,918.7 6,148.4 7,378

    40 92.0 1,621.7 3,243.5 4,865.2 6,487.0 8,108.7 9,730

    50 91.5 2,038.3 4,076.5 6,114.8 8,153.0 10,191.3 12,229

    60 91 0 2 459 3 4 918 7 7 378 0 9 837 4 12 296 7 14 756

    HORAS DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR P

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    COSTOS ANUALES D

    MOTORES DE ALTA EFICI(MAE)

    POT EFIC. 1000 2000 3000 4000 5000 6000

    10 92.4 403.7 807.4 1,211.0 1,614.7 2,018.4 2,422

    15 93.0 601.6 1,203.2 1,804.8 2,406.5 3,008.1 3,609

    20 93.0 802.2 1,604.3 2,406.5 3,208.6 4,010.8 4,812

    25 93.0 1,002.7 2,005.4 3,008.1 4,010.8 5,013.4 6,016

    30 93.6 1,195.5 2,391.0 3,586.5 4,782.1 5,977.6 7,173

    40 94.1 1,585.5 3,171.1 4,756.6 6,342.2 7,927.7 9,51350 94 5 1 973 5 3 947 1 5 920 6 7 894 2 9 867 7 11 841

    HORAS DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR P

    E $ P HORRO EN $U POR

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    AHORROS EN $US POR AAHORROS EN $US POR A

    EL USO DE LOS MAEEL USO DE LOS MAE

    POT 1000 2000 3000 4000 5000 6000

    10 25.5 51.1 76.6 102.2 127.7 153.3

    15 32.0 64.0 96.1 128.1 160.1 192.

    20 41.7 83.5 125.2 167.0 208.7 250.4

    25 40.4 80.8 121.1 161.5 201.9 242.3

    30 34.2 68.3 102.5 136.6 170.8 204.9

    40 36.2 72.4 108.6 144.8 181.0 217.2

    50 64 7 129 4 194 1 258 8 323 5 388 2

    BENEFICIO $US POR AO, POR LA DECISION POR UN MOTO

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    CALCULO DE AHORROS A

    Empleo de una formula para el calculo del ahEmpleo de una formula para el calculo del ah

    S = 0.746xHxLxCxNx(100/EbS = 0.746xHxLxCxNx(100/Eb--100/100/

    SS = ahorro anual, $US= ahorro anual, $USHH = potencia del motor HP= potencia del motor HPLL = Factor de carga del motor (decimale= Factor de carga del motor (decimale

    CC = tarifa de la energa elctrica= tarifa de la energa elctrica

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    INCREMENTO de en

    El incremento de 1% en la E (de 94% a 95%) e500HP que opera a un 80% de factor de carga reahorro en energa de:

    Energa 94%: (0.746x500x0.80)/0.94= 317.45 kW

    Energa 95%: (0.746x500x0.80)/0.95= 314.11 kW

    Entonces un MAE de 95% consume menos energa,

    kW= 317 45-314 11= 3 34 kW s el motorhoras/ao y con un costo de energa elctrica de

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    RECOMENDACIONE

    S en su empresa deben adquirir nuevos eqS en su empresa deben adquirir nuevos eqdeben repotenciar mquinas, tome en deben repotenciar mquinas, tome en

    siguiente:siguiente:

    Considere la Potencia del Motor.Considere la Potencia del Motor.Revise las horas de funcionamiento porRevise las horas de funcionamiento pormotores que tiene en su instalacimotores que tiene en su instalacin.n.

    Verifique el tiempo de vida de los motoreVerifique el tiempo de vida de los motoreEv lEval l s c ndici n s d p r cie las condiciones de operacin midn mid

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    RECOMENDACIONE

    4.4. Solicite ofertas a sus proveedores dSolicite ofertas a sus proveedores delelctricos.ctricos.5.5. Evalue las caracterEvalue las caractersticas y dimensionamsticas y dimensionam

    cables de alimentacicables de alimentacin.n.6.6. Obtenga los registros de las medicioObtenga los registros de las medicio

    parparmetros elmetros elctricos del motor en evaluctricos del motor en evalu7.7. Evalue los problemas de mantenimieEvalue los problemas de mantenimie

    motores elmotores elctricos historial y tipo de factricos historial y tipo de fa

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    CONCLUSIONES

    1.1. El costo de los MAE es mayor en un 25El costo de los MAE es mayor en un 25los motores estlos motores estndar.ndar.

    2.2. La recuperaciLa recuperacin de la mayor inversn de la mayor inversnormalmente en menos de un (01) anormalmente en menos de un (01) ao.o.

    3.3. SS tiene que implementar nuevos equtiene que implementar nuevos equempresa, no deje de evaluar la alternaempresa, no deje de evaluar la alternaMAE Puede tener sorpresas gratas e impMAE Puede tener sorpresas gratas e imp

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    e.CALIDAD DE LA ENERG

    l l l

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    Relaciones de la Calid

    El nuevo concepto de calidad denerga elctrica est relacionbsicamente en la :

    Calidad de voltajeCalidad de corriente

    F cu nci

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    Ond d t nsin c

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    Onda de tensin y corr

    distorsionada

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    CARGAS NO LINEAL

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    ESPECTRO DE FOURI

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    ARMNICOS

    Las armnicas son voltajes ocorrientes sinusoidales cuyas

    frecuencias son mltiplos entefrecuencia de trabajo del sisteDicha frecuencia se denominaF i F d m t l

    Equipos que genera

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    Equipos que genera

    armnicos

    Lmparasfluorescentes

    Lmparas de descarga

    E i

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    Equipos que genera

    armnicos

    Equipos electromdicos con controelectrnicos y/o computadoras

    Equipos de cmputoVariadores de velocidad

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    Problemas que ocasionOperacin errtica de los equipos

    elctricos computarizadosDeterioro de los discos duros de l

    Sobrecalentamiento de los equiposconductores elctricosFalla prematura de equipos electr

    Disparo de interruptores Espectro de la composicin

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    Espectro de la composicin

    armnicos de corriente enequipo electrnico

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    CASO :HOSPITAL ARZOBISPO LOA

    Suministro : 01Tipo de Tarifa : BTModalidad de Facturacin : PV

    Potencia Mx Contratada : 60

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    FACTURA HOSPITAL LOAYZA

    ENERGA Y DEMANDA CONSUMO PRECIOUNITARIO (S

    Energa Activa FP (kWh) 156,360.00 0.1169

    0.1864

    0.0432

    43.454

    Energa Activa P (kWh) 37,500.00

    75,762.00Energa Reactiva (kVARh)

    544.80Demanda Mxima (kW)Cargo Fijo

    Alumbrado Pblico

    Cargo Repos. Mantto

    SUB TOTAL (S/ )

    Tarifaen BT

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    TARIFAACTUAL:

    BT-3

    TAFUT

    M

    CAMBIO DE

    NIVELDE TENSION

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    g.COMPENSACIN REACT

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    SITUACINACTUAL

    SITF

    SINCOMPENSACINREACTIVA:

    S/. 3,318.38

    CONCOMPREAC

    BANCO DE

    CONDENSADOR.

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    ENERGA Y DEMANDA CONSUMO PRECIOUNITARIO (S

    0.1049156,360.00Energa Activa FP (kWh)0.144837,500.00Energa Activa P (kWh)

    30.000075,762.00Energa Reactiva (kVARh)

    22.780544.80Demanda Mxima (kW)

    FACTURA HOSPITAL LOA

    COMPENSACIN REACTIV

    Cargo Fijo

    Alumbrado Pblico

    Cargo Repos. Mantto

    SUB TOTAL

    Sin Compensacin

    37 737 75

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    CASOS DE APLICACICASOS DE APLICACIDE AUDITORIADE AUDITORIAENERGETICAENERGETICA

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    Sudamericana de Fibras Sudamericana de Fibras

    DATOS GENERALES :

    Cliente LibrePotencia Consumida : 4,50

    Potencia Comprada a Edelnor : 1,700 kW Potencia Cogenerada : 2,500 kW

    Insumos

    Combustible

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    ConclusionesConclusiones

    El monto de ahorro logrado son del ordenUS$ 101 619.00 al ao 2002 con una invede US$ 52 775.00.

    El diagnostico energtico a permitido idenun conjunto de mejoras en las reas trmic

    elctricas las cuales han sido ejecutadas se

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    !FINAL DE SESION

    Ing. Carlos Cceres Casaverde

    Programa de Ahorro de Energa (PAE)Ministerio de Energa y Minas

    Web: www.minem.gob.pe/pae

    E-mail:pae@minem gob pe

    http://www.minem.gob.pe/paemailto:[email protected]:[email protected]://www.minem.gob.pe/pae
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