I. Calidad del Suministro de Energa

El servicio de energa elctrica en La industria de imprenta cuenta con suministro por la Empresa Distribuidora de Electricidad del Norte (DISNORTE), mediante tres medidores independientes con diferentes tarifas. La siguiente tabla se detallan los costos unitarios del consumo de energa (USD/KWh) y de la demanda mxima de potencia (USD/KW-mes) para cada una de las tarifas contratadas en la Empresa.

Tabla 1: Caractersticas de la tarifa elctrica que tiene la empresa[footnoteRef:1]. [1: Tarifa elctrica para el mes de marzo 2014, Fuente: www.ine.gob.ni]

MedidorTipo de tarifaAplicacinTarifaCargo por

CdigoDescripcinEnerga USD/KWhPotencia USD/KW

52995409General MenorCarga contratada hasta 25 KW para uso general (Establecimientos Comerciales, Oficinas Pblicas y Privadas, Centros de Salud, Centros de Recreacin, etc.)T-1Tarifa monomia

< 150 KWh0.1802

> 150 KWh0.2812

8901036Industrial MedianaCarga contratada mayor de 25 KW y hasta 200 KW para uso industrial (Talleres, Fbricas, etc.)T-4Binomia sin medicin horario estacional

Todos los KWh0.1889

KW Demanda Mxima22.5214

12901643ITIndustrial MayorCarga contratada mayor de 200 KW para uso Industrial (Talleres, Fbricas, etc.)T-5DBinomia sin medicin horario estacional

Todos los KWh0.1710

KW Demanda Mxima19.7585

El medidor # 52995409 est en la estructura tarifaria General Menor Monomia T1, en la que todos los KWh tienen un costo unitario de USD 0.2812 / KWh[footnoteRef:2]. Los niveles de tensin del suministro son 120V y 240V, mediante acometida monofsica tres hilos. [2: El consumo de energa en el suministro con tarifa T1 es mayor a 150 KWh.]

El medidor # 8901036 est en la estructura tarifaria Industrial Mediana Binomia T4, en la que los costos unitarios por consumo de energa y demanda mxima de potencia son USD 0.1889/KWh y USD 22.5214/KW, respectivamente. El suministro cuenta con un banco de transformadores en configuracin delta aterrizada, con niveles de tensin del servicio 120V, 208V y 240V.

El medidor # 12901643IT se encuentra en la estructura tarifaria Industria Mayor Binomia T-5D, medicin en media tensin, en la que los costos unitarios por consumo de energa y demanda mxima de potencia son USD 0.1710/KWh y USD 19.7585/KW, respectivamente. El suministro cuenta con un banco de transformadores en conexin estrella, con niveles de tensin de servicio 127V y 220V.

1.1. Consumo energtico

Para el anlisis del consumo de energa elctrica, la empresa suministr informacin relacionada al consumo de energa para el periodo febrero diciembre 2013 y enero febrero 2014. En la siguiente figura, se muestra el comportamiento del consumo de energa para cada medidor y el periodo mencionado.

Ilustracin 1 Consumo de energa KWh/mes total

Referente a la ilustracin anterior, se tienen las siguientes observaciones:1. El consumo promedio de energa registrado por el medidor con tarifa T1 es de 927 KWh/mes, equivalente a unos USD 293/mes en el importe total de la factura.2. El consumo promedio del medidor con tarifa T4 es de 12,153 KWh/mes y la demanda mxima de potencia promedio es 65 KW/mes, con un factor de potencia promedio 0.89, equivalente a unos USD 4,156/mes en el importe total de la factura.3. El consumo promedio del medidor con tarifa T5D es de 12,693 KWh/mes y la demanda mxima de potencia promedio es 105 KW/mes, con un factor de potencia promedio 0.65. El importe total de la factura promedio mensual es aproximadamente USD 6,544/mes.4. A partir de octubre se aprecia el incremento del consumo de energa y se debe a que en la empresa se instalaron nuevos equipos y se trasladaron equipos de la tarifa T4 a la T5D.5. La tendencia que muestra el consumo es a eliminar el medidor con tarifa elctrica T4.

Anlisis de la demanda mxima

La empresa tiene dos medidores que se encuentran sujetos a la medicin y pago de la demanda mxima, para estar claros de la demanda mxima de cada uno de los medidores se analiza la demanda mxima de potencia para el periodo febrero diciembre 2013 y enero febrero 2014. En la siguiente figura, se muestra el comportamiento de la demanda de potencia.

Ilustracin 4. Comportamiento de la demanda mxima de potencia registrada por suministroDe la ilustracin anterior, se tienen las siguientes observaciones. Se puede identificar que sumando las dos potencias de los medidores suman un total de 150 kW, esto no supera el criterio de clasificacin del tipo de tarifa que tiene en la T5. La demanda de potencia se increment a partir de noviembre del 2013, esto indica la instalacin de nuevos equipos en la empresa. La demanda de potencia en la tarifa elctrica T5D increment su potencia a 110 kW, este valor se encuentra por debajo del criterio de clasificacin de la tarifa elctrica actual.Luego de analizar las condiciones de las tarifas elctrica se puede concluir que la empresa tiene la oportunidad de unificar los medidores, solicitar una tarifa elctrica ms conveniente y eliminar las prdidas de un banco de transformacin.Anlisis del factor de potencia

La empresa cuenta con dos medidores con tarifas binomia, este tipo de tarifa penalizan el bajo factor de potencia, cuando este est por debajo de 0.85, es por eso que la empresa DISSNORTE registra este valor de forma mensual, a continuacin se detalla el comportamiento del factor de potencia para el periodo febrero diciembre 2013 y enero febrero 2014.

Ilustracin 5. Comportamiento del factor de potencia por suministroDe la ilustracin anterior, se tienen las siguientes observaciones.

El factor de potencia es la relacin entre la potencia activa (KW) y la potencia aparente (KVA). Su valor oscila entre 0 y 1, que mide la eficiencia con la que se usa la potencia elctrica. Cuando ms cerca est el factor de potencia de 1, mayor es la eficiencia con la que se usa la potencia elctrica.

En la Normativa del Servicio Elctrico se establece que el factor de potencia mnimo permitido es 0.85. En las tarifas para suministros con medicin de energa reactiva, se definen penalizaciones para los casos en que el factor de potencia es inferior al mnimo establecido en la normativa.

Para el suministro con tarifa T-5D, el factor de potencia es muy bajo, cuyo valor registrado en los ltimos tres meses ha sido 0.64. Esto indica que la empresa est haciendo uso ineficiente de la potencia elctrica y como consecuencia estn pagando penalizacin equivalente al 21% del importe de energa y demanda mxima, equivalente a unos USD 867/mes.

Este valor bajo en el factor de potencia se debe a que en la instalacin hay transformadores trifsicos seco que permanecen encendidos aun sin utilizar las mquinas industriales de la imprenta, sumado al consumo de energa reactiva de los motores de induccin instalados en cada una de las mquinas.

Para el suministro con tarifa T4, durante los primeros meses del perodo el valor del factor de potencia fue muy cercano al mnimo permitido, a partir del mes aument su valor hasta 0.98, valor que se ha mantenido estable durante los ltimos meses.Se recomienda a la empresa corregir el bajo factor de potencia en la tarifa elctrica T5D, mediante la instalacin de un banco de compensacin y de esta manera evitar la multa que en promedio es de USD 870.00 por mes.

1.1. Anlisis de las mediciones realizadas con el equipo analizador de energa

Perfil de la demanda de potencia

Se realizaron mediciones puntuales en cada uno de los medidores instalados en la empresa, la siguiente grfica muestra las demandas mximas de todos los medidores.

Ilustracin 6. Comportamiento de la demanda de potencia para un periodo de un da.

MEE1 Unificar medidores y solicitar tarifa ms conveniente para la empresa.

Caso Base: La empresa cuenta con dos medidores que se encuentran en tarifas binomias las cuales pagan consumo de energa y demanda de potencia, en el captulo 8 la tabla 8 muestra los criterios de clasificacin de la tarifas que tiene la empresa y en el captulo 10.1 la ilustracin 4, muestra el comportamiento de la demanda de potencia de los medidores sujetos a tarifas binomias, alcanzando un mximo de 142 kW.

La empresa tiene una tarifa T5D la cual corresponde a demandas superiores a 200 kW y al sumar las potencias de ambos medidores no superan los 150 kW en el periodo analizado, en esta tarifa la empresa asume las prdidas de energa por transformadores.

La siguiente tabla, muestra las condiciones actuales de las tarifas contratadas por la empresa.

Tabla 15: Detalle de facturacin de la tarifa actual en la empresaDetalle de facturacinT-5D (USD/ao)T-4 (USD/ao)

Energa25,018.2819,067.90

Demanda25,761.5411,963.05

Comercializacin1,342.84805.70

alumbrado Publico5,981.59281.28

regulacin INE581.04321.18

IVA8,802.804,865.87

Total anual67,488.1037,305.00

Caso Propuesto: Se propone la unificacin de los dos medidores de tarifas binomias considerando que la suma de su demanda no supera los 150 kW a una tarifa de media tensin, se estar analizando las tarifa que ms le conviene a la empresa para realizar solicitud a la empresa distribuidora de energa. Para este anlisis se tomaron en cuenta los siguientes criterios:

1. Se est considerando un anlisis de cada tarifa T-5D y T-4,2. La demanda ms alta en el horario punta entre las 6:00 10:00 p.m.3. Consumo medio de las tarifas para los ltimos 6 meses,4. Demanda mxima registrada en las tarifas analizadas.5. Se analiza una tarifa considerando la unificacin de los medidores con tarifa T-5D y T-4.6. Se proyectan los ahorros al ao.

Clculo de los ahorros: Para maximizar los ahorros se analizan las distintas tarifas a la cual puede aplicar la empresa.

Caso 1. Anlisis nicamente de la tarifa T-5D, la siguiente tabla muestra los costos comparativos entre la tarifa conveniente para la empresa.

Tabla 16: Anlisis entre la tarifa T-5D y las que pueden aplicar la empresa.ImporteAnlisis de las tarifas propuestas

T-5D (USD/ao)T-5E (USD/ao)T-4D (USD/ao)T-4E (USD/ao)

Energa25,018.2826,942.0424,655.9224,497.41

Demanda25,761.542,509.2325,013.492,434.12

Comercializacin1,342.841,342.84805.70805.70

alumbrado Publico5,981.595,981.59281.28281.28

Regulacin INE581.04367.76507.56280.19

IVA8,802.805,571.527,689.594,244.81

Total anual67,488.1042,714.9858,953.5532,543.51

Mes25,018.283,559.584,912.802,711.96

Si la empresa decide cambiar nicamente la tarifa T-5D estos seran los resultados:

1. Si consideran solo el cambio de tarifa elctrica sin medicin horaria estacional se puede reducir el costo por facturacin en 8,535.00 USD/ao, esta corresponde a la tarifa T-4D 2. Si deciden considerar una tarifa estacionaria la tarifa que ms le conviene es la tarifa T-4E, entonces la empresa se ahorrara 34,945.00 USD/ao considerando una demanda en el horario punta de 10 kW, el punto de equilibrio con una potencia de 95 kW.

Anlisis del cambio de tarifa de la T-4 a una ms conveniente, se analiza en la siguiente tabla.

Tabla 17: Anlisis entre la tarifa T-4 y las que pueden aplicar la empresa.ImporteAnlisis de las tarifas propuestas

T-4 (USD/ao)T-4D (USD/ao)T-4E (USD/ao)

Energa19,067.9017,006.8916,733.19

Demanda11,963.0510,190.681,217.06

Comercializacin805.70805.70805.70

Alumbrado Pblico281.28281.28281.28

Regulacin INE321.18282.85190.37

IVA4,865.874,285.112,884.14

Total anual37,305.0032,852.5122,111.75

Mes3,108.752,737.711,842.65

Si la empresa decide cambiar nicamente la tarifa T-4 estos seran los resultados:

1. Si considera cambiar la tarifa a una sin medicin horaria estaciona se puede reducir el costo por facturacin en 4,450.00 USD/ao, 2. Si deciden considerar una tarifa estacionaria la tarifa que ms le conviene es la tarifa T-4E, entonces la empresa se ahorrara 15,190.00 USD/ao considerando una demanda en el horario punta de 5 kW, el punto de equilibrio para la empresa es una potencia de 35 kW.

Luego de analizar las dos tarifas actuales la empresa puede considerar cambiar las tarifas actuales a una ms conveniente y con solo cambiar a una tarifa sin restriccin horaria puede ahorrarse unos 12,985 USD/ao.

Si la empresa decide entrar en un plan de administracin de la demanda de potencia se puede ahorrar hasta unos 50,305 USD/ao. Para lograr estos ahorros no se debe trabajar entre las 6:00 10:00 p.m.

Caso 2. Unificar los medidores con tarifas T-5D y T-4.

El anlisis de esta tarifa se realizara considerando la suma total de las facturas actual, la cual es de 104,793 USD/ao.

La siguiente tabla, muestra el anlisis de las tarifas en la cuales puede aplicar la empresa.

Tabla 18: Anlisis de las posibles tarifas en la cual puede aplicar la empresa.ImporteAnlisis de las tarifas propuestas

T-5D (USD/ao)T-5E (USD/ao)T-4D (USD/ao)T-4E (USD/ao)

Energa44,999.8844,576.2744,348.1043,804.31

Demanda36,256.983,763.8535,204.173,651.17

Comercializacin1,342.84805.70805.70805.70

Alumbrado Publico5,981.59281.28281.28281.28

Regulacin INE885.81494.27806.39485.42

IVA13,420.077,488.2112,216.857,354.18

Total anual102,887.1857,409.5893,662.5056,382.08

Mes8,573.934,784.137,805.214,698.51

A continuacin se discuten las dos propuestas ms convenientes para la unificacin de los medidores:

1. Si la empresa unifica los medidores y se cambia a la tarifa sin restriccin horaria se estara ahorrando unos 1,906 USD/ao unificando en la tarifa T-5D y 11,131 USD/ao unificando en la tarifa T-4D.2. Si la empresa unifica los medidores y se cambia a una tarifa estacional puede conseguir ahorros estimados en 47,384 USD/ao para la tarifa T-5E y unos 48,411 USD/ao por unificar en la tarifa T-4E.

Para la implementacin de esta medida es necesario realizar una inversin para la unificacin de los medidores en la empresa.

Inversin: Para unificacin de los medidores la empresa requiere realizar inversin en cableado para trasladar los equipos a la cometida del medidor con tarifa T-5D se estima una inversin de unos 5,000 USD.

Conclusiones de los dos casos analizados.

Luego de analizar los dos casos propuestos y discutidos con la empresa se estar aplicando el caso 1, tomando las tarifas estacionarias T-4E para ambos medidores, Para maximizar los beneficios se requiere realizar las siguientes acciones.

1. Para el cambio de la tarifa elctrica la empresa tiene que realizar solicitud del cambio de tarifa elctrica a la empresa distribuidora[footnoteRef:3]. [3: Ver formato de carta en el anexo 6.]

2. Ir pasando los equipos de mayor potencia del medidor 9801036 (tarifa actual T-4) al medidor 12901643IT (tarifa actual T-5D) hasta alcanzar una potencia inferior a 25 kW.3. Una vez alcanzada la potencia inferior a 25 kW en el medidor 9801036 (tarifa actual T-4) esperar 6 meses para solicitar un nuevo cambio de tarifa a la T-3 industria Menor con la finalidad de utilizar como transfer para trabajar en el horario restringido.4. Una vez que la empresa logre la tarifa estacionaria es necesario mantener un plan de administracin de la demanda entre las 6:00 10:00 pm para maximizar los ahorros.5. Para que la empresa justifique los trabajos en horarios punta es necesario analizar las necesidades reales de trabajar en este horario o deber estimar que el trabajo supere los 15 das en el mes.6. Adicionalmente la empresa tiene que manejar las fechas de lectura por la empresa distribuidora para garantizar que los trabajos que sean forzados a trabajar en el horario restringidos no se dividan en dos meses, actualmente la fecha de corte es entre los ltimos das de cada mes (27 31 de cada mes).7. Existe la posibilidad que la tarifa T-4 no aplique el cambio de tarifa considerando las condiciones que tiene que cumplir para el cambio entonces se debe proceder con rapidez a realizar el traslado de la potencia al otro medidor.

Inversin: por solicitar los cambios de tarifas elctricas y dar seguimiento a esta medida se requiere una inversin estimada de USD 20.

Ahorros: Por realizar el cambio de tarifa y administrar la demanda de potencia en horario restringido (6:00 10:00 pm) se estiman ahorros de unos 50,305 USD/ao.

MEE2 Corregir el bajo factor de potencia en el medidor 12901643IT (tarifa T5D)

Caso Base: El medidor con tarifa T5D tiene un factor de potencia de 0.65 el cual es menor a lo establecido por el ente regulador (INE) de 0.85, por lo tanto al empresa est siendo multado, la siguiente tabla muestra lo que la empresa est pagando por bajo factor de potencia.

Tabla 19: Clculo de la multa por bajo factor de potencia.DescripcinValorUnidades

Factor de potencia actual65%

Factor de potencia mnimo85%

Multa[footnoteRef:4]=(0.171*12,040+19.7585*108)*(0.86-0.65) [4: La multa por el bajo factor de potencia se calcula de la siguiente manera FP = (USD/kWh * kWh/mes + USD/kW*kWmx)*(0.85-FP actual de la empresa)]

840USD/mes

Regulacin INE 1%8.4USD/mes

Sub total848.4USD/mes

IVA127.26USD/mes

Total975.66USD/mes

Total al ao11,700USD/ao

Caso Propuesto: Luego de analizar el comportamiento del factor de potencia de las mediciones realizadas se recomienda la instalacin de un banco de capacitores automtico (por etapas) de 54 kVA para compensar el consumo de energa reactiva. Beneficios por corregir el factor de potencia: Al corregir el bajo factor de potencia, se obtendrn los beneficios que se describen en la siguiente ilustracin:

Ilustracin 11. Beneficios al rectificar el factor de potencia

El banco de transformadores tiene una capacidad de 3x75 KVA = 225 KVA. Con el factor de potencia actual (0.64), la mxima capacidad aprovechable del banco es 144 KW. Al mejorar el factor de potencia a 0.89, se podr disponer de una capacidad de 200 KW.

Clculo de los ahorros: Al implementar la medida recomendada, se reducir el consumo de energa reactiva y por tanto el factor de potencia aumentar su valor por encima del mnimo permitido, por lo que se obtendrn ahorros econmicos al evitar el pago de penalizacin por bajo factor de potencia, estos se estiman en 11,700 USD/ao.Inversin: La empresa tiene que instalar un banco de compensacin de energa reactiva para rectificar el factor de potencia de 0.64 a 0.95, es de 80 KVAr, con condensadores de 10 KVAr y 3X20 KVAr. La inversin se estima en unos USD 5,907.00.

Retorno simple de la inversin: El retorno simple de la inversin considerando la mano de obra para su instalacin es de 0.6 aos (7 meses).

Reduccin de los gases de efecto invernadero: esta medida no genera beneficios ambientales.

Recomendacin: Se recomienda a la empresa que la instalacin del banco de compensacin sea en un 100 % automtico para solicitar este arreglo al proveedor.

Resultados de las medidas