Motores y Variadores de Velocidad PAESE

Programa de Ahorro de Energa del Sector Elctrico

Programa de Ahorro de Energa del Sector Elctrico (PAESE)Programa de Ahorro de Energa del Sector Elctrico (PAESE)

AHORRO DE ENERGA EN MOTORES Y VARIADORES DE VELOCIDAD


Objetivos del Curso

Conocer las tarifas que CFE tiene.Que indicadores financieros, sirven para calificar un proyecto.Anlisis de parmetros importantes en motores de induccin.Funcionamiento de bombas centrifugas.Perdida por conduccin, y seleccin de calibre.Seleccin de transformadores.Celdas fotovoltaicas.Iluminacin LED.


Tarifasde CFE

Domiciliar

Comercial

Industrial

Tarifa DomiciliarTarifa 1 Sevicio Domstico

Aplicacin.- exclusivo de uso domestico, excepto los considerados de alto consumo

Costo Mes de Agosto:$0.813 de 0 a 75 kWh$0.984 de 76 a 125 kWh$2.880 arriba de 125 kWh

Existen algunas variantes de esta tarifa de acuerdo a la temperatura media de la localidad en los meses de Verano, de aqu se dividen las tarifas 1A, 1B, 1C, 1D, 1E y 1F que abarcan de los 25 a los 33 grados de temperatura promedio.

Cuenta con la aplicacin de un factor de ajuste mensual acumulativo de 1.00327 establecido en el articulo segundo del acuerdo publicado en el Diario Oficial de la Federacin el 28 de diciembre de 2005


Aplicacin.- cuando el consumo mensual promedio de los ltimos 12 meses exceda al limite establecido para la tarifa 1 y sus variantes.

Limites de Alto Consumo:Tarifa 1: 250 kWh / MesTarifa 1A: 300 kWh / MesTarifa 1B: 400 kWh / MesTarifa 1C: 850 kWh / MesTarifa 1D: 1,000 kWh / MesTarifa 1E: 2,000 kWh / MesTarifa 1F: 2,500 kWh / Mes

Costo mes de Agosto: $79.76 Cargo Fijo

Aumento anual: 6.87% Cargo de Energa

Tarifa DAC (Domstico de Alto Consumo)


Tarifa ComercialTarifa 2

Aplicacin.- servicio comercial en baja tensin con demandas hasta de 25 kW.

Costo Mes de Agosto:$52.66 Cargo Fijo$2.304 de 0 a 50 kWh$2.781 de 51 a 100 kWh$2.063 arriba de 100 kWh

Variante.-La tarifa 3 aplica de la misma manera para demandas de mas de 25 kW. Aplica un

cargo por demanda mxima registrada de $239.01 y $1.806 por cada kWh de energa consumido.

Aumento Anual: 5.23%


Tarifa IndustrialTarifa OM

Aplicacin.- para servicios suministrados en media tensin con consumos menores a 100 kW.

Costo Mes de Agosto:$151.57 Demanda mxima medida.$1.400 por cada kWh de energa consumida.

Aumento Anual: 6.67% Demanda 6.03% Energa


Aplicacin.- para servicios suministrados en media tensin con consumos mayores a 100 kW. Hay divisin horaria ne Base, Intermedia y Punta

Costo Mes de Octubre:$165.24 Demanda Facturable.$1.0485 por cada kWh de energa consumida en horario Base.$1.2800 por cada kWh de energa consumida en horario Intermedia.$2.0276 por cada kWh de energa consumida en horario Punta.

Demanda Facturable:

DF = DP + FRI * max(DI - DP, 0) + FRB * max(DB DPI, 0)

Donde: DP es la demanda mxima medida en el periodo de punta.DI es la demanda mxima medida en el periodo intermedio.DB es la demanda mxima medida en el periodo de base.DPI es la demanda mxima medida en los periodos de punta e intermedio.FRI y FRB son factores de reduccin que tendrn valores, dependiendo de la regin tarifaria (0.3 y 0.15 respectivamente para Zona Noreste).

Tarifa HM


Divisin de HorariosVerano


Divisin de HorariosInvierno


EN RESUMEN:

Tarifa 1

0.813$ de 0 s 75 kwh0.984$ de 76 a 125 kwh2.880$ arriba de 125 kwh

Tarifa 2 Comercial Baja Tensin

52.66$ cargo fijo2.304$ de 0 a 50 kwh2.781$ de 51 a 100 kwh3.063$ arriba de 100 kwh

Tarifa DACPor exceder por 1 ao

lmites de la tarifa 1

79.76$ Cargo fijo3.581$ por kwh


kWh

$porkWh


Tarifa OMEn media tensin requiere subestacin

151.57$ por kw de demanda mxima1.40$ por kwh

Tarifa HM

En media tensin requiere subestacin Divisin Horaria165.24$ por kW de Demanda Facturable

2.0276$ por kwh en punta1.2800$ por kwh en intermedia1.0485 por kwh en base


Costo/wattenmilsimasdePeso

TarifasIndustriales


Anlisis Financiero


Ejemplo deAnlisis

Financiero


Aqu se presentan los nmeros en % de cambio, esto es por ejemplo si en un proyecto de Diesel sube un 1% el combustible, el retorno sube 1.8%

NOTA A): El tiempo de vida de un motor diesel est considerado a 20,000 horas y el de un motor a gas 40,000 horas.


NOTA B):

1) HORAS PUNTA =780 M=.25 Lts./Kw FRI = .30 MESES= 12, D= UTILIDAD ANNUAL

2) $/Kw DIESEL =4,560, $/Kw GAS = 8,024, $/Kw COGENERACION = 13,043

CP= .18 CD= .09, DF0 1.50

Anlisis de Sensibilidad de ROI(solo para diesel punta y gas punta)


La secuencia de realizacin de los proyectos de ahorro deben de ser priorizados por el orden de "Retorno de Inversiny de esta lista desechar los que por su monto no es posible.


Usted est obligado a entrar a un proceso de mejora contnua, para permanecer con un mismo nivel de servicio con el mismo presupuesto, porque adems, la institucin debe de ser capaz de sortear los aumentos de usuarios, en los cuales, siempre se requieren inversiones considerables.


Los parmetros a considerar un proyecto son:

Monto de la inversin. Retorno de la inversin. Rendimiento por unidad invertida.

Conclusiones


Motores de InduccinSon de gran importancia debido a que el mayor consumo de energa a nivel industrial se hace con estos equipos, existen de primera instancia, los arrancadores suaves, que substituyeron a los arrancadores de tensin reducida, agregando adems de las protecciones del motor, una curva de arranque, y control sobre la magnetizacin del estator, logrando controlar el factor de potencia, traducindose en ahorro.


Los motores vienen diseados para proporcionar una determinada potencia mecnica, as, la magnetizacin del estator, se disea tambin para que el motor sea capaz de deliberar dicha potencia mecnica, el problema viene en que nadie utiliza el motor a su mxima potencia, por que se expone a una sobre carga, bien sea elctrica o mecnica, y esto causa un dao permanente al motor, o si tiene protecciones, lo apaga, haciendo imposible la operacin continua de este dispositivo. Al tener claro que la magnetizacin es siempre del 100% y normalmente se utiliza el motor a una fraccin de la potencia nominal, el motor consume el 100% de la energa de la magnetizacin, se use o no.


Eficiencia en Motores


Eficiencia en Bombas CentrfugasPara caracterizar una bomba centrfuga es necesario tener las curvas presin contra flujo, potencia al freno contra flujo y eficiencia contra flujo, que incluso puede ser calculada a partir de las dos anteriores.


Eficiencia en Bombas Centrfugas

Para caracterizar una bomba centrifuga es necesario tener las curvas presin contra flujo, potencia al freno contra flujo y eficiencia contra flujo, que incluso puede ser calculada a partir de las dos anteriores.


Control de DemandaHidrulico o Neumtico

Debido a que la energa consumida por el motor es proporcional a la presin de salida a flujo constante, cualquier baja en dicha punto de ajuste, proporciona grandes ahorros.


Conclusiones

En motores: Uso de variadores

En moto bombas: Paralelas y

controladores de presin.


Prdida por Conduccin

Lo primero es calcular cunto cuesta conducir un watt un metro y poder analizar estos efectos.


Costo/wattenmilsimasdePeso

CostosdeCableado


Haciendo un ajuste por mnimos cuadrados se obtiene que la recta se ajusta muy bien y su ecuacin es:

- m = 0.0000375 - b = 0.8933 - r = .9905

Lo primer consideracin es que el precio de conduccin depende de la potencia, por lo que el diseo de cableado elctrico debe tender a tener circuitos con potencia lo mas distribuidos posibles.

Haciendo un ejemplo en un circuito de 100 kw se tiene de 100 mts. (Ida y vuelta 200)

Costo = (100 mts) (2) (4.6437/1000) (100,000w) = 92,874$

Ahora este circuito lo partimos en tres circuitos de 33 kw

Costo = (100mts) (2) (2.1434/1000) (3) (33,333w) = 42,867$


Lo que entrega ahorros superiores al 50% del costo, por lo que diluir la potencia es ms circuitos, es muy recomendable.

El segundo tema, es la problemtica asociada al calibre del cable a utilizar, pues, a ms dimetro tenga el cable, menos prdida se tendr, pero tambin tiene mayor costo.

El compromiso es averiguar que calibre de cable se debe comprar, y esto depende de:

- la distancia del transformador al motor - voltaje utilizado

- fases del motor utilizado - del tipo de arrancador que se va a utilizar

- del tiempo de retorno de la inversin que est dispuesto a tolerar


Esto se puede visualizar adecuadamente trazando una grfica en la cual aparezcan tres curvas, el costo del cable en funcin de su dimetro, la perdida de energa por conduccin en el periodo seleccionado, y la suma de estas dos anteriores.

Esta curva suma, refleja inmediatamente un punto mnimo, el cual es la respuesta a este problema.


Pongamos el ejemplo de un motor en 220 operando con variador, esto ahorra una sobre corriente al arranque, operando 24 horas diarias al 100% de su capacidad, y el periodo de retorno de inversin es un ao.El costo de los conductores es el precio de venta de cualquier distribuidora elctrica.


Conclusiones

Planear distribucin de energa

Uso de anillos.

Pensar en utilizar buses de CD.


Transformadores


Conclusiones

Uso de paralelaje.

Correccin de factor de potencia.

Controladores de demanda para limitar la potencia.


Celdas Fotovolticas


(365 das) (20 aos) = 7,300 das(7,300 das) (24 horas) = 175,200 horas(1w) = 175,200w= 175.2 kw

Cunto produce 1w en 20 aos

Costo: 1.78$/kwh

(24 USD) (13 MXN ) = 312 $MXN312/175.2 = 1.78 $/kwh

Cunto cuestan la energa con celdas fotovolticas


Lo ltimo en tecnologa LED


Ahorro de energa del 60 al 80%.

Vida del LED: 11 aos (uso promedio 12 horas diarias).

No emite radiacin UV.

Mxima autonoma, la totalidad de la energa se transforma en luz.

Resistencia a los golpes.

Conservacin medioambiental. El menor consumo de energa disminuye la demanda de pilas, reduciendo la cantidad de residuos txicos que se producen.

Los LED emiten luz difusa, aportando numerosas ventajas. La luz que generan es azulada (efecto luz de da).


Gas Station VS Aditivo Metlico(LED)


Tabla Comparativa


Ventajas de Gas Station VS Aditivo Metlico

Ahorros de energa de un 60% a un 80%. Larga vida til, mayor a 50,000 horas. No genera calor. Lmparas a prueba de explosin. IP65 puede ser usada en exteriores. Fcil mantenimiento y fcil de limpiar, no genera esttica, no se pega el polvo, ni atrae animales. Ajuste para distintos ngulos de iluminacin, con la misma lmpara. No genera rayos UV. Encendido y re encendido instantneo.


Multivoltaje, no le afectan las variaciones de voltaje. Opera en temperaturas desde -40 C hasta 80 C. Ideal para cuartos fros. Trabaja con corriente directa, no usa balastro. Puede ser alimentado por paneles solares, sin necesidad de inversores. Observando por cmaras de vigilancia, las imgenes es ntida, clara, con colores reales. No contiene materiales contaminantes, por lo que no requiere gasto de confinamiento. Resistente a vibraciones, por su sistema en estado solido, no filamentos. Lmpara sellada con certificado a prueba de explosin. Puede ser utilizada como lmpara de emergencia, sin necesidad de tener una planta de generacin, pueden ser encendidas con banco de bateras.

Ventajas de Gas Station VS Aditivo Metlico


ROI en funcin de la eficiencia


Intensidad Luminica Fluorescente

30 20 10 30-10=20

50 2.26 1 0.38 160 1.50 0.75 0.30 0.7570 1.13 0.60 0.25 0.6080 0.90 0.50 0.21 0.5090 0.75 0.43 0.19 0.43

100 0.64 0.38 0.17 0.38

La grfica anterior se explica as:


ROI vs Horas de Uso


La grfica anterior se explica as:Horas Promedio Tarifa Tiempo de Recuperacin

4 $1.00 6.93

8 $1.00 3.46

12 $1.00 2.31

16 $1.00 1.73

20 $1.00 1.39

24 $1.00 1.15

4 $1.50 5.79

8 $1.50 2.89

12 $1.50 1.93

16 $1.50 1.45

20 $1.50 1.16

24 $1.50 0.96

4 $2.00 4.97

8 $2.00 2.48

12 $2.00 1.66

16 $2.00 1.24

20 $2.00 0.99

24 $2.00 0.83

4 Tarifa Mxima=$1.00 6.93







Relacin Vida til vs Temperatura


30% 50%

40 175,000 290,000

60 51,000 110,000

80 25,000 45,500

90 15,000 30,000

La grfica anterior se explica as:


Factores de Impactoen el recibo de la CFE


La demanda facturable se calcula mediante la siguiente frmula:

DF = DP + FRI max (DI - DP,0) + FRB max (DB - DPI,0) La relacin matemtica de las variables de la frmula del cobro de la Demanda, da como resultado que el valor del mayor impacto sea el de DP (Demanda Punta).


Factores de Mayor ImpactoLas tarifas y el calculo matemtico que determina la demanda facturable, originan que el cargo por energa y el cargo por demanda que aparecen en el recibo, sean fuertemente impactados por el consumo que se realiza en el horario punta en la mayora de los sistemas que trabajan en operacin continua o semicontinua.

Consumo

Demanda


Relacin de ImpactoTiempo vs Costo


Influencia del Factor de Cargaen el Costo de Energa


Anlisis de Consumos


Anlisis de Perfil de Carga


Horas Totales


Horas Punta


Fis. Arturo Torre [email protected]. (871) 1923456, 7152222

www.energysaver.com.mx

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