© ABB Group May 30, 2014 | Slide 1 Carlos Bondoni, División DM, 2011 II Jornada sobre Ahorro y...

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Carlos Bondoni, División DM, 2011

II Jornada sobre Ahorro y Eficiencia EnergéticaEficiencia y gestión de la energía

Ing. Carlos Bondoni, Eficiencia Energética, abril 2012

© ABB Group April 10, 2023 | Slide 2© ABB Group April 10, 2023 | Slide 2

El problema energéticoAumento de la demanda

China

98% 210%

India

148% 292%

UE y América del Norte

7.1% 25%

128%66%Demanda de energía primaria

Demanda de electricidad

M. Oriente y África

61%

América Latina

89%

Escenario 2008-35 IEA

Valores calculados por ABB a partir de datos en Current Policies Scenario de IEA’s World Energy Outlook


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100B

razi

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Pol

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Ch

ina

Calentamiento global: “muy serio”Alto grado de preocupación pública

Porcentaje de la población que dice que el calentamiento global es “un problema muy serio”Fuente: Encuesta Pew Global Attitudes, May/June 2009


El desafío energéticoCortar el vínculo entre crecimiento, consumo energético y emisiones

Para estar a la altura de este desafío debemos:

Reducir la correlación entre crecimiento económico y

consumo energético

Reducir la correlación entre consumo energético y

emisiones

Eficiencia

energética

Fuentes de energía

renovable


Potencial de ahorro de CO2

2008 20352020

Emisiones de CO2 (Gigatoneladas)

40

30

20

48%

21%

8%

19%

Eficiencia energética

Renovables

Nuclear

CCS*

Tendencia actual

Escenario 450*Carbon capture and storage

(Captura y almacenamiento de carbono)

Biocombustibles (3%)

Fuente: IEA, World Energy Outlook 2010


Situación energética argentinaAlgunos indicadores

Perspectiva general 2009 2000-2009 (%/año)Intensidad primaria (CE=100) 117 - -1,5% -Intensidad CO2 (CE=100) 119 - -1,9% -Emisiones CO2 (tCO2/capita) 4,1 ++ 0,9% --Generación eléctricaEficiencia térmica de plantas generadoras (%) 41 + 0,9% +Pérdidas en T&D (%) 14 -- -1,3% -Emisiones CO2 (gCO2/kWh) 349 - 0,3% --

Intensidad energética: energía necesaria para aumentar un punto del PBI++: muy bien+: bien-: mal--: muy mal

Fuente: Trends in global energy efficiency 2011 – Enerdata & Economist Intelligence Unit


Gestión de la energíaIntroducción

¿Qué se entiende por gestión de la energía?

El uso sensato y efectivo de la energía para minimizar costos (maximizar ganancias) y mejorar la posición competitiva.

La estrategia para ajustar y optimizar la energía, usando sistemas y procedimientos que permitan reducir los requerimientos energéticos por unidad de producción mientras se mantienen constantes o se reducen los otros costos de producción.


Gestión de la energíaPasos importantes para la gestión energética básica

1°) Conocer el gasto en energía

Cuánta energía se utiliza

El pico de consumo en el intervalo de medición

Tarifas diferenciales

Otros costos



2°) Tomar el control del uso de energía

Clasificar los procesos por su consumo

Saber cuánta energía utilizan las maquinas y las instalaciones

Iniciativas de eficiencia energética

Detectar casos fáciles y rápidos de mejora para generar impulso



3°) Encontrar la tecnología apropiada

El desafío es encontrar la tecnología adecuada

Una solución probada y establecida, utilizada por muchos usuarios, minimiza el riesgo (p.e. velocidad variable en ventiladores)

Entender el período de repago y cómo contribuyen las actualizaciones tecnológicas con el resultado



4°) Aprovechar iniciativas favorables

Auditorías de energía

Financiamiento para proyectos de Eficiencia Energética


Energía renovable

Reducir la correlación entre consumo energético y

emisiones

Fuentes de energía

renovable


Energía renovableEólica

TransformadorBT / MT

Convertidoresde BT

Celdasde MT

Sistemas yproductos

de BT

Motoresde BT

Conexión con la red

Transformador

MT / AT

Límite de la

planta de

generación eólica

Generador


Energía renovableSolar

ABB web boxABB web box

Remote monitoringportal

Modbus

STR MON 230VAC

MODBUS

24 x 8 = 192 modules, 192 x 245 Wp = 47,04 kWp

.

.

.

Solar Array 1.12

Totally per 500 kW inverter:24 x 96 = 2304 modules

2304 x 245 Wp = 564,48 kWp

Junction boxes with string monitoring

3

PVS800-57-0500kW-A (1000 Vdc)

230 Vac supply

Ethernet switch

Internet

From other 500 kW inverters

ETHERNET/MODBUS CONV

(NETA)

To the transformer(300 Vac)

STR MON 230VAC

MODBUS

24 x 8 = 192 modules, 192 x 245 Wp = 47,04 kWp

Solar Array 1.1

Solar Array 1.2

Solar Array 1.11

STR MON 230VAC

MODBUS

STR MON 230VAC

MODBUS

24 x 8 = 192 modules, 192 x 245 Wp = 47,04 kWp

24 x 8 = 192 modules, 192 x 245 Wp = 47,04 kWp


Energía renovableSolar

ABB Argentina – Planta Valentín Alsina

160 m2 de paneles solares

3 inversores monofásicos ABB PVS300

Capacidad de generación pico: 26 kW

Expectativa de generación anual: 40 MWh

Ahorro de CO2 : 19 Tn / año



Reducir la correlación entre crecimiento económico y

consumo energético

Eficiencia

energética

Aumentar el rendimiento de

Procesos

Productos

Equipos

© ABB Group April 10, 2023 | Slide 17© ABB Group 10 de abril de 2023 | Slide 17

Energía primaria Transporte Generación T&DProcesos

industrialesProducción industrial

En

erg

ía d

isp

on

ible

La tecnología ABB permite duplicar la productividad

energética

Combustión más eficiente

Caudales mayores en

ductos y mayor

eficiencia en propulsión eléctrica

Mejora de la eficiencia de

pozos

Menos pérdidas en líneas, mayor eficiencia de

subestacionesMejoras de

productividadMotores y convertidores

más eficientes

Convertidoresy motores

Control deprocesos

Naval ypoliductos

Automatizaciónde plantas

Operaciónde redes

Automatizaciónde procesos

Eficiencia energética Reducir las pérdidas a lo largo de la cadena


Uso eficiente de la energía

La energía más cara es la que necesito y no está disponible.

La eficiencia es una fuente barata y segura de energía


Relevancia de la eficiencia energética desde el punto de vista del cliente

No relevante FacilitadorDiferenciador

menorDiferenciador

mayor Disparador

Productos y soluciones que no tienen un impacto práctico en la eficiencia energética para el cliente

Productos y soluciones necesarios para identificar (medir) el potencial de eficiencia energética o mejorar la eficiencia energética, pero que no producen ahorros por sí mismos

Productos y soluciones que al ser comprados incluyen a la eficiencia energética entre los 4-6 criterios de compra más importantes para el cliente

Productos y soluciones que al ser comprados incluyen a la eficiencia energética entre los 3 criterios de compra más importantes para el cliente

La eficiencia energética es la razón principal para la compra de un producto o solución

Mouse de PC Termómetro Electrodomésticos Autos eficientes Lámparas de bajo consumo

Interruptores Tableros Relés de protección Motores estándar IE1 Subestaciones

Instrumentación / Control Productos de medición DCS Interruptores con

comunicaciones

Motores eficientes (IE2) de baja potencia

Electrificación de planta Transformadores de

distribución

Motores de alta potencia IE2 y eficiencia premium IE3

Generadores FACTS

Convertidores KNX Control para

edificios HVDC de baja potencia

Ejemplo

Productos ABB

1 2 3 4 5

relevancia de eficiencia energética


¿Qué sucede a nivel mundial?

Si se considera la eficiencia energética por su importancia en las decisiones de compra de nuestros clientes:

el 23% de las ventas de ABB en 2010 incluye a la eficiencia energética entre las 3 razones más importantes (diferenciador mayor / disparador) para decidir la compra de productos o soluciones;

en el 57% de las ventas, la eficiencia energética estuvo incluida entre las 4 a 6 razones más importantes de compra (diferenciador menor) o correspondió a una tecnología facilitadora.



Los motores eléctricos representan aproximadamente el 65% del consumo eléctrico industrial, o 45% del consumo

eléctrico total, seguidos por la iluminación con 19%

Los accionamientos de velocidad variable (AVV) pueden reducir el consumo energético entre 30% y 50% en ciertas aplicaciones

Menos del 10% de los motores están equipados con convertidor de frecuencia (velocidad variable).

Motores de alta eficiencia


Clases IEC – 4 polos

Potencia kW0.75 1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 15 18.5 22 30 37 45 55 75 90 110 132 160 200 250 315 355 375

81

83

85

87

89

91

93

95

97

IE4

IE3

IE2

IE1

Eficiencia %

Eficiencia energéticaNormas IEC 60034-30 y 60034-31


Eficiencia energéticaAhorro energético

2 polos

80,00

85,00

90,00

95,00

4 5,5 7,5 11 15 22 30 37 45 55

kW

%

η IE1

η ABB

4 polos

75,00

80,00

85,00

90,00

95,00

100,00

4 5,5 7,5 11 15 22 30 37 45 55

kW

%

η IE1

η ABB

6 polos

75,00

80,00

85,00

90,00

95,00

4 5,5 7,5 11 15 22 30 37

kW

%

η IE1

η ABB


Motores de alta eficienciaAhorro energético

4 5,57,511 15 22 30 37 45 552 polos

0

2000

4000

6000

8000

10000

kWH

Potencia nominal [kW]

# polos

Ahorro anual

2 polos

4 polos

6 polos


Aplicaciones de par cuadráticoRelaciones

Potencia

Caudal

Altura

nn

QQ

2

1

2

1

2

2

1

2

1

nn

HH

3

2

1

2

1

nn

PP

Leyes de afinidad:


Comparación de los diferentes métodos

Recirculación

Estrangulamiento

Marcha/parada

Convertidor

Bomba

Ahorro posible


Ahorro energéticoEfecto multiplicador de los rendimientos

98,5%

96,8%

95,6%

70,4%

62,5%

240

227

237

156

154

149

© ABB Group April 10, 2023 | Slide 28© ABB Group 10 de abril de 2023 | Slide 28

Accionamientos de alta eficiencia Costos de ciclo de vida

El período de recuperación de la inversión utilizando accionamientos de velocidad variable es muy corto considerando sólo el ahorro energético. A pesar de eso, muchas compañías sólo evalúan el precio de compra para decidir una inversión.

Elementos principales del costo de ciclo de vida de un motor y un convertidor*

* Costo típico de reemplazar un motor e incluir un convertidor en un sistema existente

Compra del equipamiento:5%

Consumo energético: 92%

Mantenimiento:3%


Evaluaciones de energía

ABB ha desarrollado un proceso simple y metódico de evaluación energética que permite presentar a los usuarios de motores eléctricos la información relevante que les permita evaluar mejoras para reducir el consumo energético.

La evaluación se compone de 6 pasos:

Definición del alcance

Selección de aplicaciones y recopilación de información

Análisis de los datos

Recomendaciones

Implementación

Verificación y seguimiento


Evaluaciones de energía Herramientas de cálculo


Resumen Cómo reducir el consumo de energía

La demanda de electricidad de un accionamiento se puede reducir:

Con motores de alta eficiencia

Empleando el motor adecuado para los requerimientos de la carga

Controlando la velocidad y/o el par del motor con un convertidor de frecuencia

Reemplazando dispositivos mecánicos ineficientes (p.e. válvulas y transmisiones)

Con un programa adecuado de mantenimiento y reparación

Conservando niveles aceptables de calidad de la energía eléctrica (factor de potencia / distorsión armónica)

Sólo el 20% de la energía disponible crea valor al final de la cadena eléctrica. El resto se pierde en los procesos de extracción, transportey combustión, en la transmisión y distribución, y en su uso ineficiente


El problema de la eficiencia energética

No sale en la foto


Pero...

La energía más “verde” es la energía que no se consume

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