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Contatos
Valentino Técnica: www.valentinotecnica.com.br - [email protected]
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Premissa
A economia de energia é um tema muito
importante; seu uso indiscriminado ou
tecnicamente incorreto conduz a uma
concatenação de eventos, que não estão
limitados apenas aos prejuízos econômicos
pessoais, mas também afetam a coletividade e o
desenvolvimento do país.
Nós consumidores de energia, devemos estar
cientes destes problemas.
O consumo excessivo de energia, coincide com
dois fatores básicos; o primeiro refere-se aos
eventos práticos com que usamos eletricidade
(uso consciente dos equipamentos), o segundo
refere-se a uma utilização tecnicamente
incorrecta dos equipamentos, causado pela falta
de determinados dispositivos que aumentam a
sua eficiência energética.
O primeiro evento: uso consciente.
A primeira causa de desperdício de energia, é o
fator humano.
Uma utilização não consciente dos recursos
elétricos, é a fonte primária de desperdício da
mesma.
Maus hábitos, como manter as luzes acesas
quando não for necessário, deixar a porta da
geladeira aberta por muito tempo ou colocar na
mesma produtos excessivamente quente, usar
ar condicionado com temperatura muito baixa o
com janelas e portas abertas, pertencem a esta
fonte primária é a única coisa que pode remediar
o problema, é o usuário, mudando os seus
hábitos.
O segundo evento: a utilização técnica.
Existem fatores técnicos, que levam a um
desperdício de energia, que, os usuários em
geral, sabem pouco ou nada.
Estes fatores técnicos, podem ser alterados, a
fim de otimizar o uso da energia elétrica e
melhorar o desempenho das instalações e das
redes de distribuição, transmissão e geração.
Um destes fatores técnicos, o mais importante,
pouco conhecido e invisível, é chamado de fator
de potência.
Este problema é predominante no setor
industrial, mas também as pequenas atividades e
o uso doméstico, são afetados pelo problema.
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Conceitos Básicos
Para dar essas explicações, devemos começar
com alguns componentes e alguns, conceitos
que regem a nossa vida elétrica diária.
Leia cuidadosamente o que se segue e
compreenderá que é realmente possível poupar
energia em sua indústria, em sua loja, na sua
casa, respeitando também os outros.
A eletricidade é um assunto muito complicado e
muitas vezes difícil de entender, para aqueles
que não trabalham no setor.
Vamos, através de uma forma simples e
divertida, tentar fazer compreender, como
funciona a corrente elétrica e como è
relacionado o seu consumo.
Vamos começar do
conceito de base: a corrente
elétrica é utilizada para gerar um
“trabalho”.
O trabalho é o efeito obtido por exemplo,
transformando-a em calor para aquecer
a água, para passar a
roupa, etc..
Outro trabalho obtido è
o trabalho mecânico. Este trabalho,
permite o funcionamento de muitas
coisas como ventiladores, geladeiras, ar
condicionado, liquidificador, etc...Este
trabalho é obtido através da
transformação da eletricidade
em magnetismo.
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Conceitos Básicos
esses trabalhos são possíveis devido a:
Nos condutores, existem
partículas invisíveis chamadas
elétrons livres, que estão em
constante movimento de forma
desordenada.
Para que estes elétrons livres
passem a se movimentar de
forma ordenada, nos condutores,
é necessário ter uma força que os
empurre. A esta força é dado o
nome de tensão elétrica (U).
Esse movimento ordenado dos elétrons
livres nos condutores, provocado pela
ação da tensão (U), forma uma corrente
de elétrons.
Essa corrente de elétrons livres é
chamada de corrente elétrica (I).
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Conceitos Básicos
Pode-se dizer então que:
Tensão
Corrente elétrica
É a força que
impulsiona os
elétrons
livres nos
condutores.
Sua unidade
de medida
é o volt (V).
É o movimento
ordenado dos
elétrons livres
nos condutores.
Sua unidade
de medida è
o ampere (A).
Potência Elétrica (W)
Agora, para entender
potência elétrica,
observe novamente o
desenho.
A tensão elétrica faz movimentar os elétrons de forma
ordenada, dando origem á corrente eletrica.
Tendo a corrente elétrica, a
lâmpada se acende e se
aquece com uma certa
intensidade.
Essa intensidade de luz e
calor percebida por nós
(efeitos), nada mais é do que
a potência elétrica que foi
trasformada em potência
luminosa (luz) e potência
térmica (calor).
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Conceitos Básicos
É importante gravar:
Para haver potência elétrica, é necessário haver:
Agora... qual é a unidade de medida
da potência eletrica ?
Então, como a potência é o produto da ação
da tensão e da corrente, a sua unidade de medida
o volt-ampére (VA) e múltiplos (KVA).
A essa potência dá-se o nome de potência aparente.
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Conceitos Básicos
A potência aparente é na realidade o resultado da
multiplicação da soma de duas potências:
A potência ativa, o que é necessária para gerar o trabalho
(W) e potência reativa, que vamos explicar mais tarde (var)
O medidor de
energia mede a
potência aparente
consumida ao longo
do tempo
Na engenharia elétrica, a energia realmente necessária para fazer os trabalhos, é
chamada de “Potência ativa” e é medida em Watts (W).
Por uma série de fatores que vamos explicar, pode acontecer que, para gerar este
trabalho, uma parte da energia é desperdiçada; essa energia toma o nome de
“Potência reativa” e é medida em Volt Ampere reativo (var).
O nosso medidor elétrico, que tem a tarefa de mostrar a quantidade de energia elétrica
consumida, mede outro tipo de energia, chamada de “Potência aparente”, é medida em
Volt Ampere (VA), que é a Potência elétrica que pagamos realmente.
Ligados com a rede eléctrica, podemos encontrar, basicamente, dois tipos de cargas:
? As cargas resistivas.
? As cargas indutivas.
Uma carga resistiva, transforma toda a energia consumida em potência de trabalho.
Uma carga indutiva, transforma apenas uma parte da energia consumida em Potência
de trabalho, isso ocorre porque parte da energia consumida é usada apenas para criar e
manter os campos eletromagnéticos necessários para o funcionamento.
Comercialmente, as empresas de energia não estão interessadas em saber como você
está usando a eletricidade vendida, o importante é pagar o consumo total, mas cuidado
que mesmo aqui há um limite, o porquê será explicado.
Mas como se pode entender melhor o que está acontecendo com a minha conta de
energia elétrica?
Veja o exemplo que se segue, e imagine de entrar num bar e pedir um copo de chopp.
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Conceitos Básicos
Potência Reativa
kvar
Potência
aparente
kVA
Potência Ativa
kW
Observe cuidadosamente o que acontece?
Quando você entra num bar e pede um copo de chopp, por exemplo de 250ml, certamente
deve ter notado que no topo do mesmo se forma uma espuma.
Se você esperar um pouco, antes de beber, essa espuma diminui e quase desaparece
deixando uma parte do copo vazio.
Se esta espuma for 10%, isto significa que você só bebeu 225ml de chopp, mas quando
você paga, o valor cobrado, é para um copo de choop de 250ml, isto significa que paga para
250ml mas bebe apenas 225ml.
Sendo parte da bebida, a espuma não é levada a sério, mas é paga e não bebida.
Agora não é necessário discutir com o garçom, mas simplesmente dizer-lhe para ter mais
cuidado na preparação de seu chopp e providenciar uma melhor regulação do dispensador.
Se você comunica o problema e o garçom, que pode ser comparado com a companhia
elétrica, implementa todas as soluções possíveis para que este problema não se apresente,
ambos obterão uma vantagem.
?
?
Você pode beber todo o chopp que pagou.
Ele será capaz de prestar um melhor serviço aos seus clientes.
Guarde bem este conceito, vai descobrir o porquê mais tarde.
Na verdade, hoje em dia, as companhias elétricas já desenvolveram há muito tempo (mais
de duas décadas), todas as medidas necessárias, para fornecer uma energia o mais
eficiente possível (o chopp sem espuma), com a atuação de todas as regras estabelecidas
pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), mas infelizmente, por diversas razões,
aqueles que criam problemas, mesmo que inconscientemente, são usuários.
A primeira causa disto, é a desinformação, tanto pelos usuários, quer por parte de muitos
profissionais, aos quais os usuários estão recorrendo.
A única pessoa que, realmente, conhece bem o problema, é a companhia elétrica.
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A legislação elétrica no Brasil
Leia atentamente o que ela diz, especialmente se você é uma empresa ou indústria.
Resumo da legislação:
Em conformidade com o estabelecido pelo Decreto no 62.724 de 17 de maio de 1968 e com a
nova redação dada pelo Decreto no 75.887 de 20 de junho de 1975, as concessionárias de
energia elétrica adotaram, desde então, o fator de potência de 0,85 como referência para
limitar o fornecimento de energia reativa.
O Decreto nº 479, de 20 de março de 1992, reiterou a obrigatoriedade de se manter o fator de
potência o mais próximo possível da unidade (1,00), tanto pelas concessionárias como pelos
consumidores, recomendando ainda, ao Departamento Nacional de Águas e Energia elétrica
- DNAEE - o estabelecimento de um novo limite de referência para o fator de potência indutivo
e capacitivo, bem como a forma de avaliação e de critério de faturamento da energia reativa
excedente a esse novo limite.
A nova legislação pertinente, estabelecida pelo DNAEE, introduziu uma nova forma de
abordagem do ajuste pelo baixo fator de potência, com os seguintes aspectos relevantes :
?
?
?
Aumento do limite mínimo do fator de potência de 0,85 para 0,92;
Faturamento de energia reativa excedente;
Redução do periodo de avaliação do fator de potência de mensal para horário, a partir
de 1996 para consumidores com medição horosazonal.
Com isso muda-se o objetivo do faturamento: em vez de ser cobrado um ajuste por baixo fator
de potência, como faziam até então, as concessionárias passam a faturar a quantidade de
energia ativa que poderia ser transportada no espaço ocupado por esse consumo de reativo.
Este é o motivo de as tarifas aplicadas serem de demanda e consumo de ativos, inclusive
ponta e fora de ponta para os consumidores enquadrados na tarifação horosazonal.
Além do novo limite e da nova forma de medição, outro ponto importante ficou definido:
?
?
das 6h da manhã às 24h o fator de potência deve ser no minimo 0,92 para a energia e
demanda de potência reativa indutiva fornecida;
das 24h até às 6h no minimo 0,92 para energia e demanda de potência reativa
capacitiva recebida.
Como você deve ter notado, a legislação, fala de energia reativa e de energia ativa, explica as
formas em que vai ser cobrado o valor etc..
Uma coisa que não é explicada na legislação, são as multas por excesso de energia reativa
que são cobradas para as companhias de energia, e a possibilidade de que o mesma tem de
bloquear o fornecimento de electricidade, quando o excedente reativo, causa sérios danos
para a empresa.
A última parte, varia, de contrato para contrato, das várias companhias elétricas.
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Na prática
O que estou fazendo de errado?
Para dizer a verdade, neste caso, você não está fazendo nada de errado, só que nunca
levantou a questão porque não estava vendo o problema; ao contrário do copo de cerveja que
você bem vê e conhece, não pode saber o que é uma carga indutiva, uma carga resistiva ou
um fator de Potência, chamado também de Cosϕ (cosfi); não é o seu trabalho!
Nunca aconteceu de ouvir numa loja de eletrodomésticos ou equipamentos elétricos um
cliente que pede um sistema indutivo com valor de Cos χ, imagine a cena!
Estou começando a ficar um pouco confuso!
Explique bem o que está acontecendo na minha rede elétrica.
Você se lembra o que falamos no início da carga indutiva e cargas capacitivas?
Chegou a hora de explicar o que são.
As cargas resistivas
São chamados de cargas resistivas, todos os equipamentos que possuem em seu interior um
componente denominado “resistência“. As resistências transformam toda a energia que
passa através delas em calor; o Cosϕ é igual a 1.
Seu fator de eficiência elétrica, é de 100%, também pode ser expresso por: 1=1.
Em palavras simples, tudo o que é consumido é convertido em trabalho útil.
Mas quais são as cargas resistivas na prática?
São todos os aparelhos que geram calor diretamente para atingir o objetivo do emprego.
Veja alguns exemplos:
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Na prática
As cargas indutivas.
São chamados de cargas indutivas, todos os equipamentos que necessitam de um campo
magnético para transformar a energia em Potência de trabalho, tem em seu interior um
componente denominado “bobina“ (enrolamento); o Cosϕ é variável de 1 teórico dos
melhores até 0,50 dos piores.
As cargas indutivas, por Natureza, são geradores de potência reativa.
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Na prática
Mas na prática o que acontece?
O tema é um pouco complexo para explicá-lo cientificamente, vamos tentar fazê-lo de uma
forma mais simples possível.
A energia elétrica doméstica e industrial, é do tipo “alternado”, isto significa que, ao contrário
da energia produzida por bateria não tem uma polaridade fixa, sua polaridade no fio que a
transporta muda continuamente de positivo para negativo de um certo número de vezes em
um período de tempo, esta variação contínua de polaridade dá origem a uma característica da
energia elétrica chamada frequência; a frequência tem uma unidade de medida chamada
Hertz (Hz).
Como vimos anteriormente, outras características da energia elétrica são:
•
A Tensão, chamada também de f.e.m. (força eletro motriz), é a força que impulsiona os
elétrons da corrente num condutor, a sua unidade de medida é chamada Volt (V o U), em
homenagem ao seu descobridor, o italiano Alessandro Volta. (1745-1827).
•
A Intensidade, é a quantidade de elétrons que passam através de um condutor, a sua
unidade de medida é chamada Ampere (A), em homenagem ao seu descobridor, o
francês André Marie Ampère. (1775-1836).
Se tivemos um instrumento de medição chamado osciloscópio, veríamos nossa eletricidade
desta forma:
1 Tensão de pico (V.p.)
2 Tensão pico pico (V.p.p.)
3 Tensão média ou Tensão eficaz (r.m.s.)
4 Periodo
Num circuito linear, a Tensão e a Intensidade estão perfeitamente em fase, em palavras
simples, mas não científicas, viajam juntas ao mesmo tempo; esta condição é chamada de
“regime fase”.
Quando o circuito está num perfeito regime de fase (Cosϕ=1), o trabalho ativo da carga
utilizada é igual à intensidade consumida, podemos expressá-lo visualmente em: 1=1.
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Na prática
Veja o exemplo do aquecedor elétrico (carga resistiva) que, para comodidade dos nossos
cálculos, trabalha com a Tensão de 1V: sua tarefa é transformar energia elétrica em calor, o
calor produzido é medido em Joule (J).
Sua resistência emite uma certa quantidade de calor, se ela libera 1000J em 10 segundos a
Potência térmica em Watt (W) é a quantidade de calor dividida pelo tempo, neste caso, 100
W.
Esta Potência útil é chamada de Potência ativa.
Se usarmos uma Lei da eletricidade chamada Lei de Ohm (R=Ω), vemos que o produto da
intensidade é igual à da Potência: U•I= (1•100)=100W, conversamos sobre isso no início; em
prática, o produto, é o consumo real, medido pelo medidor.
Uma carga indutiva, por exemplo um motor elétrico, contém componentes chamados
bobinas, estes componentes, devido a um fenômeno físico complexo, tornam a Tensão
defasada para a frente com respeito à Intensidade.
Este efeito faz com que a intensidade absorvida seja maior do que a Potência produzida.
Enquanto que numa carga resistiva a flecha U é igual a I (1=1) ϕ= 1, numa carga indutiva a
flecha U é maior de I em proporção do angulo ϕ-1, assim o produto da força de trabalho
(Potência ativa) não é mais igual à intensidade consumida; esta intensidade transformada
novamente em Potência dentro do medidor é chamada de Potência aparente. Não havia
sido dito antes, mas o medidor mede a corrente consumida transformando de volta a
intensidade em Potência (U•I=W).
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Na prática
Vamos ver bem o que acontece:
por exemplo, precisamos bombear água num reservatório, para fazer isso precisamos de
uma bomba acionada para um motor elétrico com uma Potência de 100W (transformando os
Cavalos em Watts).
A placa do nosso motor entre seus dados, mostra também o fator de Potência, na melhor das
hipóteses, de Cosϕ 0,83.
Agora, lembre-se os cálculos feitos para carga resistiva (U•I) 1•100=100W, para encontrar a
intensidade consumida por um motor os cálculos são bastante semelhantes I (A)= (P/V) / ϕ.
Em prática (100/1)/0,83=120A
Existe uma solução técnica para o problema, é suficiente colocar em paralelo das cargas
indutivas, circuitos especiais para contrariar o ângulo de desfasamento, colocando-o tão
perto quanto possível próximo a 1, se não mesmo 1.
Mesmo exemplo de antes mas com um Cosϕ correto a 0,98.
(100/1)/0,98=102A
Usando este dispositivo, você aumenta o regime de fase e poupa na conta de energia
elétrica ± o 18%.
Poupado
± 15%
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Na prática
O exemplo da carga elétrica com um cosϕ a 0,83, é um exemplo numa das melhores
hipóteses.
Muitas vezes, infelizmente, os fatores de Potência estão perto de 0,65, e mais tarde,
também, vamos detalhar outros problemas de desempenho elétricos que se apresentam no
Brasil.
Para entender melhor, vamos voltar ao nosso copo de cerveja, no caso de um Cosϕ de 0,83,
você pagaria 250mL de cerveja mas na realidade você só tinha bebido 212mL, em proporção
é muito desperdício.
Agora, vamos fazer o mesmo exemplo de antes com um Cosϕ a 0,65, vamos ver o que
acontece:
Na prática, você comprou uma cerveja de 250 ml, o garçom serviu da maneira correta, sem
espuma (garçom = a empresa que fornece energia), você bebeu apenas a metade, (poderia
comprar uma menor e poupar), e para o garçom permaneceu a tarefa de jogar a cerveja não
bebida.
Um desperdício bárbaro de tudo, com o exemplo do copo de cerveja com certeza, você
consegue ter uma ideia clara da situação, mas com a eletricidade não, por isso eu vou
explicar:
Por causa de fatores técnicos complexos este desperdício não se limita apenas a você, de
fato gera uma cadeia de consequências que todos, pessoalmente ou indiretamente pagam,
observe atentamente esses pontos sem considerar o seu desperdicio direto.
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As consequências para todos
Se sua casa ou empresa precisam de uma alta Potência aparente, as empresas
distribuidoras de energia elétrica teriam que:
1 Criar linhas de transmissão mais potentes e mais subestações, o que vai envolver uma
grande exploração de matérias-primas, tais como cobre, ferro, etc. neste caso,
causaria um impacto ambiental muito grande.
2 Ampliar, se possível, as antigas usinas elétricas e construir novas se necessário.
3 Ironicamente, para fazer isso, precisa consumir ainda mais energia.
Portanto, não só pagamos monetariamente este desperdício mas também na forma de
qualidade de vida e desenvolvimento em geral.
Um fator de potência baixo, na rede eléctrica nacional, subtrai uma parte de espaço útil para
o transporte de energia ativa, que penaliza e prejudica a comunidade.
Um dos mais simples exemplos de fazer, é imaginar a rede de distribuição de energia
elétrica, como o estacionamento de um supermercado.
Se todas as pessoas que estacionam, respeitam as bandas atribuídas, todos que vem ao
supermercado, têm a capacidade para estacionar, estamos todos felizes, e o espaço é
usado de forma otimizada por todos.
Mas se apenas uma pessoa, ao estacionar o seu carro, não respeita o seu espaço, cria uma
perda para a comunidade, os clientes do supermercado podem optar por sair, porque eles
não têm lugar, e o supermercado perderá clientes.
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As consequências para todos
Com uma situação deste tipo, que podemos facilmente comparar com a rede de distribuição
nacional de eletricidade, existem estas soluções.
Você percebe sozinho que a coisa está errada, e vai estacionar o carro de maneira correta.
Se você não quer entender o problema sozinho ou tem uma falta de respeito pelos outros,
pela primeira vez, o proprietário do supermercado vai chamar a polícia e eles vão te dar uma
multa, obrigando-o a adaptar-se ao sistema.
Se após os avisos, você ainda não adaptou o seu comportamento, o proprietário do
supermercado vai pedir o reboque do seu carro pelo guincho, com todas as despesas
por sua conta.
E, se por várias razões, não pode aplicar as outras duas soluções, será forçado a construir
um estacionamento maior, talvez usando um espaço onde os seus filhos brincam, e para
atender as despesas, vai aumentar o preço dos produtos vendidos em prejuízo de todos os
clientes.
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As consequências para todos
Como você viu, a eficiência energética é um problema que afeta e prejudica
economicamente todos, em primeiro lugar aqueles que não adaptam os seus sistemas, ao
fim de consumir menos e melhor.
Claramente, quem provoca mais danos e, consequentemente, têm maiores custos de
energia elétrica, são as atividades industriais em geral, independentemente de seu porte,
tudo é proporcional com o tamanho.
O Brasil, como muitos outros países, não está imune a esse problema, mas sim
historicamente tem um grande problema deste tipo, que o levou ao longo dos anos a investir
grandes somas de dinheiro para procurar soluções.
O BNDES (o Banco Nacional de desenvolvimento), apoia os projetos de eficiência
energética, com o programa PROESCO, que vamos ver mais tarde, quando falarmos das
indústrias.
Mas quais são as soluções para este problema.
Para encontrar a solução para estes problemas, devemos em primeiro lugar, identificar as
causas.
Para fazer isso, fazemos uso de uma área específica de engenharia elétrica, que leva o
nome de «POWER QUALITY».
O Power Quality, tem como objetivo fazer levantamento de cargas e do consumo geral de
uma unidade consumidora, bem como análises termográficas do sistema elétrico, com o
auxílio de instrumentos de aquisição de dados, que visam à identificação de oportunidades
concretas de economia de energia elétrica. Começando pelo levantamento da situação
atual, passando pela análise de possíveis melhorias, e finalizando com as propostas que se
mostraram viáveis sob o ponto de vista técnico e econômico.
1 Levantamento “in loco” de cargas e o consumo geral da unidade consumidora;
2 Dimensionamento dos equipamentos de correção, com foco na redução de queimas
prematuras e mitigação de harmônicos;
3 Repotênciamento de motores de indução, com foco no uso mais eficiente da energia;
4 Dimensionamento dos sistemas de proteção, com foco na redução de queimas
prematuras de motores;
5 Adequação do perfil de consumo à uma modalidade tarifária mais barata;
6 Avaliação de contrato de demanda, através de uma análise avançada de Qualidade de
Energia Elétrica com o auxílio de instrumentos de aquisição de dados e termografia
por infravermelho.
7 Instrução operacional, que tem como objetivo promover visão sistêmica de
manutenção eletromecânica, viabilizando o desenvolvimento de novos planejamentos
estratégicos para a redução de custo operacional.
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Um exemplo prático de todos os dias para as indústrias
Pode ser, que você que está lendo, é o economista-chefe de uma empresa, seu trabalho é
baseado em cálculos econômicos, estatísticos e reais.
Como economista, você me ensina, que, ao fim de provar uma vantagem económica é
necessário processar números, para obter os resultados que demonstram a eficácia da
solução.
A primeira coisa que um economista está sempre nos pedindo, é provar a veracidade dos
números a serem processados que são fornecidos.
Infelizmente, raras vezes, um economista é um técnico, então o que pode ser um simples
conceito de economia de eletricidade entre os profissionais do setor, podem se tornar
difíceis de acreditar se não sabe as fontes dos números fornecidos.
Esses números fornecidos são o resultado de anos de pesquisa no setor industrial,
especificamente na área de comando e acionamento das “máquinas eléctricas”, feita dentro
do país.
Olhe para os nossos resultados e compartilhe a sua opinião, lendo atentamente todos os
temas que se relacionam com o progresso elétrico brasileiro.
No Brasil, a média do fator de eficiência dos motores instalados nas
indústrias é variável entre 90% e 93,9%, com base na média de vida
de construção das fábricas e suas atualizações.
Desses dados, você, vai precisar mais tarde, para entender
melhor alguns dos resultados dos cálculos e dos números que
nós fornecemos.
A eficiência de um motor elétrico, representa a sua
capacidade de transformar energia em força de trabalho.
A eficiência é asim indicada: η
Podemos resumir assim o conceito de eficiência:
Consome 1 – Produz X
O motor elétrico converte energia elétrica em
energia mecânica, como o motor endotérmico,
converte combustível em energia mecânica.
A eficiência de um motor endotérmico, varia
de acordo com o seu progresso tecnológico
e sua manutenção.
A eficiência de um motor elétrico, varia
de acordo com o seu progresso
tecnológico e o seu sistema de controlo.
O consumo de um motor endotérmico,
varia de acordo com a potência
máxima que pode fornecer, a
a potência exigida para fazer seu
trabalho e sua manutenção.
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Um exemplo prático de todos os dias para as indústrias
O consumo de um motor elétrico, varia de acordo com a potência máxima que pode
fornecer, a potência exigida para fazer seu trabalho e o seu sistema de controlo.
Os fatores e os conceitos que regem o consumo são iguais e não precisam de explicações.
Sabemos, em geral, que não é possível transformar o poder do combustível em 100% de
potência produzida.
Num motor a gasolina de um automóvel, a eficiência energética é de 25%, apenas uma
parte do potencial energético da gasolina é explorado para gerar a sequência que actua
sobre o pistão, que conectado com o virabrequim, transforma o movimento alternativo em
movimento rotativo; o 75% da potencialidade da gasolina é disperso em calor e frição
mecânica.
Sabemos também que hoje, com a tecnologia moderna, pudermos reduzir a fricção
mecânica e eficiência de combustão consumindo menos, é a nossa obrigação de manter
uma manutenção adequada, porque, por exemplo, um filtro de ar entupido consome mais
gasolina.
Também em um motor elétrico acontecem mais ou menos as mesmas coisas, embora a sua
eficácia é muito maior, também aqui temos fatores que desperdiçam uma parte do nosso
"combustível“, que é a energia reativa, que é usada apenas para criar e manter os campos
eletromagnéticos.
A potência necessária para executar um trabalho mecânico, é expressa em cavalos (CV),
você nunca vai achar este valor de consumo em uma conta de energia elétrica, porque, a
Potência elétrica é expressa em Watt (W) e múltiplos de Watt (KW-MW), que é o produto da
tensão multiplicada pela intensidade (U • I), temos lidado com o tema no início.
Um cavalo é equivalente a uma potência de 736W.
Isso não significa que estamos consumindo 0,736 kWh, esta transformação, envolve
apenas a potência mecânica implementada para o motor, para encontrar a potência elétrica
consumida na rede em uma hora, é necessário dividir a potência mecânica para o fator de
eficiência elétrica do motor para o fator de potência, dados que podem ser encontrados na
placa de identificação do motor.
Podemos usar esta expressão para motores monofásicos :
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Um exemplo real em uma empresa
Suponha que desejamos calcular a potência aparente consumida por um motor monofásico
com os seguintes dados de placa:
Potência
Eficiência
Fator de Potência
Tensão
5
CV
88,7 %
0,65 ϕ
220 V
O mesmo motor de antes, mas corrigindo o fator de potência de 0,65 ϕ para 0,95 ϕ
Potência
Eficiência
Fator de Potência
Tensão
5
CV
88,7 %
0,65 ϕ 0,95 ϕ
220 V
Consumo de energia elétrica real antes 6383 Wh
Consumo de energia elétrica real depois 4367 Wh
Poupança em Watt:
2016 Wh
Poupança em percentagem:
± 32%
Vamos ver o que acontece no ano, se este motor funciona 16 horas por dia, 28 dias por mês,
durante 11 meses com um custo da eletricidade de aproximadamente 0,21R$ para KWh.
Antes:
Depois:
Poupado:
Consumo KWh 31455
Consumo KWh 21520
KWh 9935
Valor R$: 6.605
Valor R$: 4.519
Valor R$: 2.086
Este é um exemplo real, aplicado a um motor com uma potência de 5 CV.
Neste caso, eles foram 20 motores destinados a bombear a água potável, de um sistema de
distribuição de um aqueduto urbano, a economia anual para a empresa de fornecimento de
água è de um total de R$ 41.720 por ano.
Claramente o exemplo é válido para todos os tipos de motores monofásicos.
Embora os motores monofásicos desta potência, não são usados, a percentagem de
poupança permanece inalterada.
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Consequências e Causas de um Baixo Fator de Potência
Perdas na Instalação
As perdas de energia elétrica ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao quadrado
da corrente total.
Como essa corrente cresce com o excesso de energia reativa, estabelece-se uma relação
entre o incremento das perdas e o baixo fator de Potência, provocando o aumento do
aquecimento de condutores e equipamentos.
Quedas de Tensão
O aumento da corrente devido ao excesso de energia reativa leva a quedas de tensão
acentuadas, podendo ocasionar a interrupção do fornecimento de energia elétrica e a
sobrecarga em certos elementos da rede.
Esse risco é sobretudo acentuado durante os períodos nos quais a rede é fortemente
solicitada.
As quedas de Tensão podem provocar ainda, a diminuição da intensidade luminosa das
lâmpadas e aumento da corrente nos motores.
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Consequências e Causas de um Baixo Fator de Potência
Subutilização da Capacidade Instalada
A energia reativa, ao sobrecarregar uma instalação elétrica, inviabiliza sua plena utilização,
condicionando a instalação de novas cargas e a investimentos que seriam evitados se o
fator de Potência apresentasse valores mais altos.
O “espaço” ocupado pela energia reativa poderia ser então utilizado para o atendimento de
novas cargas.
Os investimentos em ampliação das instalações estão relacionados principalmente aos
transformadores e condutores necessários.
O transformador a ser instalado deve atender a Potência total dos equipamentos utilizados,
mas devido a presença de Potência reativa, a sua capacidade deve ser calculada com base
na Potência aparente das instalações.
A Tabela mostra a Potência total que deve ter o transformador, para atender uma carga útil
de 800 kW para fatores de Potência crescentes.
Também o custo dos sistemas de comando,
proteção e controle dos equipamentos
cresce com o aumento da energia reativa.
Da mesma forma, para transportar a mesma
Potência ativa sem o aumento de perdas, a
seção dos condutores deve aumentar à
medida em que o fator de Potência diminui.
A Tabela ilustra a variação da seção de um
condutor em função do fator de Potência.
Nota-se que a seção necessária, supondose um fator de Potência 0,70 e o dobro da
seção para o fator de Potência 1,00.
A correção do fator de Potência por si só
já libera capacidade para instalação de
novos equipamentos, sem a necessidade
de investimentos em transformador ou
substituição de condutores para esse fim
especifico.
23
Vantagens da Correção do Fator de Potência
Vantagens do clientes particulares:
1
2
3
4
5
6
Redução significativa do custo de energia elétrica
Aumento da eficiência energética
Melhoria na estabilidade da Tensão
Aumento da vida útil das instalações e equipamentos
Redução do efeito Joule
Redução da corrente reativa na rede elétrica
Vantagens das Empresas
1
2
3
4
5
6
7
Redução significativa do custo de energia elétrica
Aumento da eficiência energética
Melhoria na estabilidade da Tensão
Aumento da capacidade dos equipamentos de manobra
Aumento da vida útil das instalações e equipamentos
Redução do efeito Joule
Redução da corrente reativa na rede elétrica
Vantagens da Concessionária
1 O bloco de Potência reativa deixa de circular no sistema de transmissão e distribuição
2 Evita as perdas pelo efeito Joule
3 Aumenta a capacidade do sistema de transmissão e distribuição para conduzir o
bloco de Potência ativa.
4 Aumento a capacidade de geração com intuito de atender mais consumidores
5 Diminui os custos de geração
24
Apoio a Projetos de Eficiência Energética - PROESCO
O BNDS, financia os seguintes Empreendimentos:
Intervenções que comprovadamente contribuam para a economia de energia, aumentem a
eficiência global do sistema energético ou promovam a substituição de combustíveis de
origem fóssil por fontes renováveis.
De entre os focos de ação possíveis, destacam-se os seguintes:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Iluminação;
Motores;
Otimização de Processos;
Ar comprimido;
Bombeamento;
Ar condicionado e ventilação;
Refrigeração e resfriamento;
Produção e distribuição de vapor;
Aquecimento;
Automação e controle;
Geração, transmissão e distribuição de energia;
Gerenciamento energético;
Melhoria da qualidade da energia, inclusive correção do fator de potência;
Redução da demanda no horário de ponta do consumo do sistema elétrico.
(Em verde e sublinhado, todos os serviços prestados pela Valentino Técnica)
Itens financiáveis
? Estudos e projetos;
? obras e instalações;
? máquinas e equipamentos novos, fabricados no país, que constem do Credenciamento
de Fabricantes Informatizado (CFI) do BNDES;
? máquinas e equipamentos importados, sem produção nacional e já internalizados no
mercado nacional, observado que:
?para unidades de valor até R$ 400 mil, a comprovação de inexistência de produção
nacional será realizada de forma autodeclaratória pelo beneficiário.
?para unidades de valor superior a R$ 400 mil e para unidades do segmento de
geração de energia, a comprovação de inexistência de produção nacional será
realizada mediante apresentação de parecer de entidade com reconhecida expertise;
e
?os financiamentos de máquinas e equipamentos importados estão limitados a R$ 20
milhões para esta linha.
? serviços técnicos especializados;
? sistemas de informação, monitoramento, controle e fiscalização.
Clientes
?
?
?
Empresas de Serviços de Conservação de Energia – ESCO;
Usuários finais de energia;
Empresas de geração, transmissão e distribuição de energia.
25
Apoio a Projetos de Eficiência Energética - PROESCO
Procedimentos operacionais específicos
As operações no âmbito do PROESCO poderão ser realizadas tanto diretamente pelo
BNDES como por intermédio de suas Instituições Financeiras Credenciadas mediante
repasse ou mandato específico, independentemente do valor do pedido do financiamento.
As operações de apoio às ESCO também podem ser realizadas na modalidade de risco
compartilhado entre o BNDES e as Instituições Financeiras Credenciadas. Nesta forma de
apoio, o risco do BNDES é limitado, no máximo, a 80% do valor financiado. Os projetos
devem ser apresentados ao Banco com a análise da Instituição Financeira Credenciada
Mandatária, após ter sido realizada a certificação da viabilidade técnica por instituição
capacitada.
Para Projetos de Usuários Finais, Geradores, Transmissores e Distribuidores de Energia,
os procedimentos são os usuais para enquadramento, análise e contratação.
Valor mínimo de financiamento
Não há.
Condições financeiras
O apoio da linha de financiamento PROESCO se baseia nas diretrizes do produto BNDES
Finem, com algumas condições específicas, descritas a seguir.
Taxa de juros
Apoio direto
(operação feita diretamente com o BNDES)
Custo Financeiro + Remuneração Básica
do BNDES + Taxa de Risco de Crédito
Apoio indireto
(operação feita por meio de instituição
financeira credenciada)
a)
b)
c)
d)
Custo Financeiro + Remuneração Básica
do BNDES + Remuneração da Instituição
Financeira Credenciada
Custo Financeiro: TJLP.
Remuneração Básica do BNDES: 0,9% a.a.
Taxa de Risco de Crédito: até 4,18% a.a., conforme o risco de crédito do cliente.
Remuneração da Instituição Financeira Credenciada: negociada entre a instituição
financeira credenciada e o cliente, porém limitada a 4% a.a.
Observação:
as operações de apoio às ESCO podem ser realizadas sob as formas citadas ou ainda
na modalidade de risco compartilhado entre o BNDES e as Instituições Financeiras
Credenciadas. O risco do BNDES fica limitado, no máximo, a 80% do valor financiado.
Participação máxima do BNDES
80% dos itens financiáveis.
26
Apoio a Projetos de Eficiência Energética - PROESCO
Observação:
Esse limite pode ser aumentado para empreendimentos localizados nos municípios
beneficiados pela Política de Dinamização Regional (PDR).
Prazo Total
Até 72 meses, incluído o prazo máximo de carência de 24 meses.
Observação:
os segmentos de Geração e Transmissão de Energia poderão ter prazo maior se a análise
da operação específica assim o indicar como necessário.
Garantias
1 Nas operações de financiamento às ESCO, com risco compartilhado entre a Instituição
Financeira Credenciada e o BNDES, este poderá se responsabilizar por até 80% do risco
da operação, devendo as Instituições Financeiras Credenciadas assumir, no mínimo,
20%. Neste caso, será cobrada do Beneficiário uma comissão especial por assunção de
risco e as Instituições Financeiras deverão obrigatoriamente exigir como garantia dos
financiamentos a fiança dos controladores da ESCO e o penhor dos direitos creditórios
decorrentes do contrato de prestação de serviços da ESCO com seu cliente.
2 Nas operações sob a forma de apoio Indireta Não Automática, a definição das garantias
ficará a critério da Instituição Financeira Credenciada, observadas as normas pertinentes
do Banco Central do Brasil.
Encaminhamento
As solicitações de apoio financeiro são encaminhadas diretamente ao BNDES por meio de
Consulta Prévia, preenchida segundo as orientações do roteiro de informações específico
para o PROESCO, enviada pela empresa interessada ou por intermédio da instituição
financeira credenciada de sua preferência, ao:
Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social - BNDES
Área de Planejamento - AP
Departamento de Prioridades - DEPRI
Av. República do Chile, 100 - Protocolo - Térreo
20031-917 - Rio de Janeiro - RJ
Para mais informações visite
27
Conclusões
Comoexemplo,usamosumpequenomotormonofásico.
Imagineoqueaconteceemsuafábricaousuacasa..
Aqui nós adaptamos o Cosϕ de um único motor, e não de toda a
redeeléctrica.
Nós,comotemosmostrado,vendemostecnologia.
Com as fórmulas que nós fornecemos para os motores, se você
quiser, também pode fazer cálculos de orientação sobre a
poupança, mas, como explicamos antes, uma boa análise de
PowerQualitydariamaiorsegurança.
Se você está interessado em nossos serviços, visite o site da nossa
empresa eentreemcontatoparapedirorçamentos.
28
Sistemas de controle do Fator de Potência
Sistemas totalmente automatizados para
indústrias de médio e grande porte.
Totalmente projetados e construídos pela
Valentino Técnica em colaboração com a
italiana MV Service®.
10 anos de garantia contra defeitos de
fabricação (excluindo os consumíveis).
O sistema exclusivo “a gavetas”,
patenteado pela MV Service®, simplifica
e reduz o tempo de manutenção e
reparação cerca de 30%, permitindo
também manutenções em hot swap.
Sistemas totalmente ou parcialmente
automatizados para indústrias de
pequeno e médio porte e terciário.
Totalmente projetados e construídos pela
Valentino Técnica em colaboração com a
italiana MV Service®.
10 anos de garantia contra defeitos de
fabricação (excluindo os consumíveis).
Particularmente adequados para
restaurantes, pubs, supermercados,
açougues, padarias e todas as atividades
onde há um elevado número de sistemas
de refrigeração.
Também disponível em painéis de aço
inoxidável.
29
Sistemas de controle do Fator de Potência
Sistemas customizados totalmente ou
parcialmente automatizados para fins
especiais no setor industrial.
Totalmente projetados e construídos pela
Valentino Técnica em colaboração com a
italiana MV Service®.
10 anos de garantia contra defeitos de
fabricação (excluindo os consumíveis).
Particularmente adequados para
siderúrgicas, refinarias, usinas de álcool,
silos para armazenamento de cereais,
indústria ferroviária, indústria naval,
indústria automotiva, aviação.
Particularmente adequados para
sistemas de bombeamento e distribuição
de água, tratamento de águas.
30
Sistemas de controle do Fator de Potência
Sistemas customizados totalmente ou
parcialmente automatizados e manuais
para o setor civil.
Totalmente projetados e construídos pela
Valentino Técnica em colaboração com a
italiana MV Service®.
10 anos de garantia contra defeitos de
fabricação (excluindo os consumíveis).
Particularmente adequados para
condomínios, centros empresariais,
clubes esportivos e culturais, residências,
clínicas, laboratórios de ensaio, escolas,
etc..
31
Notas
32