Metodologias de implementação
de programas de racionalização.
Auditorias Energia
Humberto Jorge
Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores
Gestão de Energia em Edifícios e na Indústria
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Gestão de Energia
Definir responsabilidades

Na administração: Um administrador
responsável pela poupança energética

Na produção: um técnico responsável pela
gestão das utilizações de energia
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Auditoria Energética Definição
Levantamento e análise crítica das condições
de utilização da Energia, com vista à
detecção de oportunidades de racionalização
energética, através de medidas com uma
viabilidade técnico-económica aliciante.
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Auditorias energéticas
Conhecer os consumos de energia
Contabilizar os consumos de energia
Dispor de dados para tomar decisões
Avaliar medidas de racionalização
implementadas
Optimizar procedimentos
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Edifícios e na Indústria
Auditoria Energética - 4 fases
Auditoria Sintética - Síntese dos consumos
por vectores energéticos e encargos
Auditoria genérica/deambulatória Vistoria às condições de funcionamento das
principais instalações (“check-list” resumida medições)
Auditoria analítica - Análise dos consumos
por tipo de equipamento (“check-list” exaustiva)
Auditoria tecnológica - Alterações nos
processos
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Auditoria Energética
Caracterização energética
Identificação de ORC
Auditoria
Energética
Plano de racionalização
Investimentos
Avaliação de resultados
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Edifícios e na Indústria
Objectivos gerais de uma
Auditoria Energética
Análise das condições de utilização de
energia nas instalações
Levantamento de potenciais medidas de
economia de energia
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Edifícios e na Indústria
Objectivos das Auditorias
Caracterizar e quantificar as formas de energia
utilizadas
Caracterizar a estrutura do consumo da energia
Avaliar o desempenho dos sistemas de geração,
transformação e utilização de energia
Quantificar os consumos energéticos por sector,
produto ou equipamento
Relacionar o consumo de energia com a produção
Estabelecer e quantificar potenciais medidas de
racionalização
Especificar um plano de gestão de energia na
empresa
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Edifícios e na Indústria
Objectivos da Auditoria
(Continuação)

analisar técnica e economicamente as
soluções encontradas;

propor um esquema operacional de gestão
de energia na Empresa;
propor a substituição de equipamentos do
processo por outros mais eficientes;
propor a alteração de fontes energéticas,
caso se justifique;
propor um plano de racionalização para as
acções e investimentos a empreender.



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Edifícios e na Indústria
Identificação de ORC’s
Correcção das perdas nas linhas
Controlo de consumos
Geração local
Co-geração (vapor + electricidade)
Recuperação de perdas (calor)
Utilização da alta tensão para alimentar
equipamento mais importante
Correcção do factor de potência
Aumento da tensão secundária
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Edifícios e na Indústria
Oportunidades Racionalização de
Consumos (ORC)
ORC’s sem investimento (auditoria
deambulatória)
Manutenção e correcção do uso de
equipamentos
ORC’s com investimento (Auditoria analítica)
Modificações em equipamentos e processos
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Edifícios e na Indústria
ORC’s com investimento
Avaliação de cada projecto de
racionalização



Calcular a poupança anual de energia.
Projectar custos de energia e quantificar a
poupança em dinheiro.
Estimar custo de implementação.
Atribuir prioridades aos projectos
Implementar
Acompanhar resultados e comparar com
valores esperados
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Edifícios e na Indústria
Resultados da caracterização
Energia total que entra na instalação
Energia gerada no interior da instalação
Energia distribuída no interior da instalação
Energia consumida no interior da instalação
Energia que sai da instalação (Perdas,
produtos)
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Edifícios e na Indústria
Equação do balanço energético
(Diagrama de Sankey)
n
WE  WU ,i  WP  WR
i 1
WE - Energia de entrada
WU,i - Energia utilizada no
local i
WP - Energia de perdas
WR - Energia recuperada
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Edifícios e na Indústria
Estabelecimento dos fluxos de
energia
Água
Condensados
Vapor
Colector
Caldeira
Máquina 1
Máquina 2
Aquecimento
Combustível
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Edifícios e na Indústria
Enquadramento Regulamentar
RGCE - Regulamento de Gestão
dos Consumos de Energia
Aplicável a todos os sectores de actividade
com excepção do doméstico.
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Edifícios e na Indústria
Legislação Aplicável
Decreto-lei nº. 58/82, de 26 de Fevereiro e Portaria
nº. 359/82 de 7 de Abril - Aprova o 1º Regulamento
da Gestão do Consumo de Energia.
Despacho nº. 10/88 de 30 de Maio - Alarga o âmbito
do RGCE a todos os sectores, exceptuando o
doméstico.
Portaria nº. 228/90 de 27 de Março - Aprova o RGCE
para o sector dos transportes.
Vários despachos da DGE, com a definição dos “K”,
para vários sectores.
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Edifícios e na Indústria
Aplicação do RGCE
Todas as empresas (industriais, de comércio,
agrícolas, serviços, etc.), em que:

consumo superior a 1000 tep/ano

ou a soma dos consumos nominais > 0,5 tep/h

ou consumo dum equipamento > 0,3 tep/h
Empresas de transportes com consumo superior a
500 tep/ano;
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Edifícios e na Indústria
COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP
(Diário da República, nº. 98, IIª Série, de 29 de Abril de 1983)
Para os combustíveis líquidos em toneladas:
Petróleo bruto - 1,007 tep/t
Gases de petróleo liquefeitos - 1,140 tep/t
Gás de refinaria - 1,130 tep/t
Gasolina - 1,073 tep/t
Carboreactores, petróleo e gasóleo - 1,045 tep/t
Thick fuelóleo - 0,969 tep/t
Thin fuelóleo - 0,984 tep/t
White spirit - 0,950 tep/t
Gasolina pesada - 1,073 tep/t
Lubrificantes, betume, parafina e outros - 0,950 tep/t
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP
(Diário da República, nº. 98, IIª Série, de 29 de Abril de 1983)
Para os combustíveis líquidos em litros
1,000 litros de gasóleo - 0,835 t
1,000 litros de petróleo - 0,785 t
1,000 litros de gasolina super - 0,750 t
1,000 litros de gasolina normal - 0,720 t
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Edifícios e na Indústria
COEFICIENTES DE REDUÇÃO A TEP (Cont.)
Para os combustíveis gasosos:
Gás natural - 0,82 tep/103m3
Gás da cidade, gás de coque - 0,42 tep/103m3
Gás de alto forno - 0,09 tep/103m3
Para a energia eléctrica:
1 KWh corresponde a 290 x 10-6tep
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Edifícios e na Indústria
Exemplo 1
Empresa industrial com consumos anuais de:
Electricidade - 2550 MWh<=> 739.5 tep
Gás Propano - 260 ton <=> 296.4 tep
Total
1035.9 tep
Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE
MEEC - Gestão de Energia em
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Exemplo 2
Empresa industrial com consumos anuais de:


Electricidade - 3400 MWh <=> 986 tep
Soma dos potências nominais dos equipamentos
instalados - 1800 KW <=> 0.52 tep/h
Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Exemplo 3
Hotel c/ 330 quartos:
Consumo energético anual - 3150 MWh <=> 914 tep
Potência instalada nos principais equipamentos:
-
Caldeira águas quentes - 500,000 Kcal/h <=>
-
Caldeira de vapor
-
Somatório potências equipamentos eléctricos -
581 Kw
-1,000,000 Kcal/h <=> 1,163 Kw
Total:
345 Kw
2,089 Kw
Equivalente a 0.61 tep/h
Conclusão: Empresa abrangida pelo RGCE
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Disposições principais do RGCE
Fazer examinar as instalações por técnicos (*)
reconhecidos pela DGE (auditorias de energia)
Elaborar um plano de racionalização de consumo de
energia, que deverá ser sujeito a aprovação
Implementar o plano aprovado, sob responsabilidade
de um técnico, elaborando relatórios trimestrais e
anuais de progresso do plano
(*) Técnico: individual ou colectivo
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Operações executadas nas
auditorias
O controlo da combustão e a medida dos rendimentos
energéticos.
A verificação do estado das instalações, do transporte e
distribuição de energia.
A investigação das possibilidades técnicas e
económicas de valorização dos efluentes térmicos
A execução dos seguintes balanços: Global da
instalação, de cada processo de fabrico, das principais
fases de fabrico e da conversão de energia.
A determinação dos consumos específicos de energia,
por tipo de produto
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Redução do consumo específico
(plano quinquenal)
As metas anuais de redução de consumo específico calculadas pela
seguinte fórmula:
CK n
M

2
5
M - redução do consumo específico anual
C - valor do consumo específico actual
k - valor do consumo específico definido pela DGE para cada
tipo de produto ou instalação
No caso em que não exista K publicado, ou no caso do C ser inferior
ao K publicado, tomar-se-á como referência (K), 90% do valor de C.
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Plano de Racionalização
Um conjunto de medidas de utilização
racional de energia, calendarizadas ao
longo do período de vigência do Plano, e
cujos resultados globais, permitem que, no
final dos 5 anos, o consumo específico da
instalação, se situe abaixo dos objectivos
preconizados no RGCE.
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Controlo e execução do plano de
racionalização
Será da responsabilidade de um técnico da empresa
que deverá:
Manter um registo actualizado pelo qual se possam
verificar mensalmente os desvios em relação ao plano.
Elaborar relatórios com periodicidade trimestral e um
anual sobre o estado do progresso do plano
(indicando os resultados obtidos, designadamente os
referentes às metas de redução de consumos).
Apresentar à DGE, quando solicitados, os registos e
relatórios mencionados.
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Evolução do consumo específico
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Acompanhamento do programa do
Plano de Racionalização
Do ponto de vista legal exige a elaboração de
relatórios anuais, a enviar para a DGE, com:
Consumos
de
energia,
“produção”
consumo
específico de energia.
Análise dos resultados e dos desvios e ponto
da situação da implementação das medidas
previstas.
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
e
A figura do gestor de Energia
O RGCE obriga ao reconhecimento de técnicos
junto da DGE, na qualidade de:


Técnicos examinadores das condições de utilização
de energia ou autores de Planos de Racionalização
(1ª e 2ª etapa).
Técnicos responsáveis pelo controlo da execução
e progresso do Plano de Racionalização.
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Edifícios e na Indústria
Constituição das Equipas de
Auditores
Uma vez que uma auditoria de energia atravessa
horizontalmente todos os sectores e todas as formas
de energia, exige, para a sua realização, técnicos com
formação em diferentes áreas; a solução normalmente
utilizada passa por constituir equipas polivalentes,
integrando técnicos com formação na área eléctrica e
térmica, ou então recorrer a profissionais com larga
experiência em gestão de energia.
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Características associadas ao
consumo de energia eléctrica:
O elevado custo desta forma de energia
O custo depende do momento em que o
consumo é realizado
O custo depende da potência máxima
O crescente número de equipamentos
eléctricos
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Relação entre o auditor e o
utente da instalação
Por um lado
Caracterizar a utilização de energia na
empresa
Identificar desperdícios
Encontrar soluções com viabilidade
Por outro lado
Compreender as condicionantes da empresa
Apoiar o desenvolvimento da estrutura de
gestão de energia
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Fases de uma Auditoria de
Energia
Preparação da Intervenção
Intervenção Local
Tratamento dos Dados
Elaboração do Relatório da Auditoria
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Preparação da Intervenção
Recolha e análise de informação documental
Análise do processo produtivo e energético
Recolha de informações relativas a tecnologias
disponíveis no mercado
Preparação da intervenção em campo (plano)
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Intervenção Local
Recolha de informação energética da empresa
Análise do processo produtivo
Estabelecimento dos fluxos de energia
Medições de grandezas energéticas e de
produção
Instalação de equipamento de registo em
contínuo (monitorização)
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Recolha da informação
energética
Jan-99
Fev-99
Mar-99
Abr-99
Mai-99
Jun-99
Jul-99
Ago-99
Set-99
Out-99
Nov-99
Dez-99
Totais
Médias
WC
69.919,0
166.243,0
170.709,0
198.711,0
219.956,0
223.105,0
211.358,0
221.844,0
245.271,0
215.497,0
195.765,0
205.754,0
WV
53.426,0
113.731,0
175.332,0
127.763,0
172.884,0
187.734,0
209.824,0
183.281,0
210.690,0
204.070,0
155.723,0
211.426,0
WP
27.838,0
69.019,0
68.385,0
56.063,0
47.733,0
45.653,0
42.551,0
42.960,0
50.433,0
42.217,0
58.185,0
80.336,0
Wtotal
151.183,0
348.993,0
414.426,0
382.537,0
440.573,0
456.492,0
463.733,0
448.085,0
506.394,0
461.784,0
409.673,0
497.516,0
RC
58.996,0
93.509,0
95.166,0
110.956,0
130.933,0
124.701,0
120.467,0
135.978,0
190.870,0
152.416,0
145.817,0
159.766,0
PC
943,6
943,6
947,7
955,2
955,9
955,9
955,9
955,9
1.011,8
1.011,8
1.011,8
1.011,8
2.344.132,0 2.005.884,0 631.373,0 4.981.389,0 1.519.575,0
195.344,3
167.157,0 52.614,4 415.115,8 126.631,3
971,7
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
PT
cosfi
817,5
0,86
879,5
0,93
947,7
0,93
955,2
0,92
955,9
0,90
939,5
0,91
916,3
0,90
939,5
0,89
1.011,8
0,84
923,2
0,86
917,7
0,87
922,5
0,87
927,2
0,89
Estabelecimento dos fluxos de
energia
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Auditorias - Instrumentação
Amperímetros
regista-dores
Wattímetros
Medidores de ponta
Medidores de factor
de potência
Pinças
amperimétricas
Luxímetros
Termómetros
Registadores de
diagramas de carga
Anemómetros
Analisadores de gás
de exaustão (CO2)
Medidores de
eficiência de
combustão
(Temperatura dos
gases de exaustão e
conteúdo de oxigénio)
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Instrumentação Geral
Termómetro
Termo-higrómetro
Termo-anemómetro
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Instrumentação Geral
Analisador de gases
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Instrumentação Geral
Luxímetro
Pinça Amperimétrica
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Instrumentação Geral
Analisador de energia - Equipamento de análise
detalhada de parâmetros de eléctricos
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Monitorização de consumos
Recolha de diagramas de carga parciais e total
Sector 1
Sector 2
Sector 3
Sector 4
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Equipamento de monitorização
de consumos de electricidade
CARACTERÍSTICAS
• Capacidade de medida e registo
• Capacidade de comunicação
com PC
• Relógio interno p/
sincronização
• Custo reduzido
• Fácil utilização
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Período da auditoria
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
11-4-00 12:00
11-4-00 0:00
10-4-00 12:00
10-4-00 0:00
9-4-00 12:00
9-4-00 0:00
8-4-00 12:00
8-4-00 0:00
7-4-00 12:00
7-4-00 0:00
6-4-00 12:00
6-4-00 0:00
5-4-00 12:00
5-4-00 0:00
4-4-00 12:00
4-4-00 0:00
Potência (kW)
Monitorização de consumos
Diagrama de carga
Diagrama Global de Carga
3000
2500
2000
1500
1000
500
0
Monitorização de consumos
Diagrama de carga
Máq uina de Corte p or Plasma
180, 0
160, 0
120, 0
100, 0
80, 0
60, 0
40, 0
20, 0
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
22:0 0
18:0 0
20:0 0
16:0 0
12:0 0
14:0 0
08:0 0
10:0 0
06:0 0
02:0 0
04:0 0
22:0 0
0:0 0
20:0 0
16:0 0
18:0 0
12:0 0
14:0 0
10:0 0
06:0 0
08:0 0
02:0 0
04:0 0
0, 0
0:0 0
Potê nci a (kW)
140, 0
Tratamento da Informação
Tratamento e análise dos dados
recolhidos

Determinação de: Balanços energéticos; Consumos
específicos, etc.
Avaliação do potencial de economias de
energia
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Tratamento e Análise dos dados
Análise dos consumos e dos custos de
energia do ano de referência
Determinação de diagramas de carga global e
dos principais sectores
Desagregação dos consumos dos principais
sectores
Determinação de consumos específicos
Análise da viabilidade das principais medidas
de racionalização
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Ferramentas de software para
recolha, tratamento e análise
Diagramas parciais e total
80
70
kW
60
Sector 1
50
Sector 2
40
Sector 3
30
Sector 4
20
Total
10
0
00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00
0: 2: 4: 6: 8: 10: 12: 14: 16: 18: 20: 22:
Hora
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Desagregação de consumos
Sector 1
1250 kWh
Sector 4
10%
Sector 2
674 kWh
Sector 3
2125 kWh
Sector 4
426 kWh
Sector 3
47%
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Sector 1
28%
Sector 2
15%
Balanço Energético
Força Motriz - 55%
Aquecimento - 30%
Iluminação - 15%
100%
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Consumos Específicos (C)
energia consumida
C = elemento
determinante
Exemplos:
Mais utilizado
- kgep/ton
Bebidas, Cerveja - kgep/hl
Serviços
- kgep/VAB
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Edifícios e na Indústria
Medidas de racionalização
•Identificação da ORC
•Análise da sua viabilidade económica
Normalmente baseada no pay-back simples:
Investimento necessário à implementação da medida
Economias resultantes da medida (mensais ou anuais)
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Elaboração de Relatório
Apresentação organizada de todos os elementos
Informação básica sobre a empresa
Contabilidade energética
Análise da utilização de energia por produto ou
processo
Medidas de racionalização de energia
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Índice do Relatório
Introdução
Síntese e Resumo de Medidas
Utilização de Energia
Dados de Produção
Calculo dos Consumos Específicos
Análise da Estrutura Produtiva
Análise dos Serviços Auxiliares
Gestão de Energia
MEEC - Gestão de Energia em
Edifícios e na Indústria
Síntese
Responsabilizar
Planear
Fazer auditoria
Isolar ORC’s
Avaliar economicamente as ORC’s
Implementar
Começar pelo que é mais simples e barato
Investir na ORC´s mais promissoras
Em Geral: USAR UM MÉTODO
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Edifícios e na Indústria