SISTEMA DIGITAL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
Daniel Fernando Saran
[email protected] Centro de Treinamento SENAI “Ettore Zanini” / SENAI-SP
Renato Pedro Bolsoni
[email protected] Centro de Treinamento SENAI “Ettore Zanini” / SENAI-SP
Tarso Tristão da Silva
[email protected] Centro de Treinamento SENAI “Ettore Zanini” / SENAI-SP
Resumo
O presente artigo consiste na elaboração de um sistema digital de eficiência energética, composto
por um conjunto de automação e aplicações em software, responsáveis pelo monitoramento, controle
e atuação nas fontes e nos consumidores de energia, presentes em uma unidade industrial ou
comercial. O sistema permite controlar as grandezas medidas e faturadas pelas concessionárias de
energia e todas as demais fontes de energia de uma unidade, evitando multas e desperdícios,
propiciando uma alta eficiência energética, economia de recursos naturais e diminui custos.
Palavras-chave: Gerenciamento de Energia, Controle de energia, Sistema de Eficiência Energética.
1. INTRODUÇÃO
A eficiência energética e as energias renováveis são os dois pilares da política energética
sustentável, meta que está sendo buscada a nível global por qualquer nação, e sendo a eficiência
energética um dos pilares, esta só poderá ser alcançada através de ferramentas que a subsidiem,
assim o trabalho desenvolvido visa propiciar o aumento da eficiência energética através de um
conjunto de automação e aplicações em software que irão permitir o monitoramento, controle e a
atuação nos equipamentos de geração e consumo de energia de unidades consumidoras industriais
ou comerciais.
Atualmente a preocupação com o consumo eficiente de energias, é algo que esta presente dentro de
qualquer organização, pois isto representa um alto custo que consequentemente é repassado aos
produtos finais e que impacta negativamente na competitividade, pois quanto menor o custo de
produção de uma organização, maior será a sua capacidade de se manter no mercado. Além disso,
considerando somente o consumo de energia elétrica, as organizações são tarifadas quanto ao
consumo e quanto a qualidade deste consumo, desta forma, são várias as grandezas que devem ser
monitoradas para que seja evitado o desperdício de energia e as multas por consumos indevidos.
Para esta situação que considera somente energia elétrica, existem projetos chamados de sistemas
de gerenciamento de energia, que realizam o monitoramento e a atuação em cargas somente
relacionadas a energia elétrica, não consideram outras fontes de energia tais como: gás, vapor, ar
comprimido, e etc., que são também muito importantes, pois às vezes são tão consumidas quanto, ou
até mais, do que a energia elétrica.
Assim, considerando as inúmeras fontes de energia presentes em uma unidade consumidora, foi
constatada a necessidade da implementação de um sistema que pudesse administrar, não somente
energia elétrica, mas também as demais matrizes energéticas, através uma infraestrutura de
automação composta por vários painéis de controle dispostos em pontos estratégicos da instalação a
ser controlada.
Esta infraestrutura de automação é conectada a dispositivos que realizam as medições das principais
fontes de energia, e de forma similar, o sistema também é conectado aos principais consumidores de
energia, passíveis de controle, permitindo que o sistema, baseado nas medições e nas condições de
consumo registradas, possa automaticamente atuar em cargas. Toda a informação coletada e
processada pelo sistema é disponibilizada a um conjunto de aplicações em software, e estes
aplicativos são responsáveis por armazenar as informações em banco de dados, para permitir
consultas e análises de históricos, e também disponibilizar acesso de usuários às interfaces de
monitoramento e controle, tanto localmente, como remotamente, através da intranet ou da internet.
2. EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
De acordo com Jannuzzi (2008), o entendimento mais disseminado de eficiência energética diz
respeito a maneiras de consumir menos energia para realizar a mesma quantidade de serviço, ou
seja, significa diminuir a quantidade de energia primária destinada a produzir um bem ou serviço e,
ampliando a definição de eficiência energética, pode ser incluída também a substituição de
energéticos por outras matrizes (gás, energia solar, energia eólica e etc.), onde se comprove
menores custos (sociais, ambientais, financeiros) para a produção de um bem ou serviço.
Neste contexto, Jannuzzi (2008) apresenta três tipos de eficiência energética: eficiência energética do
lado da oferta, da demanda (ou usos finais) e do padrão de consumo. Conforme apresentado na
Figura 1.
Figura 1: Tipos de eficiência energética.
Fonte: JANUZZI, 2008.
Os três tipos de eficiência energética estão associados aos principais componentes que afetam a
eficiência de um sistema energético: a qualidade da energia fornecida, as tecnologias (de conversão)
de energia e o usuário final, desta forma, garantir e melhorar constantemente a qualidade dos
combustíveis e da eletricidade, estabelecendo, por exemplo, padrões de composição (combustíveis),
regularidade de voltagem (eletricidade), etc., permite que equipamentos e processos possam
funcionar dentro das especificações ótimas para as quais foram projetados. A qualidade de energia
tem influência direta não só na quantidade de energia consumida, mas também na vida útil dos
equipamentos e no nível de emissões (no caso dos combustíveis). (JANUZZI, 2008).
Tratando-se de eficiência energética do lado da oferta, o fluxo de energia é permeado por uma série
de tecnologias cuja função é converter diversas formas de energia nos serviços desejados. Como em
geral o parque de tecnologias de energia possui uma vida útil longa e estas são intensivas em capital,
ou seja, demandam grandes investimentos com tempo de retorno a longo prazo, existem grandes
desafios para acelerar a substituição ou mesmo modernização da infra-estrutura tecnológica de oferta
e demanda de energia.
No âmbito da eficiência energética de uso final, a dinâmica do mercado, a estratégia dos
fornecedores de equipamentos e altos custos de transação para se substituir ou modificar as
tecnologias em uso, tem oferecido entraves significativos para acelerar a introdução e disseminação
de novas tecnologias mais eficientes. Jannuzzi (2008), descreve que frequentemente é necessário
recorrer a instrumentos regulatórios ou legislativos para possibilitar a comercialização de
equipamentos mais eficientes. Incentivos financeiros acoplados a especificações técnicas que
garantam o desempenho energético dentro de padrões de menor consumo, têm sido utilizados
principalmente para várias tecnologias de uso final, como motores, refrigeradores, lâmpadas e
inclusive edificações.
Na eficiência energética de padrão de consumo, o usuário final é o elemento fundamental para um
sistema energético eficiente. Dele dependem decisões importantes como compra, instalação e
operação de equipamentos e processos que consomem energia. Seu padrão de consumo e estilo de
vida determina em última análise o consumo de energia de toda a cadeia de produção de bens e
serviços de um país ou região. Acesso a informação, poder aquisitivo, cultura e preferências influem
de maneira complexa nas interações dos consumidores com tecnologias e demanda final de energia.
Jannuzzi (2008), descreve que a busca por maior eficiência energética pode ocorrer como uma
consequência natural do progresso tecnológico, uma reação dos consumidores ao aumento de
preços de energia e mesmo como parte dos esforços de redução de custos (inclusive os de energia)
dos setores mais competitivos da economia, destacando que os últimos relatórios do IPCC ressaltam
a importância da eficiência energética como componente importante das ações para estabilização de
emissões de gases estufa. O autor também descreve que a EIA atribui a ações de eficiência de
energia cerca de 65% da contribuição para estabilizar as emissões de carbono até o ano 2030, contra
apenas 12% das fontes renováveis e 10% da energia nuclear.
Considerando a importância da eficiência energética no âmbito mundial, o sistema apresentado por
este artigo tem como foco de abordagem a eficiência energética de usos finais, desta forma serão
contextualizados a seguir os focos de atuação, gerenciamento de energia, eficiência em sistemas de
geração e distribuição de ar comprimido, eficiência em sistemas de HVAC e eficiência em sistemas
de iluminação.
2.1 GERENCIAMENTO DE ENERGIA
Atualmente existem diversas opções de gerenciamento e análise para a contratação do
fornecimento de energia elétrica, buscando obter a melhor relação custo/benefício. O correto
conhecimento destas informações permite identificar os diversos fatores que influenciam o valor da
fatura de energia elétrica e as alternativas para reduzir o custo.
A estrutura tarifária é o conjunto de tarifas aplicáveis aos componentes de consumo de
energia elétrica ou demanda de potência, de acordo com a modalidade de fornecimento. A tarifa é um
custo fixado para a prestação de um serviço por determinada unidade, na relação entre
concessionárias de energia elétrica e consumidores à tarifa representa o preço em reais da energia
elétrica e da demanda utilizada pelos mesmos, já que esta é uma característica importante do
sistema de tarifação aplicado ao grupo “A”, que é à aplicação da tarifa binômia, implicando na
cobrança não somente da energia elétrica, mas também da demanda. (BARROS; BORELLI; GEDRA,
2010).
A energia é cobrada pelo valor efetivamente consumido, porém a demanda possui uma regra
de cobrança diferenciada. O consumidor deve contratar um valor de demanda, que será a sua
referência para cobrança. A distribuidora de energia deve ser capaz de fornecer essa demanda a
qualquer horário, e o consumidor paga por essa disponibilidade.
A estrutura tarifária convencional é caracterizada pela aplicação de tarifas de consumo de
energia ou demanda de potência independentemente das horas de utilização do dia e dos períodos
do ano. A tarifa convencional apresenta um único valor para a demanda de potência e outro para o
consumo de energia elétrica.
Na estrutura tarifária horossazonal aplicam se tarifas diferenciadas de consumo de energia e
de demanda de potência, de acordo com as horas de utilização do dia e dos períodos do ano. O
objetivo dessa estrutura é racionalizar o consumo de energia elétrica ao longo do dia e do ano,
motivando o consumidor, pelos valores diferenciados das tarifas, a consumir mais energia elétrica nos
horários do dia e nos períodos do ano em que ela for mais barata.
Existe também outra variável importante que é o fator de potência e sua definição é a razão
entre a potência ativa e a potência aparente. Do ponto de vista da eficiência energética, um alto fator
de potência indica uma eficiência alta; ao contrario um fator de potência baixo indica baixa eficiência
energética.
O valor elevado de energia reativa não é uma preocupação restrita as grandes indústrias.
Mesmo quando não aplicáveis os ajustes da tarifação, a compensação da energia reativa pela
correção do fator de potência acarreta o consumo racional de energia elétrica, desta forma, pode se
economizar energia pela utilização da máxima capacidade das instalações elétricas em função da
redução da energia reativa presente no sistema, por esta razão as concessionárias de energia
cobram multas quando um consumidor tem baixo fator de potência.
Pelo gerenciamento apropriado dos aspectos relacionados á estrutura tarifária, através de um
sistema que monitore o fornecimento e o consumo de energia elétrica, é possível avaliar se o contrato
de fornecimento está adequado, ou se permite ações que reduzam os custos associados ao
faturamento de energia elétrica.
2.2 EFICIÊNCIA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO
O ar comprimido é um recurso vital no processo produtivo, que também contribui de forma
significativa para a conta de energia elétrica. De acordo com Barros, Borelli e Gedra (2010) na
maioria das instalações dos compressores de ar a energia elétrica corresponde a 73% do custo na
vida de um sistema de ar comprimido, outra constatação é que até 30% dessa energia pode estar
sendo desperdiçada, elevando o custo operacional. A Figura 2 apresenta a relação de gastos durante
a vida de um compressor, e a Figura 3 apresenta as perdas em energia elétrica.
Figura 2: Relação entre gastos na vida de um compressor.
Fonte: ABRAMAN (Associação brasileira de manutenção).
Figura 3: Perdas em energia dos compressores.
Fonte: ABRAMAN (Associação brasileira de manutenção).
Um sistema completo de ar comprimido compreende três componentes principais: A instalação do
compressor, o projeto e instalação da rede de distribuição de ar comprimido, e os pontos de
consumo.
Considerando os aspectos de instalação do compressor de ar, a ABRAMAN (2008) salienta que a
maior parte das ferramentas pneumáticas são projetadas e especificadas pelos fabricantes para
trabalhar com pressão de admissão de 6 bar (87 lbf/pol2) para fornecimento de rendimento de 100%.
Desta forma a instalação e a regulagem do compressor devem atender esta demanda, sem que haja
sobre pressão, pois havendo sobre pressão no sistema haverá consumo desnecessário de energia.
A instalação e configuração de um compressor também devem considerar a demanda de consumo
de ar da instalação, ou seja, o compressor deverá estar acionado nos momentos em que a instalação
demanda de ar, pois o compressor estando acionado em períodos longos em que não há consumo,
este estará em alívio, gastando energia apenas para admissão e exaustão para atmosfera, além
disso, deve ser considerado o consumo da rede de distribuição, pois a maioria dos fabricantes
recomenda um regime de trabalho de 70% em carga e 30% em alívio, estando o compressor
trabalhando em um regime de carga acima de 70%, este poderá estar subdimensionado, causando
um gasto maior no consumo de energia. Em situações em que há necessidade do controle de
acionamento dos compressores podem ser utilizados métodos de revezamento, para instalações de
baixo consumo, ou de cascateamento para acionar os compressores em cascata à medida que o
consumo aumenta.
Deve ser considerada também a correta manutenção e regulagem dos compressores. A simples troca
dos filtros (ar, óleo, respiro do cárter), além de trazer confiabilidade ao sistema também diminui o
consumo de energia elétrica, pois a obstrução dos filtros causa queda da pressão e
consequentemente os compressores devem trabalhar sobrecarregados para realizar o mesmo
trabalho.
Na rede de distribuição, deve-se levar em consideração o correto dimensionamento da rede de ar
comprimido, o seu layout e um trabalho minucioso de detecção de vazamentos. Para a detecção de
vazamentos existem vários métodos, partindo de uma simples investigação ao longo da rede,
chegando até os sistemas de monitoramento automático para descobrir exatamente de onde se
origina a perda de energia e então tomar as medidas apropriadas para reparo ou aperfeiçoamento da
instalação. A rede de distribuição também deve ter acessórios dispostos ao longo da mesma para
maior eficiência, tais como drenos e válvulas de bloqueio setoriais (podendo estes itens serem
manuais ou automáticos), e conjuntos reguladores de ar.
Para a obtenção de eficiência energética em sistemas de ar comprimido, além de um correto projeto
de implantação, são necessários sistemas de automação que controlem o acionamento dos
compressores, seja através de revezamento ou de cascateamento, o monitoramento do sistema para
a detecção de vazamentos e a implantação de bloqueios e drenos automáticos na rede de
distribuição, para a setorização da rede e a drenagem automática.
2.3 EFICIÊNCIA EM SISTEMAS DE HVAC
De acordo com a empresa Creato (2012), os sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado
(HVAC) nos edifícios desempenham um importante papel para minimizar ou aumentar o consumo
energético de um edifício. Em um edifício convencional, sistemas HVAC contribuem com cerca de
60% das contas de energia elétrica ao ano. O foco principal de um edifício eficiente energeticamente
é otimizar o projeto do sistema de ar condicionado, assim a eficiência energética em edifícios diz
respeito ao design inteligente com adaptação climática. A empresa descreve ainda que o
desempenho desejado de eficiência energética pode ser alcançado com pequenos investimentos de
capital com payback de menos de dois anos. As tendências recentes indicam a realização de projetos
de classificação verde, com apenas 2% de aumento no gasto do orçamento.
Para a obtenção de eficiência energética em sistemas de HVAC além de um projeto que considere
parâmetros como o design externo do edifício, o clima e os tipos de materiais a serem utilizados na
concepção, também são necessários sistemas de automação para: controles de pressão,
temperatura, umidade e vazão do sistema; controle de horário de maior economia (tarifação da
concessionária de energia); controle e monitoramento de fan coil e chillers; controles de acessos e
monitoramento de presenças nos ambientes através de sensores de portas e janelas, termostatos e
etc.
2.4 EFICIÊNCIA EM SISTEMAS DE ILUMINAÇÃO
Um sistema de iluminação eficiente deve considerar sempre que possivel a utilização da iluminação
natural, o que é facilitado em função das condições climáticas presentes no país. A escolha do
sistema de iluminação adequado porém constitui uma importante decisão, uma vez que, em alguns
casos, está diretamente relacionado com a climatização do ambiente. (BARROS; BORELLI; GEDRA,
2010).
Um projeto de iluminação bem elaborado considera os seguintes aspectos em função das atividades
desenvolvidas no local; o índice de reprodução de cores requerido e, consequentemente, o tipo de
lâmpada adequada, tendo em vista também a execução de manutenção preventiva e corretiva,
considerando os custos envolvidos. Um sistema de iluminação eficiente envolve a escolha criteriosa
do tipo de lâmpada e os aparelhos de iluminação para que as condições de projeto sejam mantidas e
não se degradem ao longo do tempo. Feito isso, os resultados esperados contemplam investimentos
adequados para a implantação do sistema de iluminação e a economia de energia elétrica pelo
emprego de equipamentos adequados e corretamente dimensionados.
Desta forma além de um correto dimensionamento do sistema de iluminação, outros dispositivos
também podem contribuir para a eficiência energética em sistemas de iluminação, tais como
dispositivos destinados a fazer o controle da intensidade da iluminação (dimer) e dispositivos para
acionamento da iluminação de maneira automática, para que a mesma acione em momentos em que
há circulação de pessoas (sensor de presença) ou em momentos em que a iluminação se faz
necessária (fotocélula), além de sistemas automáticos para acionamento da iluminação.
3. SISTEMA DIGITAL DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
Considerando a oportunidade do aumento da eficiência energética nos usos finais de energia, através
da integração da automação às diversas possibilidades existentes em uma unidade industrial ou
comercial, tais como, gerenciamento de energia elétrica, sistemas de geração e distribuição de ar
comprimido, sistemas de HVAC e sistemas de iluminação, fora desenvolvido o sistema digital de
eficiência energética. Este sistema tem uma infraestrutura de automação, que é composta por vários
painéis de controle dispostos em pontos estratégicos da instalação a ser controlada, estes painéis
trocam informação por uma rede de comunicação industrial e são responsáveis por toda a aquisição
de dados das grandezas relacionadas as fontes e aos consumidores de energias (energia elétrica,
gás, vapor, ar comprimido, ar condicionado e etc.), também são responsáveis pelo controle
automático do sistema e pela atuação nos dispositivos de controle (sistemas de bloqueio,
intertravamento, acionamento, comutação de cargas e etc.).
Desta forma, esta infraestrutura de automação é conectada a dispositivos que realizam as medições
das principais fontes de energia, possibilitando medir o que esta sendo consumido naquele instante e
também o que já fora consumido. De forma similar, o sistema também é conectado aos principais
consumidores de energia, passíveis de controle, permitindo que o sistema, baseado nas medições e
nas condições de consumo registradas, possa automaticamente atuar em cargas.
Toda a informação coletada e processada pelo sistema é disponibilizada a um conjunto de aplicações
em software (sistemas supervisórios) que são responsáveis por armazenar as informações em banco
de dados, para permitir consultas e análises de históricos, e também disponibilizar acesso de
usuários as interfaces de monitoramento e controle, tanto localmente, como remotamente, através da
intranet ou da internet, desta forma, é disponibilizado acesso ao usuário do sistema em qualquer
lugar, tendo toda a proteção garantida através de permissões e senhas de uso pessoal. Esta
disponibilização de informação em vários meios, tem como foco principal subsidiar a tomada de
decisões estratégicas pela direção de uma unidade industrial ou comercial.
Uma vez concebido o projeto, o mesmo fora implantado na unidade SENAI de Sertãozinho para
validação. A Figura 6 apresenta a arquitetura do sistema instalado na unidade.
Figura 4: Arquitetura do sistema digital de eficiência energética.
Fonte: Autoria Própria.
3.1 INFRAESTRUTURA DE AUTOMAÇÃO
Para o funcionamento deste sistema foram montados e instalados painéis com controladores lógicos
programáveis em locais estratégicos da unidade.
O primeiro e principal ponto de controle é um painel localizado junto aos compressores da unidade,
este painel é apresentado na Figura 7.
Figura 5: Painel instalado junto aos compressores.
Fonte: Autoria Própria.
Este CLP é responsável por controlar o acionamento, desacionamento, drenagem, revezamento dos
compressores e monitoramento dos vazamentos, gerenciando a eficiência do sistema de geração e
distribuição de ar comprimido. É responsável por gerenciar a comunicação entre controladores do
sistema, e também é responsável por disponibilizar todos os dados e parâmetros ao sistema de
supervisão.
O segundo ponto de controle é um painel que está localizado junto à cabine primária de energia,
apresentado na Figura 8.
Figura 8: Painel instalado na cabine primária de energia.
Fonte: Autoria Própria.
Este painel tem no seu interior um CLP, e um conversor serial/paralelo que recebe um sinal serial
proveniente do medidor de energia da concessionária, que transmite as informações de consumo e
qualidade da energia consumida na unidade, converte esse sinal para um sinal paralelo e encaminha
estas informações na forma paralela para as entradas digitas do CLP. O CLP integra estas
informações e faz a totalização dos pulsos recebidos. Estas informações totalizadas são
armazenadas no CLP e utilizadas para o gerenciamento automático da energia (controle de
demanda, fator de potência e consumo).
O terceiro painel se encontra localizado em um ponto estratégico da unidade, próximo ao painel de
acionamento da iluminação externa e próximo a cabine secundaria de energia, local onde se encontra
o banco de capacitores . A Figura 9 apresenta este painel.
Figura 9: Painel do CLP escravo (ATOS).
Fonte: Autoria Própria.
Este painel tem em seu interior um CLP responsável pelo acionamento e desacionamento automático
da iluminação externa e pelo monitoramento da mesma, sendo a iluminação externa uma das cargas
impactantes no consumo de energia da unidade, desta forma, a melhoria da eficiência no sistema de
iluminação é obtida através do controle automático da mesma.
O sistema de automação tem uma arquitetura de controle distribuída em vários controladores sendo
cada um responsável por executar um controle específico relacionado a uma oportunidade de
aumento da eficiência energética (gerenciamento de energia, iluminação e utilidades, que neste caso
esta presente só com o ar comprimido), esta configuração fora adotada nesta aplicação mas não é
mandatória na concepção do sistema, por serem os equipamentos de automação extremamente
flexíveis e modulares, toda a infraestrutura de automação pode ser facilmente adaptada e
customizada para qualquer implantação.
3.2 SISTEMA DE SUPERVISÃO
Integrado a infraestrutura de automação, existe um conjunto de aplicações em software responsáveis
por armazenar as medições realizadas em banco de dados e permitir o monitoramento através de um
sistema de supervisão de modo local, através do próprio servidor do sistema, ou remoto, através do
servidor Web que permite acesso ao sistema através da intranet da unidade e também através da
internet. A Figura 10 apresenta a tela inicial do sistema de supervisão.
Figura 10: Tela principal supervisório.
Fonte: Autoria Própria.
Esta imagem é da tela que foi criada com a visão geral do sistema, ela permite acesso as demais
telas do sistema.
A primeira tela apresenta a arquitetura do sistema, apresentando os instrumentos e suas
funcionalidades, assim como os dispositivos e cargas que estão sendo monitoradas e atuadas pelo
sistema. A segunda tela apresenta o monitoramento e o controle dos compressores, conforme
apresentado na Figura 11.
Figura 61: Tela responsável pelo monitoramento dos compressores.
Fonte: Autoria Própria.
Esta tela apresenta o status de cada compressor, o horário de acionamento e desacionamento, a
drenagem, o modo de operação e também permite acesso ao gráfico que registra o período de
funcionamento de cada compressor, para análise de eficiência e detecção de vazamentos. A Figura
12 apresenta o gráfico.
Figura 12: Gráfico de funcionamento dos compressores.
Fonte: Autoria Própria.
A terceira tela permite o monitoramento dos parâmetros da qualidade de energia e a estimativa de
consumo da unidade, conforme apresenta a Figura 13.
Figura 13: Tela de energia elétrica
Fonte: Autoria Própria.
Os principais parâmetros monitorados são: energia ativa, energia reativa e demanda. No que se
refere a energia ativa esta tela apresenta o consumo mensal em horário de ponta e fora de ponta,
assim como o custo estimado da totalização de cada horário. A energia reativa gerada por cargas
indutivas e capacitivas também é apresentada em horário de ponta e fora de ponta, assim como o
custo estimado de multa em cada horário e o fator de potência atual.
A demanda tarifada pela concessionária é a maior média das potências verificadas em quinze
minutos durante o período de faturamento, assim a demanda em curso é apresentada considerando o
horário atual, e no campo de demanda registrada é apresentada a maior demanda que houve no mês
no horário de ponta, fora de ponta e também é apresentada a contagem de tempo regressiva para
término do período de demanda em curso.
Na tela de gerenciamento de energia são apresentados os campos de configuração dos valores
cobrados pela concessionária de energia, conforme apresentada na Figura 14.
Figura 74: Tela de gerenciamento de energia.
Fonte: Autoria Própria.
Essa tela permite a configuração dos custos de consumo, reativo excedente, demanda e
ultrapassagem de demanda, em horário de ponta e fora de ponta, e permite também a configuração
da demanda contratada pela concessionária assim como o sistema a ser desacionado em caso
tendência de estouro da demanda contratada.
Para fins de monitoramento da qualidade de energia o sistema de supervisão também apresenta os
parâmetros na forma de gráficos históricos. A Figura 15 apresenta o gráfico histórico da demanda no
horário de ponta e fora de ponta.
Figura 85: Gráfico da demanda.
Fonte: Autoria Própria.
O segundo gráfico histórico monitora a energia reativa, apresentando o registro do fator de
potência em posto indutivo e capacitivo conforme apresentado na Figura 16.
Figura 96: Gráfico do fator de potência.
Fonte: Autoria Própria.
A quarta tela do menu principal apresenta o monitoramento e a configuração do sistema de
iluminação externo da unidade, conforme apresentado na Figura 17.
Figura 17: Tela de monitoramento e controle da iluminação
Fonte: Autoria Própria.
Esta tela mostra os pontos de iluminação da unidade, informando os horários de acionamento e
desacionamento de cada setor, assim como o modo de funcionamento e para o setor de iluminação
complementar os dias da semana em que este irá acionar.
Todas as telas de monitoramento e configuração apresentadas podem ser acessadas de modo local
ou remotamente tanto pela intranet da unidade como pela internet, sendo os acessos monitorados,
controlados por senhas e níveis de permissão, ou seja, há usuários que somente visualizam as
informações e há usuários que podem parametrizar e controlar o sistema.
Assim como a infraestrutura de automação, o sistema de supervisão esta diretamente relacionado as
instalações existentes na unidade, assim para a implantação do sistema em qualquer outra unidade
as telas e as informações presentes nestas podem ser adaptadas e customizadas de acordo com a
necessidade.
4. CONCLUSÃO
O projeto foi implantado na unidade Senai de Sertãozinho como piloto para desenvolvimento de
estudos de viabilidade técnica e econômica, em ambos, os resultados foram melhores que o
esperado. No âmbito técnico, o sistema permitiu além de monitorar as variáveis que eram objetivo,
permitiu relacioná-las e obter variáveis secundárias e estudos de eficiência globais e pontuais,
embasando melhor as decisões estratégicas relacionadas ao consumo energético da unidade. Além
disso, o sistema digital de eficiência energética, apresenta um alto grau tecnológico por ser composto
por um conjunto de automação que trabalha com sistemas digitais, Controladores Lógicos
Programáveis e sistemas de redes de comunicação industrial com e sem fio. As aplicações em
software utilizadas no projeto também utilizam sistemas de banco de dados com compatibilidade com
a maioria das aplicações de gerenciamento utilizadas nas grandes organizações, padrões não
proprietários de disponibilização de informação e sistemas integrados de servidores Web, para
acessos via intranet e internet.
Por ser o sistema um desenvolvimento que necessita uma grande integração com os sistemas do
cliente e de alto grau tecnológico, este apresenta um alto custo de implantação, que varia com a
quantidade de informação a ser gerenciada, mas apesar do sistema apresentar custo alto de
aquisição e implantação, apresenta um tempo de retorno pequeno. Considerando o projeto que fora
instalado na unidade de Sertãozinho e as economias obtidas com a redução de consumo e de
multas, que ficaram em torno de R$1500,00/mês, o retorno do investimento, através de um cálculo de
payback simples, ficou em torno de dez meses. Este investimento esta diretamente relacionado a
quantidade de equipamentos e processos que serão gerenciados, porém quanto maior for a unidade
consumidora onde o sistema será instalado, menor será o tempo de retorno do investimento e melhor
será a relação custo benefício, pois são maiores os potenciais de economia.
Sendo um sistema que tem como objetivo principal o aumento da eficiência energética nas
instalações, este apresenta alto impacto ambiental positivo, pois reflete diretamente na economia de
recursos naturais, na diminuição dos desperdícios, na eficiência produtiva (produzir mais com menos)
e na segurança dos processos, desta forma, a sociedade é beneficiada pois a utilização de energia,
independentemente dela ser elétrica ou não, está sempre relacionada aos recursos naturais e estes
por sua vez à sociedade. Poupando recursos, o projeto contribui para a sustentabilidade global.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BARROS, Benjamim Ferreira de; BORELLI, Reinaldo; GEDRA, Ricardo Luis. Gerenciamento de
energia: ações administrativas e técnicas de uso adequado da energia elétrica. Érica: São Paulo,
2010.
BRASIL. Ministério de Minas e Energia. Agência Nacional de Energia Elétrica. Eficiência energética.
Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/area.cfm?idArea=27>. Acesso em: 20 set. 2012.
CAMPOS, M. C. M. de; TEIXEIRA, H. C. G. Controles típicos de equipamentos e processos
industriais. 1. ed. São Paulo: Blucher, 2006. 396 p.
CELESC
DISTRIBUIÇÃO
S.
A.
Energia
reativa
excedente.
Disponível
em:
<http://novoportal.celesc.com.br/portal/index.php/duvidas-mais-frequentes/energia-reativaexcedente>. Acesso em: 02 out. 2012.
CREATO. Sistemas HVAC são a chave para a eficiência energética. 2012. Disponível em:
<http://www.creato.com.br/sistemas-hvac-sao-a-chave-para-a-eficiencia-energetica/>. Acesso em: 09
jun. 2013.
ENGECRON. O que é energia ativa, energia reativa e fator de potência? Disponível em:
<http://www.engecron.com.br/index.php?option=com_content&view=article&id=67:o-que-e-energiaativa-energia-reativa-e-fator-de-potencia&catid=34:dicas&Itemid=69>. Acesso em: 01 set. 2012.
GESTAL. Smart Energy. Disponível em: <http://www.gestal.com/new/catalogos/smart-server.pdf>.
Acesso em: 09 jun. 2013.
JANUZZI, Gilberto De Martino. O que é eficiência energética? 2008. Disponível em:
<http://gilbertomartino.wordpress.com/2008/07/19/o-que-eficincia-energtica/>. Acesso em: Acesso
em: 09 jun. 2013.
MACHADO, Gabriela. Um sistema de iluminação eficiente faz toda a diferença. 2012. Disponível
em:
<http://style.greenvana.com/2012/um-sistema-de-iluminacao-eficiente-faz-toda-a-diferenca/>.
Acesso em: 15 set. 2012.
MENDONÇA, Álvaro Renato; TYRIAKI, Gisele. Eficiência energética em sistemas de iluminação
pública. In: SEMINÁRIO ESTUDANTIL DE PRODUÇÃO ACADÊMICA, 11., 2007, Salvador. Anais...
Salvador:
UNIFACS,
2007.
Disponível
em:
<http://revistas.unifacs.br/index.php/sepa/article/view/303/251>. Acesso em 24 ago. 2012.
SCHNEIDER ELECTRIC. Eficiência Energética: Soluções simples para gestão
integrada
de
energia.
2007.
Disponível
em:
<http://download.schneiderelectric.com/files?L=pt&p=6734&p_docId=41&p_docId=&p_Reference=eficiencia_energetica&p_EnDo
cType=Catalog&p_File_Id=2391263&p_File_Name=eficiencia_energetica.pdf>. Acesso em: 09 jun.
2013.
SCHNEIDER ELECTRIC. Energia solução: subestações pré-fabricadas Biosco MV/LV.
Disponível
em:
<http://www.schneiderelectric.com.br/sites/brasil/pt/solutions/business_segments/energia/gerenciamento-de-rede-dedistribuicao-de-energia/subestacoes-pre-fabricadas-biosco-mv-lv.page>. Acesso em: 21 set. 2012.
Dados dos autores
Daniel Fernando Saran é Instrutor de Práticas Profissionais no SENAI-SP, Cursando Pós
Graduação em Instrumentação Industrial na Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP) - Formado
em Engenharia Elétrica com ênfase em eletrônica pela Universidade Paulista (UNIP) e técnico em
Automação Industrial pelo Instituto Federal de Sertãozinho (IFSP), com experiência profissional na
área de eletrônica e instrumentação atuando também com inovação tecnológica e eficiência
energética.
Renato Pedro Bolsoni é Instrutor de Formação Profissional no SENAI-SP, onde também desenvolve
atividades de assessoria em eficiência energética. Pedagogo pela ULBRA - Universidade Luterana do
Brasil (2012). Técnico em Eletrônica formado pela Instituição Moura Lacerda de Ribeirão Preto
(1987). Atuou também na área de automação industrial e no desenvolvimento de dispositivos
eletroeletrônicos.
Tarso Tristão da Silva é Orientador de Práticas Profissionais no SENAI-SP, atuando no apoio
técnico para desenvolvimento de assessoria em eficiência energética e orienta o desenvolvimento de
cursos nas áreas de instrumentação, elétrica e mecânica. Especialista em Automação e
Instrumentação de Processos Industriais pela Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP), Pedagogo
em Formação da Educação Profissional pela Universidade do Sul de Santa Catarina (UNISUL) e
Tecnólogo em Mecatrônica pela Universidade de Franca (UNIFRAN).