1 (1) Comau do Brasil, Analista de Processos de Manutenção
(2) Comau do Brasil, Estagiário de Engenharia (3) Comau do Brasil, Analista de Melhoria Contínua
PROJETO DE MELHORIA NA EFICIÊNCIA ENERGÉTICA
DA SEDE COMAU EM SANTO ANDRÉ
Feyez Abdallah Jeha (1) Lucas Broglio Sestari (2) Eliezer Neves Silva (3)
1. RESUMO
Devido ao alto custo de energia elétrica na sede da COMAU, situada no município de Santo André-SP, desencadeou-se uma série de pesquisas que deram início ao trabalho de melhoria na eficiência energética das instalações, onde foram utilizadas ferramentas altamente eficazes na aquisição e processamento de grandes quantidades de dados para o acompanhamento de forma assertiva e precisa da situação, garantindo que todas as mudanças no consumo do sistema de energia das instalações sejam analisadas com alto grau de detalhamento.
A gestão energética é perfeitamente replicável a diversos tipos de instalações, como prédios administrativos, indústrias, prédios públicos e até residenciais
2 2. INTRODUÇÃO
Nota-se uma grande demanda global, com base em estudos e pesquisas, de uma gestão mais eficiente do consumo da energia tanto para a diminuição na degradação do meio ambiente quanto para a redução de custos relacionados ao consumo energético, cuja participação nos custos fixos de uma empresa é fator considerável.
Visando uma crescente preocupação com o consumo de energia elétrica, este trabalho verifica as perdas existentes nos sistemas elétricos das instalações da COMAU e tem como objetivo o aumento de sua eficiência energética.
3 3. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO
3.1. METODOLOGIA
Para o desenvolvimento deste trabalho de melhoria na eficiência energética, foi tomado como base os sete tipos de perdas encontradas no pilar “Energy” presente no WCM(World-Class Manufacturing):
Consumo desnecessário; Excesso de consumo; Falta de Otimização;
Não utilização da energia residual; Transmissão;
Transformação; Fonte Energética
Vale salientar que neste trabalho não aborda todos os tópicos.
3.2. AVALIAÇÕES PRELIMINARES
3.2.1. LEVANTAMENTO DO HISTÓRICO
Para o desenvolvimento de todo trabalho de eficiência energética, é importantíssimo que sejam levantadas todas as informações existentes sobre o consumo de energia do local. Isso se faz necessário pois o comportamento do consumo é quem nos dirá o que está acontecendo.
4 3.2.2. LEVANTAMENTO DAS INSTALAÇÕES
Se tratando de eletricidade, é comum a existência de vários pontos de perdas ou desperdícios de energia de modo que é praticamente impossível que o aproveitamento da energia seja de 100%, ou seja, é impossível que toda a energia seja utilizada para gerar algum trabalho necessário.
Deste modo foi feito o levantamento de toda estrutura das instalações elétricas para que pudéssemos sanar com rapidez os pontos com mais perdas.
Por se tratar de uma antiga área fabril, todo o sistema de instalações foi dimensionado para uma demanda instalada muito maior do que a existente atualmente, já que é utilizado apenas o prédio administrativo e uma pequena parte dos galpões para o funcionamento de oficina de reparos e para montagens de alguns projetos.
Dados relevantes levantados:
o Quantidade de subestações instaladas: 5 o Quantidade de transformadores alimentados: 7
o Soma total das potências dos transformadores: 6300KVA
3.2.3. ANÁLISE DAS CONTAS DE ENERGIA DISPONÍVEIS
Após o levantamento do histórico das contas de energia elétrica e das instalações elétricas do local, partimos para o início das análises matemáticas. Neste momento foram feitos cálculos mais superficiais pois ainda não existia uma base de dados sólida para as análises detalhadas.
Foram analisados os seguintes pontos:
Fator de Potência;
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Existência de consumo em horários fora do expediente;
Demanda
o Demanda contratada = 350KW o Demanda utilizada = 140KW
Com as análises preliminares, foi possível perceber que o sistema como um todo tem baixíssima eficiência energética e que além disso a demanda que foi contratada é muito superior à utilizada, caracterizando grande desperdício monetário, uma vez que a empresa paga por algo que não está utilizando.
3.3. ANÁLISES DETALHADAS
Com a finalização das análises preliminares, foi necessário aumentar seu grau de detalhamento para assim possibilitar a geração de planos de ação assertivos.
Para o desenvolvimento das análises detalhadas foram pedidos à concessionária de energia local, a “análise de massa” da instalação, contendo informações de demanda ativa, demanda reativa, FP (Fator de Potência), data e hora da medição entre outras informações. (OBS.: As medições contidas na memória de massa são feitas em intervalos de 15 minutos).
Principais pontos analisados: o Potência Ativa
Periodicidade; Comportamento; Demanda;
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o Potência Reativa
Comportamento;
Possíveis causas da potência reativa elevada; o Fator de Potência
Comportamento;
Possíveis causas para um FP baixo;
3.3.1. ANÁLISE DO CONSUMO DIÁRIO
Após a aquisição dos dados da memória de massa, estes foram tratados e dispostos em formato gráfico para que fosse possível analisarmos o comportamento do consumo.
Abaixo podemos verificar um gráfico dos consumos ativo e reativo diários:
Neste gráfico podemos perceber de forma clara o superdimensionamento do sistema de transformadores do local, uma vez que o consumo de potência reativa aumenta assim que o consumo ativo diminui. Isso acontece pois o rendimento dos transformadores cai quando estamos os subutilizando-os.
Potência instalada de transformadores: 6300KVA
Demanda de potência aparente média das instalações: ≈110KVA
A demanda de potência média que utilizamos é correspondente a aproximadamente 1,8% da potência que o sistema é capaz de oferecer.
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Podemos observar no gráfico de rendimento abaixo, que o rendimento dos transformadores abaixa de forma extremamente abrupta quando utilizamos menos de 40% de sua potência nominal.
3.3.1.1. ANÁLISE DO CONSUMO ATIVO
Analisando apenas o consumo ativo, podemos perceber que este apresenta periodicidade. No gráfico abaixo (Figura 6), podemos verificar a presença de picos e vales que correspondem respectivamente ao consumo de energia ativa durante a semana e nos fins de semana.
Figura 5 (Fonte: SEN, P.C. 2013)
8 3.3.1.2. ANÁLISE DO CONSUMO REATIVO
Quando analisamos os gráficos de consumo reativo, temos outra realidade. Neste não existe periodicidade no consumo e podemos dizer que é constante em alguns pontos como podemos ver na figura 7 abaixo, onde temos o levantamento do consumo reativo nos períodos “fora ponta capacitivo, fora ponta indutivo e ponta:
3.3.1.3. ANÁLISE DO FATOR DE POTÊNCIA
No fator de potência podemos perceber a mesma periodicidade do consumo ativo, sendo que durante os dias em que existe expediente normal o fator de potência sobe proporcionalmente ao consumo ativo das instalações. Figura 7 (Autoria Própria)
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Verifica-se um aumento considerável pois as cargas presentes no prédio contém FP muito próximo a 1, o que nos mostra que o principal problema não está nos equipamentos utilizados no prédio em si, mas sim nos circuitos de alimentação e principalmente nos circuitos de transformação que são superdimensionados.
3.3.2. Acompanhamento
Para que a gestão da energia do local funcione corretamente e que possa existir alguma estratégia de melhoria contínua, é importante que sejam utilizadas ferramentas que auxiliem o tratamento de dados e os mostre de forma simples e precisa para que sejam feitas as análises.
Segue abaixo (Figura 9), a tela de acompanhamento criada para as instalações tratadas neste trabalho:
10 4. CONCLUSÃO
Em todo processo de desenvolvimento de melhorias sejam elas na área de energia ou não, deve-se existir uma metodologia e uma linha de raciocínio lógico para que o processo de aquisição de dados e análise das situações encontradas gerem resultados positivos para a empresa.
Em grande parte das empresas o maior problema encontrado quando o assunto é eficiência energética são as cargas indutivas. Essas que causam a diminuição do fator de potência e que por sua vez podem gerar multas.
Todo sistema, seja ele novo ou antigo pode ser melhorado. Na área da eletricidade, existem inúmeras possibilidades de se melhorar a eficiência energética de uma instalação, essas soluções podem ser extremamente custosas inicialmente para a empresa, mas também existem ações de baixíssimo custo que nos entregam melhorias consideráveis.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
SEN, P. C. Principles of electric machines and power electronics. 3.Ed. 2013
