Auditoria energética

Guillermo Tardillo H.

AUDITORIA ENERGÉTICA

Primera edición

Enero, 2012

Lima - Perú

© Guillermo Tardillo H.

PROYECTO LIBRO DIGITAL

PLD 0536

Editor: Víctor López Guzmán

http://www.guzlop-editoras.com/guzlopster@gmail.com guzlopnano@gmail.com facebook.com/guzlopstertwitter.com/guzlopster428 4071 - 999 921 348Lima - Perú

PROYECTO LIBRO DIGITAL (PLD)

El proyecto libro digital propone que los apuntes de clases, las tesis y los avances en investigación (papers) de las profesoras y profesores de las universidades peruanas sean convertidos en libro digital y difundidos por internet en forma gratuita a través de nuestra página web. Los recursos económicos disponibles para este proyecto provienen de las utilidades nuestras por los trabajos de edición y publicación a terceros, por lo tanto, son limitados.

Un libro digital, también conocido como e-book, eBook, ecolibro o libro electrónico, es una versión electrónica de la digitalización y diagramación de un libro que originariamente es editado para ser impreso en papel y que puede encontrarse en internet o en CD-ROM. Por, lo tanto, no reemplaza al libro impreso.

Entre las ventajas del libro digital se tienen:• su accesibilidad (se puede leer en cualquier parte que tenga electricidad),• su difusión globalizada (mediante internet nos da una gran independencia geográfica),• su incorporación a la carrera tecnológica y la posibilidad de disminuir la brecha digital (inseparable de la competición por la influencia cultural),• su aprovechamiento a los cambios de hábitos de los estudiantes asociados al internet y a las redes sociales (siendo la oportunidad de difundir, de una forma diferente, el conocimiento),• su realización permitirá disminuir o anular la percepción de nuestras élites políticas frente a la supuesta incompetencia de nuestras profesoras y profesores de producir libros, ponencias y trabajos de investiga-ción de alta calidad en los contenidos, y, que su existencia no está circunscrita solo a las letras.

Algunos objetivos que esperamos alcanzar:• Que el estudiante, como usuario final, tenga el curso que está llevando desarrollado como un libro (con todas las características de un libro impreso) en formato digital.• Que las profesoras y profesores actualicen la información dada a los estudiantes, mejorando sus contenidos, aplicaciones y ejemplos; pudiendo evaluar sus aportes y coherencia en los cursos que dicta.• Que las profesoras y profesores, y estudiantes logren una familiaridad con el uso de estas nuevas tecnologías.• El libro digital bien elaborado, permitirá dar un buen nivel de conocimientos a las alumnas y alumnos de las universidades nacionales y, especialmente, a los del interior del país donde la calidad de la educación actualmente es muy deficiente tanto por la infraestructura física como por el personal docente.• E l pe r sona l docente jugará un r o l de tu to r, f ac i l i t ador y conductor de p r oyec tos

de investigación de las alumnas y alumnos tomando como base el libro digital y las direcciones electró-nicas recomendadas.• Que este proyecto ayude a las universidades nacionales en las acreditaciones internacionales y mejorar la sustentación de sus presupuestos anuales en el Congreso.

En el aspecto legal:• Las autoras o autores ceden sus derechos para esta edición digital, sin perder su autoría, permitiendo que su obra sea puesta en internet como descarga gratuita.• Las autoras o autores pueden hacer nuevas ediciones basadas o no en esta versión digital.

Lima - Perú, enero del 2011

“El conocimiento es útil solo si se difunde y aplica” Víctor López Guzmán Editor

AUDITORIA ENERGÉTICAAUDITORIA AUDITORIA

ENERGÉTICAENERGÉTICA

Presentado por :Ing. Guillermo Tardillo H.

Programa de Ahorro de Energía - MEM

Lima, 19 de Noviembre de 2003

AUDITORIA ENERGETICAAUDITORIA ENERGETICA

La AUDITORIA ENERGETICA consiste en efectuar un BALANCE DE ENERGIA con suficiente detalle para detectar las pérdidas de energía y a su vez identificar las posibles mejoras energéticas para decidir sobre la oportunidad económica de llevarlas a cabo.

METODOLOGIA DE UNA AUDITORÍA METODOLOGIA DE UNA AUDITORÍA ENERGETICAENERGETICA

OBJETIVOS

• Cuantificar el uso de la energía, con detalles suficientes para localizar las pérdidas.

• Identificar proyectos y mejoras para ahorrar energía y costos.

¿QUIÉN DEBE REALIZAR LA ¿QUIÉN DEBE REALIZAR LA AUDITORIA?AUDITORIA?

Alternativas:

Personal Propio óPersonal Externo

Lo ideal es que la auditoría la realice un equipo mixto formado por especialistas energéticos externos y los conocedores del proceso propio.

CONOCIMIENTOS PREVIOS DEL CONOCIMIENTOS PREVIOS DEL AUDITORAUDITOR

A Conocimiento de temas energéticos.

B Conocimiento del proceso a analizar.

C Conocimiento de los aparatos.

D Conocimiento de las fuentes energéticas.

REALIZACION POR PERSONAL REALIZACION POR PERSONAL EXTERNOEXTERNO

VENTAJAS INCONVENIENTES

⇒ Conocimiento de los aspectos energéticos y de la sistemática para su estudio.

⇒ Amplitud de puntos de vista derivada de estudios anteriores en múltiples instalaciones.

⇒ Experiencia sobre el resultado práctico de las modificaciones posibles.

⇒ Independencia de criterios y libertad de exposición.

⇒ Dedicación plena al estudio ener-gético, sin que interfieran los problemas diarios.

⇒ Desconocimiento inicial de la instalación concreta a estudiar.

⇒ Necesidad de estudiar los aspec-tos del proceso que son familiaresal personal.

⇒ Entrega al exterior de los datos de la institución.

REALIZACION POR PERSONAL REALIZACION POR PERSONAL PROPIOPROPIO

⇒ Desconocimiento de las técnicas específicas de los estudios energéticos.

VENTAJAS INCONVENIENTES

⇒ Familiaridad con el proceso, por cuanto reduce el periodo de estudio teórico del mismo.

⇒ Mayor facilidad para disponer de los datos en diversas circunstancias.

⇒ Familiaridad con el proceso, por cuanto se dificulta la crítica de condiciones de operación y datos normalmente aceptados.

⇒ Constantes interrupciones por estar sometido a las exigencias perentorias de las labores propia

⇒ Libertad de expresión limitada en aquellos puntos en contraposición con los criterios de los superiores, o que descubren la actuación inadecuada de compañeros.

METODOLOGIAMETODOLOGIA

Etapas :Etapas :

1. Evaluación de los consumos y de la energía y sus costos

2. Cálculos de flujos de energía (mediciones y evaluaciones de campo).

3. Evaluación a los Flujos de energía.4. Identificación de mejoras energéticas.5. Evaluación de las mejoras6. Informe técnico

FUENTES DE SUMINISTRO FUENTES DE SUMINISTRO ENERGETICOENERGETICO

ENERGIA ELECTRICA•Suministrador, capacidad de transformación, tensión de suministro y de utilización.

•Consumos mensuales de fuerza y alumbrado durante los últimos 12 meses.

CONSUMOS DE ENERGIACONSUMOS DE ENERGIA

• Cuantificar los consumos para los 12 últimos meses

• Registros de poder caloríficos de los combustibles no estándares

• Costos de los combustibles anual y por mes.• Precios de la energía eléctrica(*)

** Estructura Tarifaria, Cargos por demanda,Estructura Tarifaria, Cargos por demanda, Carga conectada, Otras Carga conectada, Otras Penalidades, ContratoPenalidades, Contrato

COSTOS DE LA ENERGÍACOSTOS DE LA ENERGÍAELÉCTRICAELÉCTRICA

• Costos unitarios, • Estructura tarifaria• Potencias contratadas o Leídas• Periodos estacionales• Interrumpibilidad• Calidad del servicio eléctrico, etc.

CONSUMOS DE ELECTRICIDADCONSUMOS DE ELECTRICIDAD

• Capacidad total de suministro ?• Total de cargas conectadas?• Variaciones de consumos diarios y

estacionales?• Se cuentan con diagramas de carga?• Cual es el factor de potencia?• Se tienen compensación reactiva?• Se administra la demanda?• Existen cortes generales de energía

RESUMEN DE CONSUMOS Y RESUMEN DE CONSUMOS Y COSTOS DE ENERGÍACOSTOS DE ENERGÍA

Al final de la etapa 1, se deberá conocer:

• Costos totales• Costos separados por energético• Variaciones estacionales por energético• Pactos de precios de los energéticos• Áreas prioritarias de consumo

ETAPA 2ETAPA 2CÁLCULOS DE FLUJOS DE ENERGÍA (MEDICIONES CÁLCULOS DE FLUJOS DE ENERGÍA (MEDICIONES Y EVALUACIONES DE CAMPO).Y EVALUACIONES DE CAMPO).

OBJETIVOS :

* Identificar a los usuarios mas importantes de cada energético en términos de: - Costos- Consumos

* Identificar la distribución de energía en los principales usuarios.

CONOCIMIENTO DE LOS CONOCIMIENTO DE LOS PROCESOSPROCESOS

• Reconocimiento de la planta• Diagrama de flujo de procesos• Listado de los usuarios mayores de la

energía• Calcular los consumos de cada uno.• Efectuar mediciones para precisar los

consumos.• Análisis de los principales usuarios

IMPORTANTES USUARIOS DE IMPORTANTES USUARIOS DE ELECTRICIDADELECTRICIDAD

• Iluminación• Aire acondicionado / calentamiento de áreas• Compresoras de aire• Compresoras de refrigeración• Bombas de proceso /bombas de agua• Sistema de ventilación / ventiladoras• Calentamiento.• Bombas hidráulicas.

PRINCIPALES USUARIOS DE PRINCIPALES USUARIOS DE COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES

• Calderos de vapor• Calentadores de agua• Incineradores• Calentadores de ambiente• Generadores

CÁLCULOS DE CONSUMOS CÁLCULOS DE CONSUMOS ELÉCTRICOSELÉCTRICOS

ItemNominal

(kW)

Factor de

Carga (%)

Horas/s

SemanaSemanas/año

Uso anual

(kWh)

%

Compresores de aire 75 70 120 52 327,600 6.9

VentiladoresHorno 400 80 100 50 1 600,000 33.6

Bombas deAgua 150 80 100 50 600,000 12.6

Iluminación 50 100 168 52 436,800 9.2

Conveyor 400 30 100 50 600,000 12.6

Otros713,266 15.1

TOTAL 4 755,106 100

DISTRIBUCION DEL USO DISTRIBUCION DEL USO ELECTRICIDAD EN ELECTRICIDAD EN UNAUNA PLANTAPLANTA

Iluminación5% Ventilación Malta

3%

Compr. Refrig.33%

Aux. Refrigerac.16%

Compr. Aire11%

Casa Calderas13%

Bombas16%

Otros3%

ETAPA 3ETAPA 3

EVALUACIÓN A LOS FLUJOS ENERGETICOSEVALUACIÓN A LOS FLUJOS ENERGETICOS• OBJETIVOS:

Identificar:- Usos inapropiados de energía- Áreas de derroche y energías residuales- Bajas eficiencias de conversión (calderas,

compresoras, motores etc.)• IDENTIFICAR MEJORAS Y FORMULAR

PROYECTOS

CRITICAS A LOS FLUJOS DE CRITICAS A LOS FLUJOS DE ENERGÍAENERGÍA

• No aceptar los sistemas tradicionales sin un análisis.

• Se debe descubrir:– Son los flujos razonables?– Hay mejores formas? (indicadores)

• Se requiere:– conocimiento de los procesos– creatividad– conocimiento de tecnologías adecuadas

USO DE LA ENERGÍA USO DE LA ENERGÍA -- PÉRDIDASPÉRDIDAS

• Los usos finales de la energía son menores a las entradas totales al sistema, dependen de las pérdidas en la generación y distribución:

– Eficiencia de generación– Ineficiencia del sistema de distribución

ORDEN PARA LA EVALUACIÓNORDEN PARA LA EVALUACIÓN

• Usuarios de energía• Eficiencias de los sistemas de distribución• Eficiencia de la conversión

ANALISIS DEL SISTEMA DE ANALISIS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIONDISTRIBUCION

Son apropiados los sistemas de distribución– Vapor– agua caliente– Fluidos enfriados– Energía eléctrica

Resultados– Comparación de cargas útiles y parásitas (pérdidas)– Dimensionamiento de tuberías, cableado eléctrico– Tecnología utilizada en Bombeo – Presión de Vapor– Retorno de condensados– Nivel de voltaje eléctrico

EFICIENCIA EN CONVERSION DE EFICIENCIA EN CONVERSION DE ENERGIAENERGIA

• Conocimiento de adecuadas tecnologías y métodos óptimos

• Datos de diseño• Evaluar rendimientos y comparar con

rendimientos estándares– Combustión en calderas, hornos– Rendimientos en tipos de iluminación– Eficiencia de motores eléctricos– Eficiencia de grupos electrógenos– Eficiencias de sistemas de bombeo– Eficiencias de compresores a diversas cargas

ETAPA 4ETAPA 4

GENERACION DE PROYECTOSObjetivos:

– Identificar todos los proyectos potenciales de eficiencia energética

– Recopilación de ideas– Elaborar un listado

IDENTIFICACION DE PROYECTOSIDENTIFICACION DE PROYECTOS

• Evaluar las iniciativas de mejoras con las personas responsables de la planta

• Que medidas de conservación de energía se han realizado?

• Medidas no prosperadas? causas y limitaciones

• Que proyectos están listos para su implementación?

• Que proyectos están planificados?

ETAPA 5ETAPA 5

EVALUACIÓN DE PROYECTOSObjetivos:

– Verificar que proyectos son viables– Para estudiar la interacción entre proyectos– Establecer los costos de los proyectos– Calcular los beneficios de los proyectos– Comparar alternativas y prioridad– Llegar a conclusiones para determinar que

proyectos se implementarán.

VERIFICACION TECNICA DEL VERIFICACION TECNICA DEL PROYECTOPROYECTO

Riesgos técnicos– Trabajo del equipo sin restricciones– Operación a condiciones de diseño– Dimensionamiento correcto?

Efectos– Contaminación ambiental – Incremento de mantenimiento– Confiabilidad

Para evitar falsas expectativas

VERIFICAR LA ADECUACION DEL VERIFICAR LA ADECUACION DEL PROYECTOPROYECTO

• Efectos medioambientales• Mejores soluciones de corto y largo plazo• Soluciones aceptables al 100%• Aproximar los Costos

CALCULOS DE COSTOS DE CALCULOS DE COSTOS DE PROYECTOPROYECTO

• Estimación real de los presupuestos de acuerdo a precios de mercado

• Cotizaciones de equipos de proveedores• Referencias de trabajos similares

CÁLCULOS DE LOS BENEFICIOS CÁLCULOS DE LOS BENEFICIOS DEL PROYECTODEL PROYECTO

Calcular los ahorros de costos operativos Evaluación financiera

– Relación Beneficio Costo B/C– Sensibilidad a los cambios de precios– Riesgos

Otros– Medio ambientales– Confiabilidad– etc.

ETAPA 6ETAPA 6REPORTE

Objetivo:Presentar el sustento técnico económico del diagnóstico y las mejoras energéticas encontradas.

REPORTE REPORTE

RESUMEN EJECUTIVO– Entendible para personas ejecutivas– Lectura en 10 minutos– Puntos claves y recomendaciones

REPORTE– Para los interesados en los detalles– Leíble en 1 a 2 horas– Describir la situación encontrada– Describir las recomendaciones complementadas con sus

costos ANEXOS– Cálculos detallados, descripciones, costos estimados, data

de mediciones, catálogos, tablas, etc.

ESTRUCTURA DEL INFORMEESTRUCTURA DEL INFORMERESUMEN EJECUTIVO

DESCRIPCION DE LAS INSTALACIONES– Descripción de los procesos, régimen de trabajo y las

instalacionesFUENTES DE ENERGIA Y COSTOSANALISIS ENERGETICO DE LA INSTALACION– Balances de materia y energía– Distribución de cada energético– Distribución de cada sistema prioritario– Resumen de costos y consumos

ANALISIS TECNICO ECONOMICO DE MEJORAS RESULTADOS FINALES– Clasificación de las mejoras

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESANEXOS

ELABORACIÓN DE LOS ELABORACIÓN DE LOS TÉRMINOS DE TÉRMINOS DE REFERENCIAREFERENCIA

TERMINOS DE REFERENCIATERMINOS DE REFERENCIA

I. OBJETIVO.

II. ENTIDAD SOLICITANTE

III. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS.

EVALUACIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO

1. Consumo de Potencia y Energía:Máxima Demanda (kW)

Potencia Reactiva (kVAR)

Factor de Potencia

Energía Activa (kWh)

Energía Reactiva (kVARh)

2. Evaluación de Consumo de Energía en Áreas de trabajo, Pisos y Equipos Eléctricos.

3. Compensación Reactiva.

4. Sistema de Iluminación.

5. Evaluación Física y de Seguridad de las Instalaciones Eléctricas de la Institución.

6. Evaluación del Sistema de Protección de Puesta a Tierra.

TERMINOS DE REFERENCIATERMINOS DE REFERENCIA

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE AGUA

EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE AIRE

ACONDICIONADO

EVALUACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA DE LAS

MEJORASEvaluación de Opción Tarifaria.

Identificar equipos de mayor potencia.

Desplazamiento de cargas

Establecer ratios o indicadores

TERMINOS DE REFERENCIATERMINOS DE REFERENCIA

TERMINOS DE REFERENCIATERMINOS DE REFERENCIA

INSTRUMENTACIÓN REQUERIDA

(Homologados y Calibrados)Analizador de calidad de energía con registro hasta el 40avo armónico.

Analizador de parámetros eléctricos (Potencia, energía, factor de potencia, etc).

Luxómetro.

Multimetro digital (tensión, corriente)

Secuencimetro.

Meghometro.

Telurómetro.

TERMINOS DE REFERENCIATERMINOS DE REFERENCIA

PERSONAL REQUERIDO

IV. CRONOGRAMA Y PLAZO DE EJECUCIÓN.

V. PRESUPUESTO REFERENCIAL.

VI. MODALIDAD DE PAGO.

VII. FORMA DE PRESENTACIÓN DE LA PROPUESTA

1. Ejecución de la Auditoria energética1. Ejecución de la Auditoria energética

2. Recomendaciones2. Recomendaciones

3. Ejecución de las Recomendaciones3. Ejecución de las Recomendaciones

REQUERIMIENTO

Compensación Reactiva.Transformadores de DistribuciónEquipos de Iluminación Eficientes.Remodelación total de Cableado Eléctrico.Cables y Accesorios.Remodelación de Tableros Eléctricos.Celdas de protección.Equipos de protección.Equipos de medición de Parametros Eléctricos.Etc, etc, etc.............

“AHORRAR LA MAYOR “AHORRAR LA MAYOR CANTIDAD DE ENERGIA AL CANTIDAD DE ENERGIA AL

MENOR COSTO”MENOR COSTO”

X Simposio Peruano de Energía Solar Seminario Internacional sobre Tecnologías Económicas para

la Descontaminación y Desinfección de Agua Cusco, 17 al 22 de noviembre de 2003

Seminario Internacional Energía Solar, Medio Ambiente y Desarrollo

Cusco, 26 - 27 de abril de 2004

Ministerio de Industria y Turismo

Municipalidad Provincial del Cusco

Ministerio de Energía y Minas

Asociación Peruana de Energía Solar

(APES)

Universidad Nacional San Antonio Abad del

Cusco

Editado por: Manfred Horn

Juan Rodriguez

Patricia Vega

Auspician Salir

Universidad Nacional de Ingeniería