TECSUP - PFR Auditoría y Eficiencia Energética UNIDAD IV AUDITORÍA ENERGÉTICA (Tomado del libro “Eficiencia Energética” Ministerio de Energía y Minas; Proyecto para el Ahorro de Energía – PAE; Perú.) Consiste en la recolección de datos sobre el suministro y consumo de todas las formas de energía, con el propósito de evaluar las posibilidades de ahorro de energía y la cuantificación de las mismas, así como para determinar la conveniencia de la oportunidad económica de ejecutarlas. “Ahorrar la mayor cantidad de energía al menor costo” 1. PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR UNA AUDITORÍA ENERGÉTICA Paso 1. Recolección de información básica e inventario general de las instalaciones. • Identificación del proceso productivo y/o áreas principales. • Identificación de las fuentes de energía. • Identificación de los consumidores de energía, capacidad instalada y horas de operación. • Información histórica de las facturas de los suministradores de energía. Paso 2. Elaborar balances de energía, con el objeto de conocer la distribución de energía en las diferentes fases del proceso productivo y/o áreas, es decir la caracterización de carga. • Toma de datos. • Registros y mediciones puntuales. • Las diferentes formas de energía que entran o salen del sistema deben estar referidas a un mismo período de tiempo y expresadas en las mismas unidades. • Los balances deben regirse por el principio de que la energía que se aporta al sistema es idéntica a la que éste cede. Paso 3. Determinar la incidencia del consumo de energía de cada equipo o grupo de equipos en el consumo de energía total y por lo tanto en el costo total. Paso 4. Obtener índices de consumo de energía los cuales pueden ser usados para determinar la eficiencia energética de las operaciones, y consecuentemente, el potencial de ahorro de energía. Índices típicos: 41 Auditoría y Eficiencia Energética TECSUP - PFR • Consumo específico de energía. • Factor de carga. Paso 5. Determinar los potenciales de ahorro de energía por equipos, áreas o centros de costos, mediante una evaluación técnica detallada en los diferentes campos, como: • Sistemas eléctricos: evaluación de la transformación y distribución, cargas eléctricas, sistema tarifario, generación propia. • Sistemas mecánicos: evaluación de sistemas de aire comprimido, sistemas de bombeo, sistemas de manejo de aire, manejo de materiales sólidos. • Sistemas térmicos: generación de vapor, sistemas de recuperación de calor residual, redes de distribución de fluidos térmicos, sistemas de refrigeración y aire acondicionado, hornos industriales, sistemas de quemadores, etc. Paso 6. Identificar las medidas apropiadas de ahorro de energía. Paso 7. Evaluación de los ahorros de energía en términos de costos. Se lleva a cabo una evaluación económica que permite realizar un análisis en función de los desembolsos requeridos para poner en práctica las recomendaciones de la auditoria. Luego de la Auditoría Energética teniendo como base las conclusiones y recomendaciones de la misma, se ejecutará un Plan de Acción. Estos resultados deben ser conocidos por todo el personal de la empresa porque de esa manera comienza a crearse un buen ambiente de motivación y concientización. Las acciones correctivas deben iniciarse con las medidas de sin inversión (housekeeping), y divulgar sus resultados para una mayor motivación del personal. Asimismo, debe complementarse el programa con cursos de capacitación dirigidos al personal, y de incentivos. Lo que incidirá en mayores rendimientos del mismo. 2. EJEMPLO: AUDITORIA ENERGÉTICA EN HOSPITALES 2.1 CONSIDERACIONES • Cada hospital es diferente en términos de tamaño, los servicios que provee y las funciones especializadas que ofrece. • Estos factores, junto con los diseños arquitectónicos y estructurales, inciden en el diseño de todos los sistemas de ingeniería para cada hospital en particular. • En todos los países se tienen estrictos códigos y normas en el diseño de hospital, construcción y operación, así como en los sistemas mecánicos y eléctricos. 42 TECSUP - PFR Auditoría y Eficiencia Energética • En todo hospital pueden encontrarse sustanciales ahorros, en los diferentes sistemas como: - Calefacción, ventilación y aire acondicionado. - Sistema sanitario de agua caliente. - Sistema de agua fría. - Cocinas. - Lavandería. - Sistema eléctrico. La definición, implantación y administración de un programa de eficiencia energética requiere de un cuadro y soporte adecuados para identificar y evaluar las oportunidades de ahorro. Se requiere responder a estas preguntas: ¿Cuánto de energía se consume? ¿Dónde se consume? ¿Cómo se consume? Y se podrá responder, ¿cuándo y dónde su eficiencia puede ser mejorada? Para ello se requiere una inspección comprensiva y detallada de los usos y pérdidas de energía, conocida como Auditoria Energética. El personal de mantenimiento puede efectuar lo que denominamos una Auditoria Energética Preliminar (AEP). La AEP utiliza sólo los datos disponibles y no requiere instrumentación sofisticada; se realiza en un corto período de tiempo. La AEP da énfasis en identificar fuentes obvias de posible mejoramiento en el uso de la energía. Por ejemplo, la falta de aislamiento, fugas de vapor, instrumentación defectuosa y equipos que operan innecesariamente. El típico resultado de la AEP es un conjunto de recomendaciones de bajo costo y acción inmediata, así como una recomendación de un análisis más profundo de la situación energética, es decir una auditoria energética detallada. AEP en el sistema eléctrico: • Record global de demanda de energía y potencia máxima y promedio. • Record de demanda de energía por secciones del hospital. • Medir los niveles de iluminación de los ambientes de las diferentes secciones. 43 Auditoría y Eficiencia Energética TECSUP - PFR • Chequear la operación y consumo de energía de todos los equipos médicos como rayos X, equipos de laboratorio, etc. • Chequear la correcta y segura operación de los ascensores. • Chequear la correcta operación de los equipos de medición. • Chequear la correcta operación del sistema de generación eléctrica de emergencia. Figura 1 Diagrama de carga típico de un Hospital de Apoyo. PARÁMETROS REGISTRADOS MÁXIMA DEMANDA DEMANDA PROMEDIO H.P. 32.00 kW H.P. 21.16 kW H.F.P. 48.60 kW H.F.P. 26.86 kW DÍA 48.60 kW DÍA 25.67 kW ENERGÍA ACTIVA ENERGÍA REACTIVA H.P. 105.78 kWh H.P. 71.54 kVARh H.F.P. 510.33 kWh H.F.P. 360.64 kVARh DÍA 616.10 KWh DÍA 432.18 kVARh FACTOR DE POTENCIA (PROMEDIO) 0.83 PARÁMETRO CALCULADO FACTOR DE CARGA TOTAL (Demanda promedio/Demanda máxima) 0.53 Nota: La planta opera los 3 turnos H.P.: Horas Punta (18 a 23 h) H.F.P.: Horas Fuera de Punta Tabla 1 Resumen de parámetros eléctricos medidos y calculados. 44 TECSUP - PFR Auditoría y Eficiencia Energética I.6.2 Estructura de Demanda por subestaciones de un Hospital de Apoyo 37% 45% SS.EE. A SS.EE. B SS.EE. C 18% ESTRUCTURA DE DEMANDA POR TIPO DE CARGA - HOSPITAL DE APOYO 10% LAVAND./COCINA CONSULTORIOS CASA DE FUERZA 3% 33% 19% AIRE ACONDICION. EMERG./MATERNO 16% 14% 5% OFICINAS/LABOR. OTRAS CARGAS Figura 2 Estructura de Demanda 45 Auditoría y Eficiencia Energética 2.2 TECSUP - PFR DIAGRAMA DE FLUJO DE ENERGÍA PÉRDIDAS D I E S E L T R A N S F O R M ILUMINACIÓN MÁQUINA DE PROD. HORNOS REFRIGERACIÓN ILUMINACIÓN MÁQUINA DE PROD. E L E C T R I C I D A D SECADORES PRENSAS BOMBAS COMPRESORES ACONDICIONADORES DE AIRE PÉRDIDAS DE DISTRIBUCIÓN ESTERILIZADORES T h A N g G A S PÉRDIDAS Figura 3 Diagrama de flujo de energía 3. IDENTIFICACIÓN DE MEDIDAS DE AHORRO DE ENERGÍA 3.1 MEDIDAS SIN INVERSIÓN Comúnmente denominadas de “housekeeping”, relacionadas con los modos operativos, seguimiento y control. Por ejemplo: 46 TECSUP - PFR Auditoría y Eficiencia Energética • Ajustes de los controles de relación aire-combustible en calderas y hornos. • Desconexión de equipos que no están en producción. • Programación correcta de la producción evitando tiempos muertos. • Sustitución de fluorescentes T12 (40 W) por fluorescentes T8 (36 W) a medida que se vayan quemando (tienen el mismo precio). 3.2 MEDIDAS CON BAJA O MEDIANA INVERSIÓN También denominados de "retrofitting", generalmente tienen retorno menor a un año. Por ejemplo: • Recuperación de condensados de vapor. • Corrección del factor de potencia. • Uso de controladores de velocidad. 3.3 MEDIDAS CON ALTA INVERSIÓN Se refieren a “cambio de tecnologías y/o procesos” con tiempos largos do retorno de capital. Por ejemplo: • Instalación de equipos de alta eficiencia (motores, calderos). • Uso de controlador automático de demanda. • Cambio de procesos químicos, métodos de secado, etc. 47 Auditoría y Eficiencia Energética 3.4 TECSUP - PFR EJEMPLO DE PLAN DE ACCION (caso típico de hospitales) TIEMPO DE IMPLANTACIÓN FASE MEDIDA 1 Establecer Organización Energética Programa de Motivación al Personal 1 Inmediato Inmediato 1 Retorno de Condensados Inmediato 1 Fugas de Vapor Inmediato 1 Fugas de Aire Comprimido Inmediato 1 Aislamiento de Tuberías Inmediato 1 Optimización Tarifaria Inmediato 1 Uso de Fluorescentes T8 (36 W) 2 Corrección del Factor de Potencia Inmediato 2 Monitoreo de Energía Eléctrica A la instalación de medidores 3 Redistribución de Cargas Eléctricas Progresivo Mediano plazo Progresivo ACCIÓN REQUERIDA Designar un Responsable y el Comité de Energía a. Pegar carteles b. Realizar reuniones c. Comparar rendimientos d. Solicitar aportes e ideas Instalar tuberías para conectar tanques receptores de condensados con sistema de retorno Localizar las fugas y hacer un plan para repararlas como parte de programa de manto. Localizar las fugas y hacer un plan para repararlas como parte de programa de manto. a. Identificar falta aislamiento b. Contactar proveedores c. Solicitar materiales d. Instalar a. Solicitar cambio de tarifa b. Instalar medidor electrónico c. Cambio de tensión a. Solicitar compra de fls T8 b. Sustituir fls deteriorados o al final de su vida útil a. Contactar proveedores b. Especificar condensadores c. Solicitar materiales d. Instalar a. Establecer metodología b. Preparar hoja de cálculo o software a. Identificar cargas y tableros b. Determinar necesidades de materiales y servicios c. Ejecutar acciones Tabla 2 Auditoria en un hospital. 48 TECSUP - PFR 4. Auditoría y Eficiencia Energética BIBLIOGRAFÍA 1. Ministerio de Energía y Minas; “Eficiencia Energética”, Proyecto para el Ahorro de Energía – PAE; Perú. 49 Auditoría y Eficiencia Energética TECSUP - PFR ANOTACIONES ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. 50