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Diagnóstico informatizado de eficiência energética: uma proposta

1. 105 Tabela 09 Valores mensais registrados no hor rio de ponta para a maior demanda medida M s ano Consumo Maior Hor rio Dia m s Fator Demanda Fator de kWh Demanda de reativa pot ncia KW carga KVAr Mar o 2003 3 594 191 17 45 20 3 0 28 104 0 88L Abril 2003 4 698 201 20 00 15 4 0 35 113 0 87L Maio 2003 1 194 179 17 30 16 5 0 10 96 0 88L Junho 2003 1 022 85 20 15 04 7 0 18 40 0 91L Na Tabela 10 est o registrados os valores medidos com o analisador de energia para as etapas de medi es de 01 a 08 conforme segii ncia abaixo ETAPA 1 medi o geral no transformador de 300 kVA ETAPA 2 medi o geral no transformador de 225 kVA ETAPA 3 medi o com o motor operando sem carga na fita superior com o carregamento de 509 ETAPA 4 medi o com o motor operando com carga na fita superior com o carregamento de 75 ETAPA 5 medi o com o motor operando sem carga no elevador duplo ETAPA 6 medi o com o motor operando com carga no elevador duplo ETAPA 7 medi o no transformador de 75 kVA ETAPA 8 medi o no motor n 35 de 50 Com o analisador registrou se as medi es das etapas 1 a 8 para testar as planilhas do software como segue Etapas 1 2 e 7 utiliza se os dados para verificar os taps dos transformadores e o n vel de tens o da rede de distribui o 106 Etapas 3 e 4 utiliza se os dados para verific
2. Tens o Medida Vac ES Tens o MedidaVab B 360 M xima Tens o Medida Vbe C 370 Calcular Valor M dio 5 Vac Vab max 3 C lculo do Desequilibrio 4 l mas med med 00 Gravar e Fechar Figura 41 Verifica o da Qualidade de Energia fornecida pelo Circuito Print Preview E fe Je OB mu lt gt SS HS ml Relatorio Estudo Especial Redimensionamento de Circuito Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 Transfomador 01 Setor SECADOR Pot ncia Resultado Nome Motor tem Motor Motor Se for maior que 1 dever ser corrigido AERADOR 1 DO ARMA ZEM 35 40 1 83 Total de Motores com Estudo Especial para o Transformador os 1 Page 1 of 1 Figura 42 Relat rio da Verifica o da Qualidade de Energia Fornecida por V rios Circuitos 131 Referente a empresa analisada como teste do software demonstrou se uma economia de at 27 de redu o no gasto com energia Verifica se uma redu o de consumo de 6 451 20 kWh ano devido ao desligamento por 60 dias do transformador n 1 de 300 kVA uma redu o de energia el trica de 947 51 kWh ano na substitui o do motor n 7 por motor de alto rendimento uma redu o de consumo de energia de 1891 93 kWh ano na instala o de um inversor de frequ ncia no motor n 03 folga no sistema e transformadores com a corre o do fator de pot ncia corretamente distribu do e com o hor rio de funcionamento adequado folga nos
3. o de soft starter em um ensaio com motor trif sico de pot ncia 1 86 kW 220 V e corrente nominal de 7 5 A foi poss vel obter para a condi o de carga leve com corrente de opera o de 2 75 A uma economia de 5 76 para o motor ensaiado A WEG 2002 cita em seu guia de aplica o que um dispositivo de partida suave soft starter que inclua caracter sticas de otimiza o de energia simplesmente altera o ponto de opera o do motor Esta fun o quando ativada reduz a tens o aplicada aos terminais do motor de modo que a energia necess ria para suprir o campo seja proporcional 43 demanda da carga Por m este tipo de otimizac o de energia possui alguns inconvenientes principalmente a gera o de tens es e correntes harm nicas e varia es no fator de pot ncia Trabalho realizado por S et al 1990 apresentam o equacionamento utilizado para elabora o de um programa digital em microcomputadores que permite a determina o do rendimento de motores de indu o trif sicos atrav s da medi o de corrente e tens o de opera o do motor A medi o feita atrav s de placa de aquisi o de dados que est diretamente conectada ao microcomputador permitindo se desta forma a determina o imediata do rendimento do motor Conforme a publica o do Cat logo Geral de Motores El tricos da WEG 2000 o motor el trico a m quina destinada a transformar energia el trica em energia mec nica o mais usa
4. o A conserva o de energia el trica na agroind stria necessita de uma melhor avalia o considerando suas caracter sticas e os tipos de atividades desenvolvidas visto que outros segmentos industriais j est o a algum tempo se preocupando instalando controladores de demanda motores de alto rendimento banco de capacitores automatizados e quando necess rio redimensionando os motores el tricos Tendo em vista como 8 aprimoramento e a necessidade de se dispor de uma ferramenta computacional que agilizasse a realiza o de diagn stico energ tico nas instala es Este trabalho tem como objetivo desenvolver um software para avaliar o consumo de energia de uma agroind stria observando o custo da efici ncia energ tica em cada etapa fazendo de maneira pr tica e de f cil aplica o para o usu rio Foi testado em uma empresa de secador e armazenamento de cereais denominada Produsoja Cereais Ltda situada no munic pio de S o Gabriel do Oeste MS 3 REVIS O DE LITERATURA 3 1 Pol tica Energ tica Segundo Poole amp Geller 1997 durante muito tempo o pre o da energia el trica foi um fator inibidor da ado o de medidas de conserva o Sucessivos governos reduziram as tarifas de energia el trica como parte de pol ticas para baixar a infla o a curto prazo O pre o m dio da energia el trica no Brasil caiu quase 50 desde o in cio da d cada de 70 at 1993 quando ficou abaixo de US 35 MWh Entretanto e
5. o tarif ria baseada nos crit rios da estrutura tarif ria vigente adequa o de for a motriz baseada no ndice de carregamento e hora de funcionamento para verificar motores superdimensionado a utiliza o de inversor de frequ ncia e a utiliza o de banco de capacitores fixos e autom ticos de acordo com o crit rio de funcionamento an lise do n vel de tens o fornecido pelos transformadores e concession rias de energia e utiliza o de motores de alto rendimento adequados situa o de carga INFORMATIZED DIAGNOSIS OF ENERGY EFFICIENCY A PROPOSAL TO THE AGROINDUSTRIES Botucatu 2004 149p Tese Doutorado em Agronomia Energia na Agricultura Faculdade de Ci ncia Agron micas Universidade Estadual Paulista Author FELIX ABRAO NETO Adviser Prof Dr ODIVALDO JOSE SERAPHIM SUMMARY Electric energy conservation in industry requires a better evaluation due to its features and the kind of activities developed considering that other industry segments have being conserned with the instalation of demand control engines of high performance authomatized capacitor data bases and when necessary correction the dimention of eletric engines Having in mind the iprovement and necessity of computer tool which could speed the accomplishment of energy diagnoses in installations This study aims at developing a software to evaluate the energy consuption in the agroindustry observing the energy efficiency costs in each phase i
6. s o os motores projetados para fornecer a mesma pot ncia til na ponta do eixo que outros tipos de motores e consumir menos energia el trica da rede Construtivamente os motores de alto rendimento possuem as seguintes caracter sticas chapas magn ticas de melhor qualidade a o sil cio maior volume de cobre que reduz a temperatura de opera o enrolamentos 52 especiais que produzem menos perdas estat ricas rotores tratados termicamente reduzindo perdas rot ricas altos fatores de enchimento das ranhuras que prov m melhor dissipac o do calor gerado an is de curto circuito dimensionados para reduzir as perdas Joule e projetos de ranhuras do motor que s o otimizadas para incrementar o rendimento Campana et al 2000a avaliou se a viabilidade t cnica e econ mica da adequac o da pot ncia de motores el tricos convencional em relac o ao alto rendimento a partir do n mero de horas de funcionamento anual e conseqiiente redu o da pot ncia dos motores foi vi vel economicamente na maioria das situa es A adequa o de for a motriz como alternativa de gerenciamento do lado da demanda deve ser estudada para cada situa o de carga isto bomba centrifuga tipo de motor n mero de horas de funcionamento e os par metros econ micos A substitui o de motores tipo convencional por outros de alto rendimento adequado e ou aumento do n mero de horas de funcionamento anual podem apresentar taxas internas de
7. 29 30 31 Entrada de Dados das Medi es Locais e Cargas Instaladas no Transformador 114 Relat rio da Carga Instalada em todos os Transformadores do Sistema PAA ORNE DA AR RN PM RR RR RR O DO RR O NR IR 115 Relat rio da Carga Instalada em Todos os Transformadores do Sistema PNA 52S o a RO PDR E URSS NS RR EN CANADA A UR RR DTT 116 Entrada de Dados para ver a Economia de Energia com a Revers o de Carga 117 Verifica o da Economia em kWh Atrav s da Aplica o de Revers o de Carga par outro Franstformadon as ds dA dn iei e iepa tnaa a sonia nadam aaa 118 Relat rio da Economia de Energia em kWh Atrav s da Revers o de Carga para V rios Transformadore DD E RR POR sty espe PRN OSS E A o TIR 118 C lculo da Pot ncia do Banco Geral de Capacitores para Suprir a Demanda da Energia Reativa da Carga e do Banco Fixo para Suprir a Demanda de Energia Reativa do Transformador O Lopo aims a eas pc dad dg Reap vires dated REE 119 C lculo da Pot ncia do Banco Geral de Capacitores para Suprir a Demanda da Energia Reativa da Carga e do Banco Fixo para Suprir a Demanda de Energia Reativa do Transformador 02 sms areais ciar A aa ola EA dean ada Sobral aa Udo o 120 Cadastro da Corre o do Fator de Pot ncia por Transformador 120 Apresenta o da Corre o Individual para os Motores e do Banco Autom tico de Capacitores para Suprir a Demanda de Energia Reativa do Restante da Carga do Trans
8. 4 3 5 Tarifa Horo Sazonal A Zul isca cenefscnfas ao a oo dates ode DE RED DER ED DER ERE DER E DR ER DE msmo Saida 96 4 3 6 Tarifa Horo Sazonal Azul com Uso do Gerador ou cece ee eeeeeeeeeneeeeeseeeeees 97 4 4 Cadastro dos Transformadores por Setor e reereeeeereaeaaaa 97 4 5 Carga Instalada por Setola e E ER ET a heen meee 97 46 REVEersao de CAga nt eos A tata AE E E Rs 98 A Correcao do Fator Ge Olen Cle sous acd leds e a EE a EnaA 98 4 8 Ajuste de Taps dos Transformadores sscsssssssssecsssesssssecssescsssesecsssseseeesesonsess 100 4 9 Analise do Carregamento dos MOLOres asa azs pis crsiisacatapamin cade sdaasesechoavicsebninouessantaie 100 4 10 Motores de Alto Rendimento AULA AA Spa gola bane O pa papas C Comu lol bia dd na 101 41 1 Aplica o de Inversores de Frequ ncia ssisiss osos aos e aia oen ea ae aum acea sa acea caen agua 102 4 12 Verifica o do Dimensionamento dos Circuitos dos Motores 103 5 RESULTADOS E DISCUSSAO ssssssssssssssscssssssssssossnscnscssssnssuscnseascsssenssascascnscssccusensess 104 5 1 Coleta de Dados e Medi es P CICAS ie 3 ccssncsdeaasuetntdanseedaaanaaczagrsdvnentndaadedeaanaenssonsesee 104 5 2 Apresenta o da Aplica o do Software ANAEEL 107 5 2 1 An lise da Melhor Tarifa o na sp BETA on orca Ate eee 109 5 2 2 Cadastro dos Transformadores por Setores sissss sosa aseo aia aio acae oen cae ea
9. 45 b Por desbalanceamento de pot ncias nas fases em dado momento c Utiliza o de cabos com bitolas diferentes Em motores de indu o a opera o desequilibrada das tens es nas fases ocorre quando as tens es aplicadas ao estator n o constituem um conjunto polif sico sim trico ou quando os enrolamentos do estator ou rotor n o constituem um conjunto polif sico sim trico relativo as fases Fitzgerald et al 1977 No Brasil a NBR 7094 define como desequilibrado o sistema trif sico que opera com a componente segii ncia zero acima de 1 da seqii ncia positiva ou ainda componente de sequ ncia negativa acima de 1 e 1 5 da seqii ncia positiva durante per odos prolongados e curtos respectivamente Em motores el tricos o desequil brio de tens o causa dentre outras a Redu o da efici ncia b Redu o do conjugado dispon vel para carga c Redu o do fator de pot ncia d Aumento da temperatura e Redu o da vida til Para motores operando a plena carga um desequil brio das tens es de 3 causa um desequil brio de corrente na faixa de 20 a 25 Um desequil brio da ordem de 3 5 na tens o pode aumentar as perdas do motor em 20 BRASIL 2000 A tens o da rede deve ser regularmente monitorada e um desequil brio maior do que 1 deve ser corrigido Lacerda Filho 1998 em uma unidade de beneficiamento de sementes de milho com base nas pot ncias instalada e estimada e nas caracter sticas operacion
10. Unidade de leitura de CD ROM Recomendada a exibi o de 800 x 600 m nimo de 256 cores cor de 16 bit 8 4 Desinstala o Para desinstalar o programa utilize a caixa de di logo Propriedades de adicionar remover programas no painel de controle do Windows Para acessar a caixa de di logo Propriedades adicionar remover programas Na barra de tarefas do Windows clique em Iniciar aponte para Configura es clique em Painel de controle em seguida clique duas vezes em Adicionar remover programas 8 5 Poss veis Problemas 8 5 1 Instala o Quando a instala o n o conclu da necess rio primeiramente examinar seu computador para certificar se que n o esteja infectado por v rus Execute um programa anti v rus com o ltimo arquivo de assinaturas e permita que o programa remova todos os v rus Consulte a documenta o do software anti v rus sobre como obter arquivos de assinatura de v rus atualizados Caso persista o problema verifique a instala o de seu Sistema Operacional podendo ter que reinstal lo 149 8 5 2 Impress o Geralmente os problemas de impress o podem ser corrigidos com as seguintes verifica es O driver controlador de impress o n o est instalado corretamente O nome que aparece na caixa de impress o o mesmo da pr pria impressora Outros programas conseguem imprimir corretamente Na caixa de di logo de configura o da impressora menu
11. m sobre os acr scimos de informa es tais como modelo designa o da carca a da m quina grau de prote o sobrevelocidade admiss vel temperatura ambiente m nima admiss vel fator de servi o massa total n mero dos rolamentos capacit ncia e tens o do capacitor 48 3 9 Superdimensionamento de Motores Em pesquisa realizada por Moraes et al 1985 em conjunto com a CEPEL Centro de Pesquisas de Energia El trica detectou se o problema de superdimensionamento de motores el tricos em nivel acentuado em equipamentos agricolas onde as condi es de funcionamento s o mais prec rias e que exigem na maioria das vezes dos fabricantes de m quinas agr colas o uso de motores com grande reserva de pot ncia Segundo Brasil 1998 quando em regime cont nuo deve se especificar o motor para operar entre 75 e 100 da pot ncia nominal o que corresponde a faixa de melhor rendimento No dimensionamento de motores el tricos n o basta medir a corrente consumida e substituir o motor por um de menor pot ncia baseado na propor o de corrente absorvida versus corrente nominal Al m da curva de corrente n o ser totalmente linear em fun o da pot ncia fornecida deve se avaliar as condi es de partida do motor Existem v rios fatores que podem provocar o superdimensionamento de motores el tricos entre os quais podem ser citados 1 Falta de informa o sobre m todos de dimensionamento 2 Desconhecimento das caracter sticas
12. o da Economia em kWh Atrav s da Aplica o de Revers o de Carga para outro Transformador Print Preview O88 s Sh do dd 84 Uae Close IRELAT RIO DE EFICI NCIA Revers o de Carga Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 Transformador Desligado Setor Pot ncia Tempo Desligamento o1 SECADOR 300 eo ECONOMIA DE ENERGIA KWH 6 451 20 Page a of 1 Figura 26 Relat rio para V rios Estudos de Economia de Energia em kWh Atrav s da Revers o de Carga 119 5 2 4 Correc o do Fator de Pot ncia As telas das Figuras de 27 a 29 apresentam os resultados dos c lculos do banco de capacitores necess rio para corrigir o fator de pot ncia em 0 92 da carga de cada transformador A Figura 30 apresenta os valores das pot ncias reativas fixas para suprir a demanda reativa de motores cadastrados para este estudo conforme a Figura 31 e desconta se este valor do calculo geral e apresenta se a pot ncia do banco de capacitores autom tico para suprir a demanda de pot ncia reativa do restante das cargas Os valores dos capacitores para suprir a demanda reativa dos motores e transformadores j constam no banco de dados do software Corre o de Fator de Pot ncia Inserir Transformador Alterar Gravar Cancelar X Excluir H Sair Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Consulta Transformador 01 Fator de Pot ncia Demanda 165 00 Calcular Pot ncia Total do Banco de Capacitores KVAr PTBC Tan ArcC
13. odo seco tende a ser mais oneroso pois est associado a um maior risco de d ficit decorrente da probabilidade da ocorr ncia de per odos com pouca precipita o pluviom trica Devidos a esses fatos t picos do comportamento da carga ao longo do dia e ao longo do ano em rela o disponibilidade de gua foi concebida a estrutura tarif ria horo sazonal tarifas Azul e Verde que compreende a sistem tica de aplica o de tarifas e pre os diferenciados de acordo com o hor rio do dia ponta e fora de ponta e per odos do ano seco e mido A finalidade da atribui o de pre os diferenciados se justifica principalmente por motivos originados no sistema el trico tendo em vista a necessidade de a Estimular o deslocamento de parte da carga para os hor rios em que o sistema el trico estiver menos carregado 24 b Orientar o consumo de energia para per odos do ano em que houver maior disponibilidade de gua nos reservat rios das usinas Isto levar o mercado utilizar mais racionalmente a energia compativel portanto com o potencial de produc o existente no sistema el trico interligado A m dio e longo prazo a entrada no sistema el trico de novos clientes acarretar menores investimentos unit rios j que a consequente libera o da capacidade de atendimento oriunda do deslocamento da carga e consumo poder ser usada no suprimento do novo mercado Os pre os diferenciados tamb m permitir o ao cliente r
14. sica com carga na sa da da chave contatora e nos bornes dos motores identificou se a variac o na tens o devido a diferenca na bitola do condutor e tomou se como crit rio realizar a an lise apenas em motores com diferenca maior que 1 para providenciar a substitui o do circuito conforme Equa o 41 ELETROBRAS 2000 DT MT VM VM 41 Onde DT desequil brio de tens o MT m xima tens o V VM valor m dio da tens o V 5 RESULTADOS E DISCUSSAO 5 1 Coleta de Dados e Medi es El tricas 104 Com os dados de energia el trica obtidos atrav s de relat rio de mem ria de massa apresentados nas Tabelas 08 e 09 pode se alimentar e testar o software ANAEEL F z se uma an lise e prop s se solu es para melhorar a efici ncia energ tica considerando as condi es t cnica e econ mica da Empresa em estudo P de se tamb m determinar a melhor tarifa a ser aplicada na empresa em fun o do consumo demanda fator de pot ncia e fator de carga Tabela 08 Valores mensais registrados no hor rio fora de ponta para a maior demanda medida M s ano Consumo Maior Hor rio Dia m s Fator Demanda Fator de kWh Demanda de reativa pot ncia kW carga KVAr Mar o 2003 68 459 335 5 45 08 4 0 30 165 0 90L Abril 2003 110 357 343 9 00 11 4 0 48 171 0 89L Maio 2003 54 707 261 9 15 29 5 0 31 202 0 79L Junho 2003 31 111 177 13 45 23 6 0 40 157 0 75L
15. sico com pot ncias nominais compreendidas entre 3 a 100 cv de quatro fabricantes brasileiros Afirma a necessidade de revisar as normas brasileiras de especifica o de motores e permitiu desenvolver modelos para determina o das perdas a partir da corrente absorvida pelo motor com bastante precis o Segundo Shindo amp Soares 1998 a medi o da pot ncia de entrada o melhor m todo de determina o do carregamento de motores de indu o trif sicos Comparando os resultados de avalia o do carregamento por m todos de medida da corrente da pot ncia de entrada e do escorregamento p de se verificar que em 78 dos motores estudados a medi o da pot ncia de entrada demonstrou precis o superior aos demais m todos apresentando um erro m ximo de 5 Motores el tricos s o equipamentos que dentro de certos limites t cnicos fornecem a quantidade de energia mec nica demandada pela carga Filtzgerald et al 1977 Isto significa que o rendimento do motor poder ser insatisfat rio e seu funcionamento poder ser otimizado Dentre os fatores que afetam o desempenho dos motores el tricos citam se dimensionamento incorreto desequil brio entre fases e varia o da tens o de alimenta o em rela o a nominal Uma das perturba es a que est o sujeitos os circuitos el tricos denomina se desequil brio de tens o e causada geralmente por a Perda total ou parcial na isola o ou na continuidade de um condutor
16. transformador Eletricidade Moderna S o Paulo pg 40 50 Fevereiro de 2003 VESHENEVSKY S Caracter sticas de los motores en el accionamiento el ctrico Moscow Mir Publishers 1972 407 p 145 8 AP NDICE ANAEEL for Microsoft Windows Manual do usuario 146 147 8 1 Instalac o do Anaeel Feche todos os programas abertos e desconecte se da Internet antes de executar o Programa de Instala o Para a instala o do programa execute o arquivo SETUP EXE a partir do CD ROM depois siga as instru es na sua tela para concluir a instala o Na instala o criado um grupo de programas com o item EFICI NCIA o qual ser usado para a execu o do mesmo Nenhuma configura o do computador alterada durante a instala o e execu o do programa 8 2 Informa es T cnicas 8 2 1 Diret rios Pastas Utilizados A instala o do programa coloca todos os arquivos necess rios al m daquele padr o do Windows no diret rio indicado pelo usu rio 8 2 2 Arquivos Acrescidos no Windows Durante a instala o colocado o programa BDE Borland DataBase Engine que permite a conex o do software com as tabelas de dados 8 3 Requisitos do Sistema Estes s o os requisitos m nimos do sistema para a execu o do programa Computador pessoal 200 MHz compat vel ou mais r pido 148 Windows 95 98 NT4 2000 Me XP 32 MB RAM Espa o livre de 10 MB no disco r gido
17. 0 736 T HF Cv nR nLp Obs Considerando a Tarifa de Energia El trica Constante ao Longo do Tempo a Gravar S Fechar Figura 37 Aplicac o de Motores de Alto Rendimento 127 E Print Preview BSH NON BE TE Case Relatorio Estudo Especial Alto Rendimento Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 Transfomador 01 Tempo de Sete SECADOR Pot ncia Horas Economiade Retorno Nome Motor tem Motor Motor Funcionamento Energia KWH Investimento ED oF 30 00 1500 947 51 4 85 Total de Motores com Estudo Especial para o Transformador of Page 1 of 1 Figura 38 Relat rio de V rios Estudos de Aplica o de Motores de Alto Rendimento 5 2 8 Inversor de Freqii ncia Na tela apresentada na Figura 39 coloca se o n mero do cadastro do motor e a hora de funcionamento anual do mesmo para carregamento de 50 e 75 e atrav s de dados transportado pelo software do Quadro 10 etapa 3 e 4 obt m se como resultado a economia anual de energia na utiliza o de um inversor de fregii ncia para acionar o motor para o motor n 03 a economia anual foi de 1 891 00 kWh 128 Inversor de Frequ ncia Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Transformador 01 Motor 03 v Setor SECADOR Pot ncia do Motor Nro de Polos i Tens o em Volts Pot ncia Util a 50 em Kwh Horas de funcionamento 50 Eu Corrente a 50 20 Rendimento a 50 Fator de Pot ncia a 50 bt Calcular Pot ncia til 50 2 2097
18. 11 Inversores de Frequ ncia isisss saio as soan ta Fobia a aca Db e DER as 54 3 12 Ar OUTS EI AS a a a a AD DA bend Gens GNR da DOS 62 3 13 Secador e Armazenagem de Gros 5 2 53 do tint oa aia sas fase a DE dean ED E DD REDE odeia psd ciano hasten 65 3 131 M quinas de Pr limpez acalma nas ere na EDS 65 313 2 Secadores de Cerca AA ATA AO ATA A A Don ab Do Sd 69 3 13 3 Elevadores de Ca ambas nnen noei A AE ema EDAD dad ei DOS 71 3 13 4 Fitas ou Correias FransportadorAs sasasacefatuaiataadasuaroscameni potes dardo clone sopas puta tdo 74 3 13 5 ROSCaS Transporrtadoras sestiere aeaieie iaieiiea tirkes 77 Dil DOS 6 EE EA ARREPENDI RR RAR RN 79 4 MATERIAIS E M TODOS varone E A ERA REO 81 4 l Descri o da Agroimd stria vneseni ae EEE a iaaa 81 4 2 Coleta dos Dados e Medi es El tricas esnssessessssssssesseesssesssessreesetssressrssseeseesssessess 87 42 1 Memoria de MASSAS ecrane ee naaa a A EEEE a sa 87 4 2 2 Medi es com Analisador de Energia eesseeesssseesseesesrrssesresresresrssresresresresrese 89 4 3 Desenvolvimento de Software para An lise de Energia El trica ANAEEL 91 4 3 1 An lise de Aplica o da Melhor Tarifa ccssssscsssscsssesseesssscsesssessssesees 93 AD 2 Tanta Convencional bids AA TA TADAS Ata tts DO ea AA ua a 95 ASS Tarifa H r Sazonal Verdes isas tan DD ED DE A aE aaa ere 95 4 3 4 Tarifa Horo Sazonal Verde com Uso de Gerador 00 eeeeseeseesseeseeseeeeeeeees 96
19. 1996 foi de 5 1 Brasil 2000 pg 19 no per odo 2000 2009 a previs o de crescimento do consumo total de energia el trica das concession rias adotado como referencia para todo o pa s de 4 7 ao ano A oferta de energia el trica dever crescer de 64 300 MW para 109 400 MW incluindo as parcelas de energia importadas atrav s de interliga o com pa ses vizinhos A participa o termoel trica crescer de 9 2 para 25 no per odo Ser o instaladas cerca de 49 mil km de linhas de transmiss o em todo o pa s e cerca de 92 mil MVA em subesta es Este refor o exigir nos primeiros cinco anos investimentos totais de ordem de R 8 5 bilh es por ano De acordo com o relat rio do INEE 2001 o setor energ tico vem passando por profunda mudan a desde meados dos anos noventa Privatizou se as maiores partes das concess es de distribui o de energia el trica g s natural e uma parte crescente da gera o Ao mesmo tempo iniciou se a transi o para um novo marco institucional abrindo a 11 gerac o e a comercializac o da eletricidade para a concorr ncia criando novas ag ncias reguladoras e outras medidas de liberalizac o que mudam a din mica do mercado energ tico Brasil 2001 o programa nacional de energia el trica PROCEL originalmente institu do pela portaria interministerial n 1877 de 30 12 85 e posteriormente mantido pelo decreto de 18 07 91 uma iniciativa do governo federal para promover o uso efi
20. Hor rio fora de Ponta FCfp ao 12 664 kWfp 35 Onde kWhp consumo no hor rio da ponta kWhfp consumo fora da ponta kWp demanda na ponta kWfp demanda fora da ponta 66 horas do seguimento no hor rio de ponta 664 horas do seguimento no hor rio fora de ponta 730 n mero m dio de horas do m s Demanda kW M xima E Energia Demanda Efetivamente M dia Utilizada kWh t horas Figura 03 Gr fico de demanda em fun o do tempo durante um dia Fonte ENERSUL 1998 assim denominado a rela o entre a demanda m dia verificada num determinado intervalo de tempo e a demanda m xima registrada neste mesmo per odo O fator de carga calculado pelas concession rias do setor el trico para avaliar o comportamento operacional dos seus consumidores tarifados pelo sistema convencional e mede o grau de uniformidade da utiliza o de energia el trica de uma 36 determinada planta o fator mais caracter stico de avaliac o de racionalidade operativa de uma instalac o principalmente industrial Manter um elevado fator de carga no sistema significa obter os seguintes benef cios a Otimiza o dos investimentos da instala o el trica b Aproveitamento racional e aumento da vida til da instala o el trica incluindo os motores e equipamentos c Redu o e ou deslocamento da demanda de ponta d Introdu o de novas modalidades tarif rias amarela bin mia ou outra e Presta o de
21. Sqrt 3 v 150 N50 FP50 H50 1000 Pot ncia Util a 75 em Kwh Horas de funcionamento 75 500 Corrente a 75 ao Rendimento a 75 Fator de Pot ncia a 75 Calcular Pot ncia til 75 Sqrt 3 v 175 N 75 FP75 H 75 1 000 Calcular Energia Economizada em Kwh 18919 P50 P75 0 15 ha Gravar ag Sair Figura 39 Aplica o de inversor de Freq ncia e a Economia de Energia Gerada em kWh No relat rio apresentado da Figura 40 pode se sintetizar v rios estudos em uma mesma planilha 129 Print Preview OSH 41 gt n SS WS Cosel Relatorio Estudo Especial Inversor de Frequ ncia Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 Transfomador 01 Setor SECADOR Pot ncia Economiade Nome Motor tem Motor Motor Energia KWH FSA 03 25 1891 93 Total de Motores com Estudo Especial para o Transformador of Page 1 of 1 Figura 40 Relat rio da Aplica o de Inversor de Freqii ncia para V rios Motores 5 2 9 Redimensionamento do Circuito de Alimenta o Na tela da Figura 41 verifica se atrav s dos dados das medi es da Tabela 10 referente a etapa 8 a necessidade do estudo de redimensionamento do circuito do motor n 35 onde se verificou que o motor est com queda de tens o em uma das fases maior que 1 sendo necess ria a corre o do circuito BRASIL 2000 130 Redimensinamento de Circuito Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Transformador 01 Setor SECADOR Motor 35
22. aca nea aio nino 113 5 23 REVErIrSa O de CATA A A A E A A RR A NPR NEED O 117 5 2 4 Corre o do Fator de Pot ncia ccccccecsesscesssseeecesseeeeseeeeeseeeecesseeceesseeeeeeaes 119 J2 DITAJUSTE AOS LAS RO RR RR IRA RD A oop ae eee oR 123 5 2 6 Superdimensionamento de Motores c rr ea cae con Dos 124 5 2 1 Motores de Alto Rendimento ar ssa paia eia seara caia 126 5 2 8 Invers r de FREQUENCIA essi O bar PD PR Da O a DEN 127 5 2 9 Redimensionamento do Circuito de Alimenta o 129 6 CONCLUS O assis sensato EAE N ERA 132 7 REFER NCIAS BIBLIOGRAFICAS sssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssnssssossssssessssssnnsssssoes 135 S A PENDICE hits due nussa sda ag q Aa neem 145 8 1 Iristala o do ANACO sas EA eile I ia eos AA dO cuia at dad isa head aa 147 8 2 Informa es T CNICAS ti afas easiest sete real a algun sad aea r a EUA da 147 8 2 1 Diret rios Pastas Utilizados 3 cceeecccccccesssscceecessseceeceeceesseeeceeeesessseeeeeeeees 147 8 2 2 Arquivos Acrescidos no Windows cessceseceeseeesseeeeseceeeeeceneeesaeeeseeeseeees 147 8 3 REQUISItOS O Sistema a SA a ga 147 8 4 DESINStAl AC Cito rn RS DR Oe eee a 148 8 3 Possiveis Problemas monni DD 148 E E EI ETE OEE EE E RR EAE 148 SS 2 Impressao sie ao reta ata CD 0 ET 149 LISTA DE TABELAS Tabela A AA A DUE OD E ba Et AA da RO Sn IA AI An fr T P gina 01 Perspectiva de conserva o de energia em GW eee iso coas ca
23. alguns motores da instala o 4 6 Revers o de Carga 98 Com a revers o pode se manobrar a carga de um transformador para outro na entressafra sazonalidade com a finalidade de economizar energia da perda interna dos transformadores de grande porte magnetiza o ficando at 60 dias desligados nesta unidade de estudo economizando tamb m vida til dos bancos de capacitores instalados para suprir os reativos dos transformadores operando sem carga e ficando energizado durante 24 horas por dia no sistema Esta economia pode ser calculada de acordo com a Equa o 33 PRE CIA 33 Onde CT consumo do transformador a vazio kW H quantidade de horas de desligamento PR quantidade de energia economizada com a revers o kWh 4 7 Corre o do Fator de Pot ncia Atrav s de medi es el tricas do fator de pot ncia realizadas por setor faz se o c lculo geral da quantidade de pot ncia reativa necess ria para corrigir o fator de pot ncia de todo o sistema para 0 92 sugere se bancos fixos para suprir o consumo de energia reativa dos transformadores e dos maiores motores e bancos autom ticos para o restante da carga conforme Equa es 34 e 35 satisfazendo assim uma boa rela o custo benef cio efici ncia energ tica PTBC TGARCCOS FP 0 4259 D 34 PBAC PTBC PBCM 35 e Onde PTBC TGARCCOS FP 0 4259 PBAC PBCT PBCM 99 pot ncia total dos bancos de capacitores para supri
24. construir grandes reservat rios e eventualmente operar usinas t rmicas alimentadas por energ ticos importados Segundo Enersul 1995 o comportamento da oferta de eletricidade ao longo do ano tem caracter sticas pr prias que podem ser visualizadas na Figura 02 Na Figura 02 a curva A representa a disponibilidade m dia de gua nos mananciais a ser represada nos reservat rios das usinas hidrel tricas constituindo o pot ncial predominante de gera o de eletricidade A curva B representa o comportamento m dio do mercado de energia el trica assumindo um valor m ximo justamente no per odo em que a disponibilidade de gua fluente nos mananciais m nima Esse fato permite identificar um per odo seco compreendido entre os meses de maio e novembro e um per odo mido compreendido entre os meses de dezembro de um ano at abril do ano seguinte 23 _ gt lt na Periodo Umido Penodo Seco Periodo Umido We DD gt gt gt gt M s Jan Dev Mar Abi Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Figura 02 Comportamento do consumo demanda de energia ao longo do ano Fonte ENERSUL 1995 Tarifas Horo Sazonais Azul e Verde Manual de orienta o ao cliente O atendimento do mercado no per odo seco s poss vel em virtude da capacidade de acumula o dos reservat rios das usinas que estocam a gua afluente durante o per odo das chuvas Assim o fornecimento de energia el trica no per
25. e passo da h lice e rota o A Equa o 26 define o c lculo da capacidade Q 0 47 f d p n d a Onde 78 26 Q Capacidade t h f Fator de enchimento d Di metro da h lice m p Passo da helic ide m n Rota o rpm 6 Peso Espec fico do produto t m3 a fator de corre o da capacidade conforme inclina o tabela 03 A pot ncia dos motores el tricos dos transportadores helicoidais tipo TRUA pode ser calculada em fun o da capacidade comprimento e fator de deslocamento conforme Equa o 27 Onde _0 75 QxLxKxb Pmot 414 27 Pmot Pot ncia do motor el trico kW Q Capacidade t h Le Comprimento m K Fator de deslocamento arroz 2 milho 2 soja 3 trigo 3 b Fator de Corre o da Pot ncia conforme a inclina o 79 Tabela 03 Fatores de corre o a e b utilizados nos c lculos de capacidade e pot ncia dos transportadores helicoidais Temperatura C 0 5 10 15 20 a 0 9 0 8 0 75 0 65 0 55 Fonte Kepler Weber Industrial S A 1999 3 13 6 Silos z O corpo do silo constitu do de chapas met licas galvanizadas onduladas e curvas que ligadas entre si formam an is Estes sobrepostos formam o corpo no di metro e na altura desejada Diretamente sobre o corpo se encontra o telhado e a estrutura de sustenta o da termometria No corpo encontramos ainda as escadas exte
26. el trica de um circuito para o outro variando os valores de corrente e tens o Nesta transfer ncia de energia ocorrem perdas que dependem da constru o do transformador e do seu regime de funcionamento As perdas s o de dois tipos em vazio no ferro e em carga no cobre As perdas em vazio correspondem s ocorridas no circuito magn tico por histerese e correntes de Foucault 38 As perdas em carga s o provocadas por efeito Joule ocasionando aquecimento O rendimento dos transformadores em geral elevado principalmente se o equipamento de boa qualidade O conjunto de suas perdas pode parecer desprez vel quando comparado sua pot ncia nominal tornando se significativo por m quando comparado com o consumo total da instala o uma vez que estes equipamentos permanecem em funcionamento praticamente o tempo todo Apesar do transformador ser projetado para operar adequadamente em condi es de carga nominal evidente que quanto maior for a carga do transformador maior ser o aquecimento do equipamento provocando uma redu o em sua vida til Por isso pode se utiliz lo com carregamento de 30 a 80 de sua pot ncia nominal obtendo se rendimento e vida til satisfat rios Veja a seguir outros pontos importantes e Eliminar progressivamente os transformadores muito antigos substituindo os quando ocorrerem avarias por outros mais modernos e Quando um transformador mantido sob tens o e n o fornece ne
27. entrada r pida do g s natural especialmente para a gera o termel trica o assunto da efici ncia energ tica ficou em segundo plano No entanto com a crise de abastecimento no in cio de 2001 a efici ncia energ tica mais importante do que nunca como elemento de pol tica energ tica do Brasil Houve algumas tend ncias promissoras antes da crise eclodir como o aumento dos recursos para efici ncia energ tica e novas iniciativas do PROCEL e o Conselho Nacional de Pol tica Energ tica CNPE come ou a atuar articulando a integra o necess ria para definir e implementar uma pol tica eficaz de efici ncia energ tica Desde a cria o do PROCEL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica em 1985 at o come o de 2001 conseguiu economizar 10 mil GWh ou seja com investimento em torno de R 300 milh es o programa evitou a constru o de cerca de 2 000MW de pot ncia instalada em usinas que exigiriam investimentos em torno de R 3 5 bilh es para serem constru das 6 Apesar de serem expressivos o volume de energia economizada e as cifras envolvidas os resultados ainda s o t midos frente a um levantamento do pr prio PROCEL que estima que 127o de todas a eletricidade produzida no Pa s o equivalente a 7500 MW de capacidade instalada s o desperdi ados Um volume significativo pois esta energia seria suficiente para suprir 40 do consumo residencial do Pa s Para instalar usinas capazes de produzir 75
28. fregii ncias vari veis mantendo se constante a rela o tens o fregii ncia Para medi es de pot ncias consumidas pelo motor de indu o trif sico MIT utilizou se o analisador trif sico Voltech PM 300 equipamento que permite leituras de formas de ondas de tens es e correntes n o senoidais Segundo Otoboni 2002 o inversor vetorial dever ser utilizado quando necessitamos de pelo menos uma das caracter sticas abaixo Torque elevado com baixa rota o ou rota o zero Ex ponte rolante Controle preciso de velocidade Ex eixo rvore de m quinas operatrizes Torque regul vel Ex tra o el trica O inversor escalar pode ser utilizado quando necessitamos de Partidas suaves Ex motores com cargas de alta in rcia Opera o acima da velocidade nominal do motor Ex furadeiras frezadoras Opera o com constantes revers es Ex eixos coordenados de m quina ferramenta Uma observa o importante a de que sempre um inversor vetorial pode substituir um escalar mas nem sempre o escalar pode substituir um vetorial Apesar disso nem toda aplica o cr tica o bastante para o uso do vetorial No que se refere ao aspecto construtivo de um inversor vetorial ele bastante semelhante ao escalar Alguns fabricantes utilizam at o mesmo hardware para os dois tipos mudando apenas o software aplicativo para controle vetorial Outros utilizam uma placa extra que quando presente transforma o in
29. ltil Rendi mento FSA 25 11 49 0 46 Total de Motores com Estudo Especial para o Transformador Page 1of1 Figura 36 Relat rio da Verifica o do Carregamento para V rios Motores 126 5 2 7 Motores de Alto Rendimento Na tela apresentada na Figura 37 coloca se o n mero do cadastro do motor e a hora de funcionamento anual do mesmo para se obter como resultado a economia anual de energia Para o motor n 07 a economia anual foi de 947 51 kWh Entrando se com os pre os dos motores em estudo na vers o alto rendimento e linha padr o mostra como resultado o tempo do retorno de investimento para troca do motor da linha padr o pelo motor de alto rendimento Para o motor n 07 verificou se o tempo de retorno de investimento de 4 85 anos e conforme o relat rio da Figura 38 p de se sintetizar v rios estudos em uma mesma planilha Motores de Alto Rendimento Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Transformador 01 M otor Setor SECADOR Nome Equipamento N mero de P los Pot ncia CV Horas de Funcionamento i Rendimento do Motor Linha Padr o Rendimento do Motor de Alto Rendimento Calcular Economia de Energia Kwh 7 0 736 HF CW 1 ALP 1 n8A Tempo de Retorno de Investimento Pay Back Pre o do Motor de Alto Rendimento 3700 Tarifa Energia El trica 0 2 Pre o do Motor da Linha Padr o 2780 Tempo de Retorno de Investimento Anos Calcular PRar PRIpYEE T ou PRar PRip n4R nLp
30. m traz que do consumo total de energia el trica do estado do Paran 44 empregada no uso industrial e desta 87 utilizada em motores el tricos sugerindo aos fabricantes que para desenvolverem uma m quina deveriam sempre considerar o bin mio m quina motor Oc cia et al 2002 constatou que nas instala es de bombeamento utilizadas para irriga o de arroz na regi o Fronteira Oeste do Rio Grande do Sul um grande pot ncial de conserva o de energia pois para uma pot ncia total instalada nos sistemas analisados de 8757 kW verifica se uma pot ncia liquida requerida da 4155 kW representando 47 44 da pot ncia instalada Os principais motivos de perdas s o tubula es mal dimensionadas utiliza o de bombas de baixa efici ncia falta de manuten o super dimensionamento de bombas bombas mal instaladas e baixo fator de pot ncia Em grande n mero de situa es reais a maior dificuldade por parte do especificador do acionamento a correta interpreta o do valor num rico a ele apresentado como in rcia bastante frequente que tal informa o venha do fabricante ou fornecedor do equipamento mec nico acionado e muitas vezes motores s o selecionados a partir de premissas falsas resultando em aplica es inadequadas que solicitam o motor al m de sua 50 capacidade t rmica ocasionando a queima do mesmo ou em motores superdimensionados com a conseqiiente opera o em pot ncia muito abaixo da nominal o
31. maioria dos motores que comp em uma unidade armazenadora que estes est o operando com pot ncia teis abaixo de 60 das pot ncias nominais as correntes teis assumem valores muito pr ximo das correntes m nimas nominais e os valores dos fatores de pot ncia m dios apresentaram valores muito inferior aos valores dos fatores de pot ncia nominais indicando a necessidade de uma melhor avalia o quanto ao dimensionamento das pot ncias dos mesmos visando otimizar o uso de energia el trica diminuir os custos de aquisi o de equipamentos 65 3 13 Secador e Armazenagem de Gr os 3 13 1 M quinas de Pr limpeza Weber 2001 m quina pr limpeza retira da massa de gr os impurezas como gr os de outras culturas ervas silvestres e daninhas materiais inertes terra cascas e p do pr prio produto M quinas com as caracter sticas de limpeza podem ser utilizadas como pr limpeza Esta op o vem sendo muito utilizada pois em muitos casos com o uso da m quina de limpeza antes do secador pode ser evitar o uso da p s limpeza Al m disso elas possuem mais capacidade de beneficiamento por contarem com maior ventila o e mais peneiras S o de constru o inteiramente met lica e fixas sobre bases geralmente de concreto O produto recebido na unidade descarregado na moega de recep o e elevado desde o fundo desta at uma altura determinada por um elevador de canecas da qual conduzido por gravidade atrav s de um
32. motores de indu o trif sicos In CONFER NCIA DE APLICA ES INDUSTRIAIS S o Paulo 1998 Anais Editora Tec Art v 3 pp 177 e 179 SELVA T C G Silva S R Rezete A J J An lise de desemprego de motor de indu o trif sico acionado por inversor PWM Eletricidade Moderna S o Paulo pg 40 50 Novembro de 2003 STAROSTA J Caracter sticas e crit rios de especifica o de grupos geradores Eletricidade Moderna S o Paulo pg 110 124 Janeiro de 2003 TEIXEIRA C A OLIVEIRA FILHO D LACERDA FILHO A F Racionaliza o do uso da for a motriz em f brica de ra o da UFV estudo de caso In SEMIN RIO ENERGIA NA AGRICULTURA INDICANDO NOVOS CAMINHOS PARA A PRODUTIVIDADE NO CAMPO 2 2001 Uberaba Anais Uberaba 2001 TEIXEIRA N M Determina o da capacidade liberada de energia ap s corre o do fator de pot ncia pelo n hiperbol ide 1999 101f Tese Livre Doc ncia em Agronomia Faculdade de Ci ncias Agron micas Universidade Estadual Paulista Botucatu 1999 TOWERS R P Bulk materials nanceling and storage In Feed manufacturing technology Chicago American Feed Manufactorers Association Inc pag 497_550 1970 WEBER E Armazenagem Agr cola Guaiba Agropecu ria 2001 396p 144 WEG Cat logo eletr nico de Produtos http www weg com br Jaragu do Sul RS Data da consulta 2000 WILHINSON M D Gerenciamento cont nuo de unidade como entender a vida til do
33. o de investimentos seja na substitui o de equipamentos e processos por outro de maior 7 rendimento seja na disposi o de controle e opera o investimentos estes com retorno garantido No setor industrial os sistemas de acionamento s o respons veis por aproximadamente a metade do consumo de energia el trica Sua efici ncia pode ser aumentada de diversas maneiras incluindo o uso de motores de alta efici ncia acionamentos de velocidade vari vel reposi o e redu o da pot ncia de motores superdimensionados e melhorando o suprimento de energia nos casos de tens o inadequada fases n o balanceadas etc Estudos de campo mostraram que aproximadamente 24 dos motores el tricos no Brasil est o operando com menos de 50 da sua capacidade nominal Considerando a realidade apresentada esta pesquisa oferece par metros para orientar consumidores agroindustriais a identificar oportunidades de conserva o de energia e implantar projetos de redu o de consumo atrav s de um diagn stico de efici ncia energ tica elaborado de uma maneira pr tica dentro das normas e padr es recomendados por rg os oficiais contribuindo para a efici ncia econ mica diminuindo o consumo de energia necess ria por unidade de produto e garantindo que a mesma produ o possa ser obtida com menos energia melhorando a prote o ambiental permitindo um crescimento de demanda de energia el trica sem que a oferta seja ampliada na mesma propor
34. retorno superiores a 60 Esses dados indicam o grande pot ncial de viabilidade t cnica e econ mica da racionaliza o de energia el trica a partir da adequa o de for a motriz Para a adequa o de for a motriz importante que se fa a a avalia o do ndice de carregamento e do ndice de rendimento do motor na condi o de carga atual A avalia o do ndice de rendimento atual do motor el trico pode ser determinada de tr s formas a Medi o da corrente el trica do estator b Medi o do fator de pot ncia c Medi o da pot ncia til 53 A determinac o do ndice de rendimento por meio da medic o da corrente el trica a mais utilizada por ser a mais simples De posse da corrente el trica do motor trabalhando a plena carga e seus dados de placa determina se o ndice de carregamento IC por meio da curva caracter stica de rendimento WEG 2000 Na determina o do ndice de rendimento de motores el tricos deve se levar em considera o o desbalanceamento de tens es e o n vel de tens o haja vista a grande influ ncia destes par metros no ndice de rendimento dos motores el tricos BRASIL 1998 De acordo com Brasil 2000 o motor el trico de indu o do tipo gaiola de esquilo o mais importante no uso final de energia el trica no pa s No Brasil a quantidade de energia por ele processada superior a 30 da energia el trica total gerada Diante disto qualquer iniciativa para aume
35. sao transportadoras de grande versatilidade existindo inclusive os modelos m veis sobre rodas conhecidos como chupim servem para o transporte horizontal ou inclinado e podem tamb m trabalhar na posi o vertical muito utilizada em caminh es de transportadores de ra o Exigem pouco espa o atendem pequenas e m dias dist ncias e capacidade Possuem um ndice maior de dano mec nico do que as correias Tamb m s o utilizadas como dispositivo de descarga dos silos met licos Os silos s o descarregados por gravidade atrav s de uma sa da com registro no centro sendo que ao final permanece uma certa quantidade de gr o cujo volume est limitado pelo ngulo do talude natural A retirada deste material e feita atrav s da rosca varredora As roscas transportadoras s o equipamentos destinados ao transporte de gran is e farelos e podem ser projetadas de duas formas b sicas as Truas que s o roscas que funcionam em calhas met licas no formato de U e as Roscas Tubulares que funcionam em tubos met licos Segundo Weber 2001 os transportadores helicoidais ou simplesmente roscas n o s o indicados para o transporte em elevadas inclina es por m possuem bom desempenho no transporte horizontal Podem ser alimentados em qualquer ponto bem como receber registros para a descarga em qualquer ponto do mesmo A capacidade dos transportadores helicoidais tipo TRUA pode ser calculada em fun o do enchimento da calha di metro
36. secador assado aa ia aa diana dean cae oen aq agi duel fada 70 06 Elevador de caramba Dn A AU a ane Ge ed LA EU Da TU Fads 12 07 Fluxograma das etapas operacionais ssesseesesseeseesesresresrtrresrirresrersesressesresseseese 82 08 Diagrama unifilar da entrada de Energia eee eee errar 88 09 Analisador de energia instalado oasis ccs seca cadsnodeasveseve nesta etocsvinsadeaneceacsensdencnaevseesayones 90 10 Fluxograma das telas do software casa sia Seantuesaieaia se tnvsetaarseagnca cements 92 11 Tela inicial de apresenta o do software ansiosa sea oa aa oa aa ceseeeseeeseeceeeesaecseeceaeeaeeeneees 107 12 Entrada de dados para cadastro do Cliente rea 108 13 Rela o dos clientes cadastrados sa arara ata ericeira aaa aaa 108 14 An lise com a Tarifa o Convencional e rreeenaa 109 15 An lise com a Tarifa o Horo Sazonal Verde oa io acea ea aa oa e escea ea DDodo 110 16 An lise com a Tarifac o Horo Sazonal Verde com uso do Gerador no Hor rio 17 18 19 20 de PONTA visen ea oe AA a a eet eae eee 110 An lise com a Tarifa o Horo Sazonal Azul erre 111 An lise da Tarifac o Horo Sazonal Azul com uso do Gerador no Hor rio de PONTA de a AE E E OPE UE Ra 111 Relat rio Resumido das An lises da Tarifa o ci 112 Cadastro dos Transformadores por Setores serenas 113 21 22 23 24 25 26 27 28
37. servi os adicionais ao consumidor na redu o de seu consumo ou no deslocamento da sua demanda Dentre as pr ticas que merecem maior aten o num estudo global de economia de energia el trica est a melhoria do fator de carga que pode ser resumida em dois itens a Conservar o atual consumo de energia mas reduzindo a parcela correspondente demanda Isto se consegue diversificando o funcionamento das m quinas realizando cronogramas de opera o diminuindo os picos de demanda b Conservar a demanda e aumentar o consumo de energia Para tanto deve se aumentar a produ o sem o acr scimo de novos equipamentos mas ampliando o per odo de opera o E a utiliza o de substitui o de equipamentos antigos por novos de alto rendimento Russomano 1987 conceituou a demanda como sendo a pot ncia m xima solicitada dentro de um determinado tempo e o consumo como a quantidade de 37 energia efetivamente utilizada neste mesmo per odo que em geral de um m s A tarifa de energia el trica em uma empresa pode ser estimada conforme a Equac o 03 td x dp FC x1000 tc x ce 13 Onde PM Preco m dio de eletricidade R td Tarifa para a demanda R kW dp Demanda de pot ncia kW tc Tarifa para consumo de energia el trica R kWh ce Consumo de energia el trica kWh FC Fator de carga 3 6 Transformadores Brasil 1988 os transformadores s o equipamentos est ticos que transferem energia
38. veis para as pot ncias comerciais dos motores el tricos existentes no mercado permitindo alterar dentre outras vari veis a freqii ncia de alimenta o de determinada carga el trica em uma faixa entre 1 5 e 400 Hz Os inversores de frequ ncia ajustam a frequ ncia de motores el tricos de modo a terem rendimentos pr ximos ao nominal isto rendimento do motor para a condic o de 100 de carregamento nominal HANSON et al 1996 garantindo fator de pot ncia superior a 92 que atualmente o valor m nimo exigido por lei Apesar dos inversores de freqii ncia adicionarem uma quantidade significativa de harm nicos na rede apresentam algumas vantagens adicionais que possibilitam a A utiliza o de motores trif sicos em redes de distribui o monof sicas desde que a capacidade de corrente do inversor seja 50 superior quela da corrente nominal do motor b A minimiza o do preju zo decorrente da varia o de tens o na rede el trica sem que haja dentro de certos limites preju zos ao motor e ao controlador c A prote o do motor e do inversor incluindo rel t rmico de sobrecarga e prote o para evitar fuga de corrente para a terra d A frenagem e partida com acelera o controlada e ou frenagem r pida e A partida j com o motor em funcionamento f A utiliza o de velocidades j pr selecionadas g O controle da corrente de partida e regulagem de velocidades h Obter baixo consumo de pot nc
39. 0 Pot pot ncia da maquina hp Ot capacidade da m quina t h L comprimento da peneira m 200 a 400 fatores emp ricos de convers o 17 68 69 3 13 2 Secadores de Cereais Como foi dito anteriormente quando chegam do campo os gr os s o acompanhados de um certo teor de impurezas que precisam ser removidas atrav s das m quinas de pr limpeza bem como de uma quantidade de gua superior permitida para a armazenagem por per odos prolongados Atualmente os produtos s o colhidos com teores de umidade elevados pois existe uma relac o entre perdas na lavoura e teor de umidade Weber 2001 afirmou que as perdas ser o menores medida que os gr os s o colhidos com mais umidade permanecendo menos tempo na lavoura e portanto menos sujeitos ao ataque de insetos e fungos O clima favorece ainda a respira o que juntamente com o metabolismo e as rea es qu micas denominadas oxida o s o respons veis pela quebra que a perda de peso dos gr os Segundo Weber 2001 os secadores com recircula o de ar Figuras 04 e 05 desenvolvidos recentemente diferenciam dos anteriores por suas caracter sticas inovadoras na secagem na circula o do ar no resfriamento e na menor pot ncia consumida com elevada economia de energia e de combust vel Figura 04 Secador em Perspectiva 70 Figura 05 Diagrama do fluxo de ar Fluxo de Gr os Inicialmente identificamos o fluxo de g
40. 0 068 50 46 0 34 0 30 51 11 0 3814 113 31 0 068 44 95 0 34 0 30 45 59 0 4034 98 26 8 O0 057 38 86 0 29 0 18 39 33 0 4013 85 2951 0 065 36 40 0 29 0 13 36 82 0 4323 Para Outubro de 2003 Valores leo Diesel R 1 45 e leo Lubrificante R 5 00 FONTE Diagnose servi os de assist ncia t cnica ltda 95 4 3 2 Tarifa Convencional Fat CC TCC DC TDC 28 onde Fat faturamento de energia R CC consumo convencional kWh TCC tarifa de consumo convencional R DC demanda convencional kW TDC tarifa de demanda convencional R 4 3 3 Tarifa Horo Sazonal Verde Fat CFPVS TCFPVS CPVS TCPVS DVS TDVS 29 onde Fat faturamento de energia R CFPVS consumo fora da ponta verde seca kWh TCFPVS tarifa de consumo fora da ponta verde seca R CPVS consumo na ponta verde seca kWh TCPVS tarifa de consumo na ponta verde seca R DVS demanda verde seca kW TDVS tarifa de demanda verde seca R 4 3 4 Tarifa Horo Sazonal Verde com Uso de Gerador Fat CFPVS TCFPVS CPVS TCG DVS TDVS onde 4 3 5 Tarifa Horo Sazonal Azul Fat CFPVS TCFPVS CPVS TCG DVS TDVS faturamento de energia consumo fora da ponta verde seca tarifa de consumo fora da ponta verde seca consumo na ponta verde seca tarifa de consumo do gerador demanda verde seca tarifa de demanda verde seca Fat CFPAS TCFPAS CPAS TCPAS DFPAS TDFPAS DPAS TDPAS onde Fat CFPAS TCFPAS CPAS TCPAS DFPAS TDFP
41. 00 MW s o necess rios investimentos m dios da ordem de R 12 bilh es isto o PROCEL tem mercado para triplicar o volume de energia conservado at aqui Segundo dados de um relat rio intitulado Energia e desenvolvimento da sustentabilidade elaborado pela Organiza o das Na es Unidas ONU e conselho mundial de energia nos pa ses em desenvolvimento ou em transi o pode resultar em redu o de at 40 do consumo atual A longo prazo as metas do Procel prev em redu o de demanda da ordem de 130 mil GWh em 2015 evitando a instala o de 25000 MW cerca de duas usinas de Itaip O ganho l quido estimado para o Pa s ser de R 34 bilh es Seraphim amp Teixeira 1997 conservar energia implica na transforma o da sociedade do desperd cio numa sociedade mais racional na utiliza o de seus recursos globais especialmente os insumos energ ticos Al m disso a conserva o pode conduzir redu o da necessidade de novas centrais de gera o de energia el trica contribuindo para a preserva o do meio ambiente Basicamente podemos mencionar dois est gios diferentes de conserva o a elimina o dos desperd cios e a introdu o de t cnicas que aumentem a efici ncia no uso da energia Na maioria dos casos a elimina o dos desperd cios requer um investimento m nimo ou nulo e os resultados s o obtidos atrav s da conscientiza o dos consumidores e usu rios No segundo n vel h necessidade de realiza
42. 002 m 87 4 2 Coleta dos Dados e Medi es El tricas 4 2 1 Mem ria de Massa Os dados da mem ria de massa de energia el trica foram obtidos junto Concession ria de energia el trica do Mato Grosso do Sul ENERSUL realizada atrav s de medi es em alta tens o na tarifa horo sazonal verde em forma de um relat rio mensal apresentando as medi es de Consumo Ativo kWh Consumo Reativo kVArh Demanda kW Fator de Pot ncia FP e Fator de Carga FC Medidas com intervalos regulares de 15 em 15 minutos Quando a tarifa for convencional os dados podem ser obtidos atrav s do hist rico de consumo dos ltimos 12 meses Os dados de consumo de energia da empresa foram coletados atrav s do relat rio da mem ria de massa e as medi es el tricas nos equipamentos foram realizadas atrav s de um analisador e registrador de energia no circuito de alimenta o de cada transformador para as etapas ETAPA 1 Medi o geral no transformador de 300 kVA ETAPA 2 Medi o com carga no transformador de 225 kVA ETAPA 7 Medi es no transformador de 75 kVA E conforme a Figura 08 na chave de partida dos motores nas etapas ETAPA 3 Medi o do motor da fita superior operando sem carga ETAPA 4 Medi o do motor da fita superior operando com carga ETAPA 5 Medi o no motor do elevador duplo operando sem carga ETAPA 6 Medi o no motor do elevador duplo operando com carga ETAPA 8 Medi es na chave de partida e no
43. 56 27 Roscas Tr nsportad r s secr E gp ow saa AE DS goa ene 28 Faturamento de energia el trica para tarifa convencional ceeeeeseeeeeeseeeeeeeees 29 Faturamento de energia el trica para tarifa horo sazonal verde 30 Faturamento de energia el trica para tarifa horo sazonal verde com o uso de pera dO rss sura ratalasra sofa nba Debeu CREA se fondo ii pm Baseado LEG DC Aa Pedal uno banir Status Lai XII XIII 31 Faturamento de energia el trica para tarifa horo sazonal azul 96 32 Faturamento de energia el trica para tarifa horo sazonal azul com o uso AA aa e RR RD VENDER A ER RI SO ESA 97 33 REVELSA OC CALDA sina Ad ad nda Naa gr da 98 34 e 35 Corre o de fator de POlenCla a assar ios o oo aia a ee ao ro TN nad aaa 98 36 37 e 38 Carregamento do MOL ig cases soio e TN Naa aaa 101 39 e 40 Motor de alto rendimento siisssss oia aoo ao dai DO DD ni 102 AV Desequilibrio de TENS O ra ATA ADA ea IA DA dad DI PUS SELA da ada 103 1 RESUMO A conserva o de energia el trica na agroind stria necessita de uma melhor avalia o considerando suas caracter sticas e os tipos de atividades desenvolvidas visto que outros segmentos industriais j est o h algum tempo se preocupando instalando controladores de demanda motores de alto rendimento banco de capacitores automatizados e quando necess rio redimensionando os motores el tricos Tendo em vista o aprimoramen
44. 6 AERADOR 2 DO ARMAZEM 37 AERADOR 3 DO ARMAZEM 4 TRANSFORMADOR 02 SETOR SIOS EXPEDIC O g Numero Corrente Corrente Tens o Estudo ITEM Potencia dePolos Medida Ideal Medda Especial 04 75 4 02 75 03 Page 2 of 2 Figura 23 Relat rio da Carga Instalada em Todos os Transformadores do Sistema P gina 2 117 5 2 3 Revers o de Carga Efetuou se o desligamento do transformador de 300kVA por um per odo de 60 dias e atrav s de uma chave de revers o deslocou se a alimentac o do circuito geral da carga para o transformador de 75 kVA sem prejudicar o sistema De acordo com a Figura 26 economiza se 6 451 kWh referente a perda de magnetizac o do transformador a vazio Os dados de perdas j est o cadastrados no banco de dados do software conforme Figuras 24 e 25 e possibilitou tamb m o desligamento do banco de capacitor que supre a demanda de energia reativa do mesmo Revers o de Carga sen Aerar a Gravar Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Consulta Transformador 01 z TRAFO POT NCIA KVA 300 X PERDA EM KWH TEMPO DE DESLIGAMENTO EM DIAS Figura 24 Entrada de Dados para ver a Economia de Energia com a Revers o de Carga 118 Reversao de Carga tree atom a Gravar X Exch Ha Ciente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Manuten o Transformador Setor Pot ncia Perda Tempo Desligamento 201 SECADOR 300 4480 60 Economia de Energia KWH 6 451 20 Figura 25 Verifica
45. 8 ENERSUL 1994 a maioria das cargas das unidades consumidoras consome energia reativa indutiva como motores transformadores l mpadas de descarga 30 fornos de indu o entre outros As cargas indutivas necessitam de campo eletromagn tico para seu funcionamento por isso sua opera o requer dois tipos de pot ncia Pot ncia ativa medida em kW a que efetivamente realiza trabalho gerando calor luz movimento etc e pot ncia reativa medida em kVAr usada apenas para criar e manter os campos eletromagn ticos das cargas indutivas Assim enquanto a pot ncia ativa sempre consumida na execu o de trabalho a pot ncia reativa al m de n o produzir trabalho circula entre a carga e a fonte de alimenta o ocupando um espa o no sistema el trico que poderia ser utilizado para fornecer mais energia ativa As pot ncias ativa e pot ncia reativa juntas constituem a pot ncia aparente medida em kVA que a pot ncia total gerada e transmitida carga A raz o entre a pot ncia ativa e a pot ncia aparente de qualquer instala o se constitui no fator de pot ncia conforme a Equa o 07 _ kW FP kVA 07 Onde FP fator de pot ncia kW pot ncia ativa kVA pot ncia total ou aparente kVAr pot ncia reativa O fator de pot ncia indica qual porcentagem da pot ncia total fornecida KVA efetivamente utilizada como pot ncia ativa kW Assim o fator de pot ncia mostra o grau de efici
46. AS DPAS TDPAS faturamento de energia consumo fora da ponta azul seca tarifa de consumo fora da ponta azul seca consumo na ponta azul seca tarifa de consumo na ponta azul seca demanda fora da ponta azul seca tarifa de demanda fora da ponta azul seca demanda na ponta azul seca tarifa de demanda na ponta azul seca 96 30 R kWh R kWh R kW R 31 R kWh R kWh R kW R kW R 97 4 3 6 Tarifa Horo Sazonal Azul com Uso do Gerador Fat CFPAS TCFPAS CPAS TCG DFPAS TDFPAS 32 onde Fat faturamento de energia R CFPAS consumo fora da ponta kWh TCFPAS tarifa de consumo fora da ponta azul seca R CPAS consumo na ponta azul seca kW TCG tarifa de consumo do gerador R DFPAS demanda fora da ponta azul seca kW TDFPAS tarifa de demanda fora da ponta azul seca R 4 4 Cadastro dos Transformadores por Setor Para melhorar a distribui o de energia e a adequa o dos dados el tricos o trabalho foi organizado de acordo com os transformadores e seus circuitos de alimenta o com seu conjunto de cargas instaladas denominadas de setores Verificando os dados de tens o corrente el trica fator de pot ncia e taps dos transformadores de cada setor 4 5 Carga Instalada por Setor Fornece dados de tens o corrente el trica pot ncia fator de pot ncia e n meros de p los para relacionar as cargas instaladas em cada setor Nesta fase verifica se tamb m a necessidade de estudo especial em
47. Arquivo Configurar Impressora verificar se a qualidade da impress o est como normal em vez de rascunho r pida ou outro tipo Para as impressoras coloridas testar as diferentes formas de imprimir colorido tons de cinza autom tico etc
48. CONVENCIONAL ceeeeeeeeceeteeeseeeesteeetneeeaees 02 Faturamento de demanda para tarifa convencional ceso o ae escea coa conos 03 Faturamento de consumo para tarifa horo sazonal AZUL eee sse sis esse since co nDos 04 Faturamento de demanda para tarifa horo sazonal AZUI sisss escoceses siso eis e enco cons 05 Faturamento de consumo para tarifa horo sazonal Verde 06 Faturamento de demanda para tarifa horo sazonal Verde eee seos ises sis cesio nono OF Fator d Potencia A ED VR TR ARE UU DATA SR OS BELKO de Carga er aa a RD CSS CSS CART A A ada 09 Fator de carga para tarifa convencional sssapesossrezerea erisatieraat rip eia aa ee a acea Doa codo 10 Fator de carga para tarifa horo sazonal essas ssimessriapaparesstecisartsns Den ea acae e acea conca Dos 11 Fator de carga no hor rio de ponta cnet cia Rr pr iate ssia REDE Rea De acea ese ciais Dos 12 Fator de carga no hor rio fora de ponta seat sia essi rdias sia 13 Pre o m dio da tarifa de energia el trica sississs asis oso coca cea a aia aca oen cea ene caen cian da 14 15 16 17 Pres line Za RO RED de A RR RR O E ae eee 18 Pot ncia do motor do CXANST E vss scsssc coacnaras tao vendo sicnsideddcansdsotsasauivsvensedslesedenunevs 19 20 e 21 Elevadores de cagambas cccscccessssecessseceeseneeceesneceesseecesseecesseeeesseeseees 22 23 24 e 25 Fitas ou correias transportadOras seseeceesecesseeceseeesesceeseeeseeecsneeseaees 20
49. Constitui o federal O artigo 29 inciso X da referida lei estabelece ao Poder Concedente a obrigatoriedade de estimular o aumento da qualidade produtividade preserva o do meio ambiente e conserva o Existe portanto o reconhecimento de que essa ind stria deve manter caracter sticas de interesse p blico mesmo sob gerenciamento privado Esse dispositivo possibilitou que a Ag ncia Nacional de Energia El tricas ANEEL criasse a Resolu o 242 98 estabelecendo a obrigatoriedade da aplica o de 1 da receita operacional l quida das empresas privatizadas em programas de conserva o 14 de energia e pesquisa e desenvolvimento Anualmente a ANEEL publica uma Resoluc o e um Manual que regulamenta a aplica o dos recursos regulados 1 da receita operacional l quida das empresas conforme previsto nos contratos de concess o Assim para o ciclo 1998 1999 foi publicada a Resoluc o 242 98 e para o ciclo 1999 2000 foi publicada a Resoluc o 261 99 que introduziu alguns ajustes relacionados a prioridades e limites de investimentos segundo tipos de programas Durante 1995 1998 antes portanto da resoluc o da ANEEL algumas iniciativas para garantir investimentos em preservac o ambiental e efici ncia energ tica foram colocadas como cl usulas em contratos de concess o Em muitos casos essas cl usulas eram muitas gen ricas e de dif cil verificac o e na verdade n o havia interesse do pr prio setor p blico em torn l
50. E Cat logo eletr nico de produtos Caxias do Sul 2001 http www eberle com br 138 ELETRICIDADE MODERNA Racionamento A dif cil gest o da escassez e as chances de supera o Eletricidade Moderna p162 julho de 2001 ELETRICIDADE MODERNA Motores el tricos Eletricidade Moderna p abril de 2000 ELETRICIDADE MODERNA soft stater Eletricidade Moderna p junho de 2001 ELETRICIDADE MODERNA O setor el trico brasileiro entre crise financeira e outra reformula o Eletricidade Moderna S o Paulo pg 72 86 Julho de 2003 ENERGIA REVISTA BRASILEIRA DE ENERGIA Restrutura o e novos instrumentos de planejamento no setor el trico brasileiro V 5 n 2 1996 284pg ENERSUL S A Empresa de Energia El trica de Mato Grosso do Sul Manual T cnico de Distribui o MAN TDE 107 Campo Grande MS 1998 ENERSUL S A Empresa Energ tica de Mato Grosso do Sul Manual de orienta o ao cliente tarifas horo sazonais azul e verde Campo Grande MS 1995 22pg ENERSUL S A Empresa Energ tica de Mato Grosso do Sul Manual de orienta o ao Cliente energia reativa excedente Campo Grande MS 1994 20p FITZGERALD A E KINGSLEY Jr C KUSKO A M quinas El tricas Convers o Eletromec nica da Energia Processos Dispositivos e Sistemas S o Paulo 1977 Editora McGraw Hill 554 p GIUDECE P M del T PINHEIRO FILHO J B COELHO D T AZEVEDO J M P Manu
51. ENCIA DO BANCO AUTOMATICO DECAPACITORES 85 14 POTENCIA TOTAL POTENCIA DO CAPACITOR TRANSFORMADOR DO BANCO DE PARA OS CAPACITORES CARGA TRANSFORMADORES 02 18 15 15 00 Nome Motor tem Motor Pot ncia do Capacitor Page 1 of 1 Figura 32 Relat rio Resumido Referente Instala o dos Bancos de Capacitores Neste relat rio o resultado do cliente em estudo mostra a necessidade da instala o de um banco de capacitores com 107 64 kVAr para suprir a pot ncia reativa da carga do transformador 1 e um outro banco com 18 15 kVAr autom tico para suprir a pot ncia reativa da carga do transformador 2 Como a medi o foi feita do lado de baixa tens o leva se em considera o a instala o fixa de um banco de 18 kVAr e outro de 15 kVAr para suprir a demanda de pot ncia reativa do transformador 1 e 2 respectivamente Para suprir a demanda de pot ncia reativa dos motores 35 36 e 37 sugere se a instala o individual de tr s bancos de capacitores fixo de 7 5 kVAr e desconta se a soma destes valores da pot ncia geral calculada obtendo assim um banco autom tico de 85 14 kVAr para suprir a demanda de pot ncia reativa do restante da carga do transformador 1 123 5 2 5 Ajuste dos Taps Esta an lise importante para dar continuidade ao estudo pois sendo de baixo custo e f cil execu o verifica se a qualidade da energia que alimenta o sistema com cargas muitas vezes sens veis a grande varia o de tens o A te
52. ENNY J R Monitora o do rendimento sem o uso de transdutores de torque Eletricidade Moderna S o Paulo n 276 p 70 75 1997 LOBOSCO O S DIAS J L P C Sele o e aplica o de motores el tricos S o Paulo McGraw Hill 1988 511 p LOPES R P AFONSO A D L SILVA J de S Energia no pr processamento de produtos agr colas In SILVA J de S e Ed Secagem e armazenamento de produtos agr colas Vi osa Aprenda F cil 2000 p 191 217 LOPES V SOUZA S P BROCHADO R S RIOS S R P Contribui o ao estudo de acionamentos industriais Rio de Janeiro Instituto Militar de Engenharia 1977 958p 141 MACIEL CLAUDIO SCHULLER O controle dos atos de concentrac o nos mercado de energia el trica Campinas SP NIPE UNICAMP 2001 S rie Pol ticas P blicas Planejamento e regulac o dos Mercados de Energia MARTINS J H Correc o do fator de pot ncia 2001 Comunicac o pessoal MARACH L C Metodologia para determinar a substituic o de motores superdimensionados Eletricidade Moderna S o Paulo n 329 p 220 229 2001 MARTIGNONI A M quinas de corrente alternada 3 ed Porto Alegre Globo 1978 410 p MARTIN J M A economia mundial de energia S o Paulo Editora Unesp 1992 135 p MORAES C C CAMBIRASIO G LIMA L E Conserva o de energia el trica motores el tricos e sistemas de acionamentos 1985 53 p NAU S L Motores el tricos de indu o o que muda com a nova NBR 7094 El
53. IVO CADASTRO DO CLIENTE TARIFACAO DADOS TECNICOS DE ENTRADA RELATORIOS SAIR CONVENCIONAL HORO SAZONAL VERDE COM GERADOR AZUL COM GERADOR MOTOR SUPERDIMENSIONADO TRAFO SETOR ii ALTO RENDIMENTO CARGA INSTALADA REVERSAO DE CARGA INVERSOR DE FREQUENCIA CORRE O DO F P REDIMENSIONAMENTO DE CIRCUITO AJUSTE DE TAPS Figura 10 Fluxograma de Programa o e Aplica o do Software ANAEEL 93 4 3 1 An lise de Aplicac o da Melhor Tarifa Rela o das nomenclaturas das tarifas vigente de energia el trica constante na resolu o da Aneel N 84 de 07 04 2004 tarifa de consumo no hor rio de ponta seca verde TCPSV tarifa de consumo no hor rio fora de ponta seca verde TCFPSV tarifa de consumo no hor rio de ponta mida verde TCPUV tarifa de consumo no hor rio fora de ponta mida verde TCFPUV tarifa de consumo no hor rio de ponta seca azul TCPSA tarifa de consumo no hor rio fora de ponta seca azul TCFPSA tarifa de consumo no hor rio de ponta mida azul TCPUA tarifa de consumo no hor rio fora de ponta mida azul TCFPUA tarifa de consumo convencional TCC tarifa de demanda verde TDV tarifa de demanda no hor rio de ponta azul TDPA tarifa de demanda no hor rio fora de ponta azul TDFPA tarifa de demanda convencional TDC Para an lise d
54. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA J LIO DE MESQUITA FILHO FACULDADE DE CI NCIAS AGRON MICAS CAMPUS DE BOTUCATU DIAGN STICO INFORMATIZADO DE EFICI NCIA ENERG TICA UMA PROPOSTA AS AGROINDUSTRIAS F LIX ABRAO NETO Tese apresentada Faculdade de Ci ncias Agron micas da UNESP Campus de Botucatu para a obten o do t tulo de Doutor em Agronomia rea de Concentra o em Energia na Agricultura BOTUCATU SP Dezembro 2004 H UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA J LIO DE MESQUITA FILHO FACULDADE DE CI NCIAS AGRON MICAS CAMPUS DE BOTUCATU DIAGN STICO INFORMATIZADO DE EFICI NCIA ENERG TICA UMA PROPOSTA S AGROIND STRIAS F LIX ABR O NETO ORIENTADOR PROF DR ODIVALDO JOS SERAPHIM Tese apresentada Faculdade de Ci ncias Agron micas da UNESP Campus de Botucatu para a obten o do t tulo de Doutor em Agronomia rea de Concentra o em Energia na Agricultura BOTUCATU SP Dezembro 2004 A meus pais Ofere o Aziz Abr o Odila de Arruda Abr o A minha esposa Maria Jose Ramos Abr o E aos meus filhos Rhasla e Felix Dedico M IV AGRADECIMENTOS Primeiro a Deus pelo dom da vida e realiza o deste trabalho Ao Prof Dr Odivaldo Jos Seraphim pela orienta o colabora o e amizade durante o curso e na realiza o deste trabalho Ao Prof Nelson Miguel Teixeira pelo apoio e amizade Ao Prof Angelo Cagnon pelo apoio e amizade Aos amigos Jair de J
55. a deste segmento BRASIL 2000 12 De 1996 a 2002 a tarifa m dia total de energia el trica subiu mais de 140 no Pa s E s at fevereiro de 2003 segundo os ltimos dados disponibilizados pela ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica a tarifa m dia nacional aumentou mais 8 2 sendo que o grosso das tarifas s come aria a ter definidos ndices de revis o ou autoriza es de reajustes a partir do m s de abril Tomada apenas a tarifa m dia residencial o aumento aparece ainda mais expressivo 195 entre dezembro de 1995 e fevereiro de 2003 A t tulo de compara o dois dos principais ndices que medem a infla o e o custo de vida o IPC A ndice de Pre os ao Consumidor Amplo do IBGE e o IPC ndice de Pre os do Consumidor da Fipe variaram no mesmo per odo respectivamente 70 2 e56 2 Olhando esses n meros algu m poder imaginar que embora certamente os consumidores estejam descontentes as concession rias fornecedoras estejam contentes com os reajustes acima da infla o Nada mais equivocado no entanto O ano 2003 pega as companhias el tricas mergulhadas numa das maiores se n o a maior crises financeiras de sua hist ria At o final de maio ltimo a d vida dessas empresas j somava R 56 8 bilh es Hoje as geradoras queixam se dos preju zos com as sobras de energia que t m que vender a pre os baixos quando vendem e as distribuidoras reclamam que o governo n o cumpre o que est pre
56. a melhor tarifa foram realizados os c lculos para tarifa convencional dada pela equa o 28 tarifa horo sazonal verde dada pela equa o 29 tarifa horo sazonal verde com uso de gerador dada pela equa o 30 tarifa horo sazonal azul dada pela equa o 31 e a tarifa horo sazonal azul com uso de gerador dada pela equa o 32 94 Os valores das tarifas referentes a demanda e consumo em func o do tipo de tarifa de acordo com a ANEEL N 84 est o anotadas nas Tabelas 04 e os valores de consumo utilizando gerador est o na tabela 05 Tabela 04 Valores das tarifas de consumo e demanda Tipo Demanda R kWh Consumo R kWh Hor rio de Hor rio Fora de HP HP HFP HFP Ponta HP Ponta HFP Seco mido seco mido Horo Sazonal Azul 39 265 12 819 0 271 0 248 0 138 0 122 horo sazonal Verde 12 819 1 049 1 026 0 138 0 122 Convencional 21 675 0 207 Tabela 05 Custo do KWh Gerado Por Grupo Motor Diesel Geradores POT NCIA CONSUMO CONSUMO CUSTO CUSTO CUSTO CUSTO CUSTO LIQUIDA DO DE DE DO DO FILTRO OP R kWh GERADOR kW COMBUST LUBRIFIC COMBUST LUBRIFIC R h R h lh Vh R h R h 260 74 0 144 107 30 0 72 0 44 108 46 0 4171 240 67 0 144 97 15 0 72 0 44 98 31 0 4096 224 64 0 144 92 80 0 72 0 44 93 96 0 4194 168 42 0 076 60 90 0 38 0 36 60 74 0 3615 144 395 0 076 57 28 0 38 0 36 58 02 0 4029 134 34 8 1
57. a pela atual estrutura tarif ria tem se verificado a opera o inadequada de grupos geradores que poderia ser evitada 41 3 8 Motores El tricos De acordo com Brasil 2000 dentro do setor das ind strias onde h a maior demanda de energia el trica 49 os motores s o respons veis por aproximadamente 49 deste consumo Isto significa que a participa o deles s dentro deste setor no consumo global do pa s pode ser estimada em 0 49 x 0 49 0 24 ou seja 24 J no setor residencial os equipamentos mais significativos correspondem aos refrigeradores e aparelhos de ar condicionado e representam cerca de 32 do consumo de energia deste setor Evidentemente como estes eletrodom sticos s o acionados por motores el tricos e o setor consome 24 a participa o deles no consumo global a ordem de 8 Por outro lado no setor comercial os aparelhos de ar condicionado e refrigera o representam cerca de 15 da demanda do setor Ent o pela mesma raz o anterior os motores el tricos participam do consumo global com aproximadamente 2 Considerando os dois setores restantes rural e governamental que apresentam juntos demanda de 15 e ainda diversas outras aplica es podemos afirmar que no Brasil os motores el tricos s o respons veis por no m nimo 35 do consumo global de energia do pa s Isto um resultado bastante expressivo Ao mesmo tempo que se constata a grande import ncia dos motores el tricos p
58. a tubula o at a m quina Em m quina de pr limpeza a fura o das peneiras principais geralmente um pouco maior que as de p s limpeza porque a fun o da pr limpeza limpar o suficiente para que o secador tenha um bom rendimento e uma operacionalidade adequada Os meios gr o e os gr os quebrados a pr limpeza n o deve separar pois salutar que os mesmos passem pelo secador junto com o produto bom para secar e somente seja retirado na p s limpeza antes da armazenagem Os cereais procedentes da lavoura e colhidos por m quinas combinadas denominadas automotrizes ou colheitadeiras n o apresentam condi es adequadas de imediato armazenamento Os produtos recebidos da lavoura possuem em sua 66 grande maioria elevado teor de impurezas inadequadas para o armazenamento e fora dos padr es de comercializa o Weber 2001 afirmou que as m quinas espec ficas para diminuir o teor de impurezas dos gr os s o conhecidas como m quinas de pr limpeza quando localizadas antes do secador A fun o destas m quinas retirar as impurezas at um grau adequado para a opera o de secagem Os componentes principais da M quina de Pr Limpeza s o a Corpo da m quina contendo a c mara gravitacional regulagens de ar tampas de inspe o e limpeza b c d e f g h D Entrada dos graos Exaustor ventilador e sa da do ar para o ciclone Acionamento do ventilador Cai
59. ais verificou se a exist ncia de inadequa o dimensional entre a capacidade hor ria dos equipamentos e a pot ncia dos motores utilizados 46 Na selec o de motores el tricos para acionar os mais variados tipos de m quinas e equipamentos usados em fazendas os itens destacados por Arrudas 1971 foram as caracter sticas mec nicas da m quina a ser acionada e sua maior ou menor in rcia Para Martignoni 1978 a escolha e a utilizac o de motores el tricos obedecem aos seguintes crit rios tipo de liga o do estator tens o de alimenta o eleva o de temperatura que o motor alcan a quando esta com carga normal classe de isola o que indicam quais as eleva es de temperatura que o motor pode suportar e tipo de regime para o qual foi constru do Landsdorf 1979 considera que altera es na tens o produzem varia es proporcionais na corrente e na pot ncia No conjugado essa varia o proporcional ao quadrado da tens o As varia es das tens es de alimenta o modificam as curvas de conjugado afirmam Soderholm et al 1973 e verificaram tamb m que ocorria aumento gradual da temperatura causado por efeito Joule Particular aten o dever ser dada s condi es de partida no tocante in rcia a ser acionada e freqii ncia de partidas Na medida em que as caracter sticas dos motores de indu o s o interdependentes limita es corrente de partida imp em severas restri es ao conjugado
60. ando se os capacitores junto ao equipamento que se pretende corrigir o fator de pot ncia Representa do ponto de vista 33 t cnico a melhor soluc o apresentando as seguintes vantagens reduz as perdas energ ticas em toda a instalac o diminui a carga nos circuitos de alimentac o dos equipamentos pode se utilizar um sistema nico de acionamento para a carga e O capacitor economizando se um equipamento de manobra gera pot ncia reativa somente onde necess rio e Correc o mista com correc o localizada atrav s de bancos de capacitores fixos para cargas de consumo significativo e com corre o atrav s de bancos de capacitores autom ticos para grupos de cargas menores 34 3 5 Fator de Carga ENERSUL 1998 o fator de carga um ndice que informa se a energia est sendo consumida de maneira racional O seu valor varia entre 0 0 e 1 0 podendo indicar a relac o entre o consumo de energia e a demanda de pot ncia em um determinado per odo Figura 03 conforme a Equac o 08 CH kWh tempo T x kW 08 Onde FC fator de carga kWh consumo de energia kW demanda de pot ncia T n mero m dio de horas do m s O fator de carga determinado de maneira diferente para cada tipo de tarifa conforme as Equa es 09 10 11 e 12 Tarifa Convencional FC AMO 09 730 kW Tarifa Verde FC Se 10 730 kW Tarifa Azul Fator de Carga no Hor rio de Ponta FCp Bae 11 66 kWp Fator de Carga no
61. ar o comportamento do motor a vazio e com carga atrav s da an lise do carregamento Utiliza se tanto na planilha de motor superdimensionado como na planilha de aplicac o de inversor de frequ ncia Etapa 5 e 6 utiliza se os dados para verificar o comportamento do motor a vazio e com carga e atrav s da an lise do carregamento e do n mero de horas de funcionamento Utiliza se na planilha de aplicac o de motores de alto rendimento Etapa 8 utiliza se os dados para verificar a qualidade do circuito de alimenta o do motor atrav s de an lise fornecida pela planilha de verifica o de redimensionamento de circuitos Tabela 10 Par metros el tricos m dios medidos no barramento geral de baixa tens o dos transformadores nas 8 etapas Tens o c carga Tens o s carga Corrente El trica Fator de Pot ncia Demanda V V A kW Etapa 1 370 380 370 0 68 165 Etapa 2 390 380 360 0 89 210 Etapa 3 370 20 0 47 5 Etapa 4 370 40 0 68 8 7 Etapa 5 370 15 0 40 3 8 Etapa 6 370 20 0 81 10 Etapa 7 380 380 20 0 98 13 Etapa 8 Tens o na chave de partida Tens o nos bornes do motor n 35 50 cv V V 370 360 370 360 370 370 107 5 2 Apresentac o da Aplicac o do Software ANAEEL A Figura 11 representa a tela inicial de apresenta o do software que servir para diagnosticar a efici ncia energ tica de uma empresa de
62. armazenamento e secagem de gr os Principal Secs Arquivo Vers o 20 08 2004 Diagn stico Informatizado de Efici ncia Energ tica Uma proposta s Agroind strias Dezembro 2004 BOTUCATU S O PAULO Figura 11 Tela Inicial de Apresenta o do Software As Figuras 12 e 13 apresentam as telas e a forma de entrada dos dados para cadastrar o cliente ou usu rio e a devida grava o com a possibilidade da realiza o de uma consulta para se escolher um cliente j cadastrado e analisar o relat rio referente 108 sl Cadastro Cliente Consulta Nome PRODUSOJA CEREAIS LTDA Endere o RD BR 163 KM 624 Cidade S O GABRIEL DO DESTE Estado CEP Atividade TE JI 74949000 SECADOR DE CEREAIS CDC 30004680 Figura 12 Entrada de Dados para Cadastramento do Cliente Cadastro Cliente Consulta Manuten o UF Atividade 90004680 S O GABRIEL DO QMS SECADOR DE CEREAIS Figura 13 Rela o dos Clientes Cadastrados 109 5 2 1 An lise da Melhor Tarifac o Utilizando os dados obtidos nas Tabelas de 08 a 1O referentes ao m s de abril de 2003 p de se analisar e escolher a tarifa a ser aplicada para a agroind stria em estudo conforme os valores apresentados nas telas das Figuras 14 15 16 17 18 e sintetizado na tela da Figura 19 Tarifa o Convencional Ciente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Kh 115055 Demanda 343 Tarifa de Kwh 0 207 Tarifa de demanda 21 675 Calcula
63. as mais espec ficas uma vez que se temia com isso a desvaloriza o das empresas a serem privatizadas Russomano 1987 afirmou que a conserva o de eletricidade genericamente conseguida apenas pelo controle do seu consumo Entretanto como seu custo depende de outros fatores fator de carga e fator de pot ncia importante adequ los aos par metros de efici ncia Afirmou que a quantidade de pot ncia el trica um elemento fundamental ao controle de consumo Por m a simples determina o de seu valor n o seria suficiente face s varia es no consumo causado pelas mudan as na produ o ou na tipifica o dos produtos Para contornar esse problema desenvolveram conceitos de pot ncia espec fica e consumo espec fico de energia A pot ncia espec fica a raz o entre o consumo de eletricidade kWh e a produ o t O consumo espec fico a raz o entre o consumo de energia kJ e a produ o t Sugeriu os seguintes m todos para a redu o da pot ncia espec fica a Utiliza o de equipamentos de alta efici ncia 15 b Melhoria nos processos c Redu o nas interrup es dos equipamentos d Utiliza o de mat ria prima de melhor qualidade Energia 1996 no conte do do plano 2015 o projeto n 3 trata da perspectiva do mercado e da conserva o de energia el trica Analisa o papel da energia el trica nos diferentes setores de consumo caracteriza os fatores determinantes de sua evolu o
64. ate ao desperd cio de energia E adicionando um estudo de retorno de investimento para aplica o dos equipamentos sugeridos 134 Como sendo parte inicial de um projeto de efici ncia energ tica este estudo traz uma motivac o para pessoas que trabalham na empresa com a consci ncia coletiva sobre a elimina o de desperd cio Contribui assim para a necessidade mundial de preserva o do meio ambiente com menos investimento e conseqiientemente menos fontes de energia 135 7 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS ABILUX ASSOCIA O BRASILEIRA DA IND STRIA DE ILUMINA O Uso racional de energia em edifica es 2 ed S o Paulo 1992 44 p ANDREAS J C Energy efficient eletric motors selection and application 2 ed New York Marcel Dekker 1992 272p ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica Condi es gerais de fornecimento de energia el trica RESOLU O N 456 Bras lia MME 2000 80 p ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica O cuidado com as tarifas Bras lia MME 2000 04 p ANEEL Ag ncia Nacional de Energia El trica Principais realiza es 1998 2002 est mulo ao uso eficiente de energia Bras lia MME 2003 81 p BRASIL Minist rio das Minas e Energia Avalia o de desempenho dos motores el tricos Rio de Janeiro 1995 pg 3 136 BRASIL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica Manual de Conserva o de Energia El trica na Ind stria Elab
65. casionando opera o com baixo rendimento e baixo fator de pot ncia citam Lobosco amp Dias 1988 3 10 Motores de Alto Rendimento H pelo menos tr s modos de otimizar os sistemas mec nicos de pot ncia nas ind strias de acordo com Contant et al 1997 substituir todos os motores padronizados por motores de alto rendimento utilizar controle de velocidade vari vel nos sistemas mec nicos de pot ncia e realizar manuten es regulares e preventivas nos equipamentos A substitui o dos motores por modelos de alto rendimento justifica se pelo fato de que apresentando a mesma pot ncia til que outros tipos de motores venham a consumirem menos energia el trica da rede Apresentam as seguintes caracter sticas chapas magn ticas de melhor qualidade maior volume de cobre enrolamentos especiais rotores tratados termicamente altos fatores de enchimento das ranhuras an is de curto circuito dimensionado para reduzir perdas Joule e projetos de ranhuras do motor otimizados para incrementar o rendimento A ado o de motores de alto rendimento nas ind strias tem sido lenta devido indisponibilidade de informa es quantitativas confi veis sobre os motores em opera o e consequentemente sobre os benef cios a serem obtidos relatam Lewis et al 1997 pois a falta de meios para quantificar o rendimento dos motores existentes dificulta a 51 justificativa de custos adicionais de capital para investir em trocas por m
66. ciente e o combate ao desperdicio de energia el trica no pais A secretaria executiva do PROCEL est a cargo da Eletrobr s que respons vel pelo planejamento e por sua execu o Em 2001 o PROCEL apresentou resultados que contribu ram para uma economia no consumo de energia da ordem de 2500 GWh e uma correspondente redu o de 690 MW na demanda de ponta do sistema A economia obtida equivale a gera o de uma usina hidrel trica de 580 MW que se fosse constru da custaria R 2 17 bilh es Eletricidade Moderna 2001a destaca que o racionamento e conserva o movido por um surto de civismo ou pela amea a de pagar a energia em dobro e ainda t la cortada ou as duas coisas juntas a sociedade brasileira vem respondendo positivamente conclama o de reduzir o consumo el trico Nunca se conseguiu conservar tanta energia como agora nem os consumidores brasileiros estiveram t o conscientes da import ncia que tem a eletricidade para suas atividades A redu o do consumo total de junho a dezembro deste ano deve situar se na casa dos 25 nas regi es Sudeste e nordeste Analisando o consumo setorial de eletricidade no Brasil conforme dados colhidos do Banco de Dados da Eletrobr s verifica se que o setor que mais consome energia o industrial 42 3 seguido do Residencial 28 e do Comercial 13 3 No setor industrial o maior consumidor de energia s o os motores el tricos que contribuem com 51 do consumo total de energi
67. circuitos do motor n 35 devido redu o da varia o de tens o e com a verifica o dos taps e n vel de tens o p de se utilizar equipamentos sofisticados e sens veis a danos e queimas devido ao alto custo dos mesmos 132 6 CONCLUSAO A tarifa horo sazonal verde com a utiliza o de grupo motor gerador no hor rio de ponta a mais adequada para reduzir o gasto com energia el trica para a Agroind stria com atividades de secagem e armazenamento de gr os n o considerando a amortiza o do investimento do grupo motor gerador A utiliza o de t cnicas de efici ncia energ tica de baixo custo como in cio das atividades tais como verifica o de taps dos transformadores n vel de tens o junto concession ria remanejamento do circuito de alimenta o de cargas de grandes transformadores atrav s de chaves de revers o verifica o dos circuitos internos queda de tens o corre o do fator de pot ncia permitem que as instala es fiquem mais adequadas para receberem equipamentos de tecnologias mais eficientes e utilizando se desta economia relativa ao custo da energia para realizar outros investimentos necess rios para melhorar ainda mais a efici ncia energ tica 133 Os investimentos vi veis derivados da an lise da aplicac o dos recursos na reduc o do custo de energia provocados pelas medidas iniciais recomendadas proporcionam ainda como metas complementares Instala o de um transforma
68. cutiva encontra se atualmente na Eletrobr s Maciel 2001 pol ticas de expans o dos sistemas assim como programas voltados para a efici ncia energ tica medidas de combate ao desperd cio de energia e pesquisa e desenvolvimento s o deveres indeclin veis do Estado Brasil 2002 o selo PROCEL de economia de energia foi institu do no dia 8 de dezembro de 1993 atrav s do Decreto Presidencial com o objetivo de estimular a fabrica o e a comercializa o de equipamentos e eletrodom sticos mais eficientes e competitivos no pa s Ao longo de 1994 foram estabelecidos em conjunto com fabricantes consumidores representado pelo Instituto Brasileiro de defesa do Consumidor IDEC e o Instituto Nacional de Metrologia normatiza o e qualidade industrial INMETRO os crit rios para concess o do selo sua marca e as bases para a realiza o de todo esse processo Haddad 2002 ressalta que a Lei n 10 295 vem preencher uma lacuna e ao mesmo tempo contribuir no combate ao desperd cio de energia no Brasil Apesar das circunst ncias atuais importante que a efici ncia energ tica n o esteja vinculada apenas a quest es conjunturais mas deve ser uma pr tica da pol tica energ tica nacional a es 19 que visem por exemplo agregar valor e desenvolver tecnologia preservando o meio ambiente e introduzindo no mercado nacional produtos de maior efici ncia energ tica Pereira et al 2002 ressalta que os equipamentos e
69. da pr pria carga 3 Sucessivos fatores de seguran a nas diversas etapas de projeto 4 Expectativa de futuro aumento de carga Na sele o de motores a serem utilizados em acionamentos de m quinas devem ser utilizados crit rios t cnicos para que o mesmo n o seja sobredimensionado funcionando com carga parcial que segundo Kuznetsov 1979 resultam em baixo fator de pot ncia devido a quase toda corrente absorvida ser utilizada para a magnetiza o do motor e nem subdimensionado a ponto de uma sobrecarga moment nea exceder seu torque m ximo saindo de seu ponto de funcionamento e estabilidade Segundo Lobosco 1988 este fato tem como consegii ncia o aparecimento de um conjugado freante que reduzir a velocidade do sistema at a completa parada 49 O motor deve satisfazer os seguintes crit rios citados por Lopes et al 1977 fornecer o m ximo conjugado exigido pela carga n o atingir temperaturas inadmiss veis quando em operac o cont nua e acelerar a carga em tempo suficiente curto para que o aquecimento n o venha a danificar as caracter sticas f sicas dos materiais isolantes Segundo Marach 2001 observou se que de um universo de 6 108 motores avaliados 37 75 encontravam se superdimensionados para a carga que acionavam ou seja com carregamento abaixo de 70 da pot ncia nominal esta an lise foi feita em 200 unidades industriais pertencentes a grupos tarif rios Al com demandas na faixa de 200 a 2500 kW Tamb
70. do de todos os tipos de motores pois combina as vantagens da utiliza o de energia el trica baixo custo facilidade de transporte limpeza e simplicidade de comando com sua constru o simples custo reduzido grande versatilidade de adapta o s cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos De todos os tipos de motores o motor de indu o de rotor de gaiola de esquilo o mais simples no aspecto construtivo segundo Kosow 1982 pois n o tem comutador nem an is coletores nem quaisquer contatos m veis entre o rotor e o estator Esse tipo de constru o leva muitas vantagens inclusive a uma opera o isenta de manuten o indicando se sua aplica o em localiza es remotas e sua opera o em situa es severas de trabalho onde a poeira e outros materiais abrasivos sejam fatores considerados Brasil 1995 o resultado apresentado no relat rio de avalia o de desempenho de motores el tricos trif sicos possibilita uma avalia o tecnol gica de desempenho dos motores testados em fun o das grandezas que o define ou seja corrente a vazio rendimento perdas fator de pot ncia etc Nos testes realizados verifica se a 44 possibilidade de reduc o das perdas nos motores sem o envolvimento de grandes investimentos atrav s de reavaliac o de projetos do maior controle de qualidade dos materiais utilizados e do processo de fabrica o Cogo 1998 atrav s de testes em 32 motores de indu o trif
71. do sobrecarga dos equipamentos d Desgaste nos dispositivos de prote o e manobra e Aumento de investimento em condutores e equipamentos el tricos sujeitos a limita o t rmica f Sub utilizagao da capacidade instalada impedindo a instala o de novas cargas Para a corre o do fator de pot ncia atrav s de capacitores A corre o pode ser feita instalando os capacitores de cinco maneiras diferentes tendo como objetivos a conserva o de energia e a rela o custo beneficio a Corre o na entrada da energia de alta tens o corrige o fator de pot ncia visto pela concession ria permanecendo internamente todos os inconvenientes citados pelo baixo fator de pot ncia b Corre o na entrada da energia de baixa tens o permite uma corre o bastante significativa normalmente com bancos autom ticos de capacitores Utiliza se este tipo de corre o em instala es el tricas com elevado n mero de cargas com pot ncias diferentes e regimes de utiliza o pouco uniformes A principal desvantagem consiste em n o haver al vio sens vel dos alimentadores de cada equipamento c Corre o por grupos de cargas o capacitor instalado de forma a corrigir um setor ou um conjunto de pequenas m quinas lt 10 cv instalado junto ao quadro de distribui o que alimenta esses equipamentos Tem como desvantagem n o diminuir a corrente dos alimentadores de cada equipamento d Corre o localizada obtida instal
72. dor de pequeno porte com pot ncia superior ao maior motor da unidade tendo com fun o principal alimentar as resid ncias e escrit rios e como fun o secund ria possibilitar a revers o de carga na entressafra Instala o de bancos de capacitores utilizando os recurso de bancos fixos e bancos autom ticos forma mista para a corre o do fator de pot ncia Aplica o de inversor de frequ ncia para motores el tricos com grande varia o de carga Aplica o de motores el tricos de alto rendimento em equipamentos utilizados por com significativas horas de funcionamento e de velocidade controlada O software desenvolvido neste estudo pode ser utilizado por qualquer tipo de empresa enquadrada nos grupos tarif rios A ou B e para qualquer tipo de medi o envolvendo conserva o de energia Ele tamb m proporciona uma an lise pr tica e eficiente do faturamento corre o do fator de pot ncia e a aplica o de equipamentos eficientes Permite ainda o armazenamento no banco de dados estudo de v rias empresas e consulta dos mesmos para verificar a compara o entre elas e concluir a forma mais racional de se fazer a efici ncia energ tica para um determinado segmento de agroind stria Recomenda se que este software seja fornecido gratuitamente pelas concession rias de energia para os consumidores de energia el trica para posteriormente ser feito um retorno e acompanhamento da cria o de futuras estrat gias de comb
73. e do tipo inversor de frequ ncia S o apresentadas diversas recomenda es para escolher e instalar o tipo adequado de prote o de forma a garantir a seguran a das pessoas e dos bens e tamb m para alcan ar uma melhor continuidade de servi o Os inversores de frequ ncia para motores ass ncronos tem no seu princ pio de funcionamento fornecer ao motor uma onda da tens o de amplitude e frequ ncia vari vel mantendo a rela o tens o fregii ncia sensivelmente constante cuja onda de tens o gerada por um dispositivo eletr nico de pot ncia Selva et al 2003 Atrav s de um ensaio em motores de indu o trif sico standard com tens o nominal de alimenta o de 220V e pot ncia no eixo de 3 cv alimentado por um inversor de frequ ncia operando nos modos escalar e vetorial Assim a compara o de desempenho entre os modos de parametriza o do inversor tamb m foi obtida Foi utilizado para efeito de compara o com o inversor um sistema de acionamento implementado a partir de um conversor rotativo com op o de varia o de tens o e frequ ncia constitu da por um motor de corrente cont nua acionando um gerador s ncrono trif sico 55 Portanto o motor de indu o trif sico foi alimentado por um sistema de tens es senoidais conversor rotativo e por um sistema de tens es PWM inversor de frequ ncias O acionamento senoidal permitiu assim como o inversor de frequ ncia a aplica o no motor de tens es e
74. e is cri o noso 17 02 Dados pr ticos de perdas em transformadores sississis eses siso conse conca caneco Dono 39 03 Fatores de corre o a e b utilizados nos c lculos de capacidade e pot ncia dos transportadores helicoidais sa css sa tatame io acae a Setas ratos ends Pad cae ea ee Oates 79 04 Valores das tarifas de consumo e demanda eee ssa isas acea ee acae eco nodo 94 05 Custo do KWh gerado por grupo motor diesel gerador 94 06 Pot ncia do capacitor para suprir o consumo de energia reativa do transformador operando sem carga ssa cesso navesieeadas sveanspancahanstesseseivatensesianns 99 07 Pot ncia do capacitor para suprir o consumo de energia reativa do motor operando Sem Qatar ade aa ts lela Sanna erat eet sae tales eee 100 08 Valor mensal registrado no hor rio fora de ponta para maior demanda medidas n oarnat E O helena aos ti miata alia ea stud UNG Ged 104 09 Valor mensal registrado no hor rio de ponta para maior demanda medida 105 10 Par metros el tricos m dios medidos nas oito etapas 106 VII LISTA DE FIGURAS Figuras P gina Ol Curva de carga do sistema no Armas ane oo aa oa cued ES a 21 02 Comportamento do consumo demanda de energia ao longo do ano 23 03 Gr fico da demanda em fun o do tempo durante UM dia eect eeeeeeeee 35 04 Secador emi ICTS PCC LIV ousa A da a DA E O Dean iaoea s 69 05 Diagrama do fluxo de ar de um
75. eduzir suas despesas com eletricidade tendo em vista eventual possibilidade de menor utiliza o de energia el trica no hor rio de ponta e no per odo seco Assim o cliente passa a ter a sua disposi o este novo sistema tarif rio al m do convencional usualmente aplicado o qual n o leva em conta os aspectos de diferencia o de pre os considerados de acordo com a resolu o 456 A Tarifa Convencional O faturamento de consumo total ser obtido pelo produto de consumo medido pela respectiva tarifa conforme a Equa o 01 FC C TC 01 Onde FC valor em reais relativo ao faturamento de consumo C consumo medido durante o ciclo de faturamento TC tarifa de consumo O faturamento da demanda ser obtida pelo produto da demanda faturada pela tarifa de demanda conforme a Equa o 02 25 FD Dfat TD 02 Onde FD valorem reais relativo ao faturamento da demanda Dfat demanda faturada TD tarifa de demanda a Um pre o nico para demanda de pot ncia kW b Um pre o nico para consumo de energia kWh B Tarifa Azul O faturamento de consumo total ser obtido pela soma dos produtos dos consumos medidos em cada segmento horo sazonal pelas respectivas tarifas de cada segmento conforme a Equa o 03 FC Cp TCp Cfp TCfp 03 Onde FC valor em reais relativo ao faturamento de consumo total Cp consumo medido no hor rio de ponta durante o ciclo do faturamento TCp tari
76. er ligado a mesma fase onde foi ligada a garra de tens o correspondente a fase A E assim para as outras duas fases tamb m Os dados registrados posteriormente foram descarregados para um computador via cabo de comunica o e analisados atrav s de um software de comunica o e an lise de dados que produz tabelas para cada grandeza el trica 90 Figura 09 Analisador port til de Energia Instalado no ada de alimenta o dos motores Os par metros el tricos registrados foram tens o V V corrente el trica I A fator de pot ncia FP pot ncia ativa P kW pot ncia reativa Q kVAr Estas medi es foram divididas em intervalos pr determinados para emitir relat rios e tabelas obedecendo as seguintes etapas ETAPA 1 Medi o geral no transformador de 300 kVA Nesta etapa foi registrado o consumo geral de toda instala o durante uma hora possibilitando observar o carregamento do transformador e o fator de carga e com o banco de capacitores desligados verificar o fator de pot ncia da carga ETAPA 2 Medi o com carga no transformador de 225 kVA Nesta etapa foi registrado o consumo de energia para manter o produto armazenado dentro da qualidade pr estabelecida 91 ETAPA 3 Medi o do motor da fita superior operando sem carga ETAPA 4 Medi o do motor da fita superior operando com carga Nas etapas 3 e 4 registrou se o consumo de energia para verificar a possibilidade do uso de u
77. esus Fiorentino An sio da Silva Neto e Isidoro Casal Caminha pela amizade respeito e colabora o na realiza o deste trabalho Aos funcion rios do Departamento de Engenharia Rural e em particular Silvio e Gilberto Faculdade de Ci ncias Agron micas e ao curso de P s Gradua o Aos funcion rios da Produsoja em especial aos Srs Gustavo e Jaime pela colabora o ao permitir que este trabalho se desenvolvesse nas instala es da empresa SUM RIO LISTA DE TABELAS eonen eree aaaea r e ae ea raa rE re aea ATARE aanre S VIII LISTA DE FIGURA Seann at sonia aa aAa E aa ON R Eee Aa AD arada Sinia IX LISTA DE FORMULAS oni naaa a ARRA RR TARA XII BOA ho BI LO RARE OR SORA A O DAS RR ER OE en A 1 SUMMARY za scat doa enca Ea EDAD ASADAS E E 3 ZFINTRODUCA Otis Pasep LA SA CI TU TT A 5 3 REVISAO DE LITERATURA ss sciussasssnssieccdssohosaatoonutescopsnss socnsosonsasseBsbalsconaads focoassopasassiduods 9 Del Leian MELO HCA O ROTA ARE tenis terest eee Me 9 3 2 Eficiencia PMOL CCE Ca RARO RT tuasbe EE e oA E E A E A A A RR 13 3 3 Estr t ras PARADAS un a DO er eR ree ae 20 BA Pater de POLICIA assassinado ra eso DAS DEA DESDE area es aaa 29 SOP ator de CATA CRP E RARE RR Sa teas Ia 34 SO oT PANS POLINA ONES ar o e AD E ga do O DO aces eS 37 Se CITADO LC Sar A gn AAT 40 3 6 Motores BI tFICOS omni E cp a E E DD ED ITS 41 3 9 Superdimensionamento de Motores qi AD Sep 48 3 10 Motores de Alto Rendimento 25 as ois criara a aceon DELE RR 50 3
78. etricidade Moderna S o Paulo n 276 p 38 46 1997 MOURA A P Moura A A F Parente S R G Redu o dos custos de energia com controle de demanda em uma ind stria tecnomec nica Eletricidade Moderna S o Paulo pg 98 104 Dezembro de 2003 OC CIA G C Duart H A Martins F M Hermann L C Bianchi A L Uso Racional de Energia em esta o de bombeamento de gua para irriga o de arroz Universidade Luterana do Brasil Canoas RS AGRENER 2002 Campinas SP OLIVEIRA JUNIOR N Guia nacional do comprador de soft starters Eletricidade Moderna S o Paulo n 402 p 44 50 2000 OLIVEIRA J F Caracter sticas de desempenho operacional do sistema suprido a consumidores industriais do 5 semin rio brasileiro sobe qualidade de energia el trica NEPEN pg 369 373 Aracaju 2003 142 OTTOBONI A A evolu o do controle de velocidade Saber Eletr nica setembro de 2002 p14 PEREIRA S Camacho J R Dias G P Filho D O Efici ncia Energ tica de equipamentos eletr nicos AGRENER 2002 Campinas SP POOLE A amp H GELLER O novo mercado de servi os de efici ncia energ tica no Brasil INEE amp ACEEE Rio de Janeiro 1997 REZEK A J J et al Conservac o de energia com a utilizac o de soft starter Eletricidade Moderna S o Paulo n 402 p 52 61 2000 RUSSOMANO V H Conserva o de eletricidade In __Introducdo administra o de energia na ind stria S o Pau
79. evadores Existe uma gama muito grande de capacidade de ca ambas para gr os encontrada no mercado a partir de apenas 10 t h at 1000t h Para o acionamento o sistema de redu o de velocidade rebaixa a rota o a partir do motor geralmente de 1740 rpm at a rota o desejada do eixo do tambor motriz O sistema pode ser de motor redutor moto redutor ou ainda de contramarcha com um eixo intermedi rio e polias e correias O motor que aciona o elevador por contramarcha est montado sobre trilhos que permitem esticar as correias 72 Os elevadores de ca ambas s o utilizados para o transporte no plano vertical elevando os gr os de um n vel inferior para outro superior para a continuidade do processo ou para o armazenamento Weber 2001 A Figura 06 abaixo mostra um elevador de cacambas no qual destacamos os principais componentes a Cabe a com acionamento e plataforma b Corpo com calhas e escada c P do elevador com esticador PROTE O FREIO CONTRA RECUO TAMPA DA CABE A CORPO PROTE O DO ACIONAMENTO CALHA SUPERIOR PLATAFORMA CALHA COM DEGRAUS 0 5m 1 0m 2 0m va y TE N CALHA 2M COM JANELA DEVE SER COLOCADA NA CALHA LIGADA ao P A ED N A AMBA BECEN AN a TO Aquas O Na Y LADO ASCENDENTE AN Va q RS ed Figura 06 Elevador de Ca ambas 73 A cabe a do elevador tem como fun o principal a de
80. fa de consumo no hor rio de ponta Cfp consumo medido no hor rio fora de ponta durante o ciclo de faturamento TCfp tarifa de consumo no hor rio fora de ponta Para o faturamento da demanda conforme a Equa o 04 Onde 26 FD D fat p TDp D fat fp TDfp 04 FD valor em reais relativo ao faturamento da demanda D fat p demanda fatur vel no hor rio de ponta TDp tarifa de demanda no hor rio de ponta D fat fp demanda fatur vel no hor rio fora de ponta TDfp tarifa de demanda fora do hor rio de ponta a Um preco para demanda de pot ncia kW no hor rio ponta e um pre o para demanda de pot ncia kW no hor rio fora da ponta b Um pre o para o consumo de energia kWh referente ao hor rio de ponta em per odo mido um pre o para o consumo de energia kWh referente ao hor rio de ponta em per odo seco um pre o para o consumo de energia kWh referente a fora de ponta em per odo mido um pre o para o consumo de energia kWh referente a fora de ponta em per odo seco C Tarifa Verde O faturamento de consumo total ser obtido pela soma dos produtos dos consumos medidos em cada segmento horo sazonal pelas respectivas tarifas de cada segmento conforme a Equa o 05 Onde FC Cp TCp Cfp TCfp 05 FC Cp faturamento TCp Cfp de faturamento TCfp 27 valor em reais relativo ao faturamento de consumo total consumo medido no hor rio de pon
81. formador dal quinas de eee res kc ADA E E RIA a a es a 121 Apresenta o da Corre o Individual para os Motores e do Banco Autom tico de Capacitores para Suprir a Demanda de Energia Reativa do Restante da Carga do Transformador ss es TEETE pr LI E tia ES RUE NDA faa AUS a RU 121 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Relat rio Resumido Referente Instala o dos Bancos de Capacitores 122 An lise do Nivel de Tens o cisicssapasetotuesutasadsseatnavtucaetatabsadeaes ataron ee ea S AESA S 123 Relat rio da An lise do N vel de Tens o cscsssssssscssssssscsscessssseseseecsesonees 124 Verifica o de Carregamento do MOtor esseeseseeesessesresresressesressesressesrenseeresresseses 125 Relat rio da Verifica o do Carregamento para V rios Motores 125 Aplica o de Motores de Alto Rendimento e 126 Relat rio de V rios Estudo de Aplica o de Motores de Alto Rendimento 12 Aplica o de Inversor de Freqii ncia e a Economia de Energia Gerada em kWh 128 Relat rio da Aplica o de Inversor de Frequ ncia para V rios Motores 129 Verifica o da Qualidade do Circuito aguas zessastarrs Tr ae a DD canas dia DE aa Den acae a ando 130 Relat rio da Verifica o da Qualidade de V rios Circuito 130 LISTA DE F RMULAS Formulas 01 Faturamento de consumo para tarifa
82. futura e discute as metas para uma pol tica de conserva o de energia el trica Finalmente apresenta os cen rios do mercado de energia el trica no horizonte 2015 de modo a balizar as estrat gias de expans o do sistema el trico No projeto n 14 trata da efici ncia energ tica global do pa s com base nas altera es da matriz energ tica e da economia brasileira Apresenta as tend ncias tecnol gicas dos usos finais da energia e fornece subs dios para identificar estrat gias voltadas para o aumento da efici ncia energ tica do pa s A energia mais cara aquela que n o est dispon vel por essa raz o a intelig ncia far o homem entender que a economia e a discri o no uso deste bem favorecer a sua disponibilidade e diminuir os riscos de escassez segundo Teixeira 1999 Para Teixeira 2001 a falta de investimento no setor energ tico aliado escassez de recursos naturais faz da racionaliza o do uso de energia el trica uma ferramenta de apoio imprescind vel para o crescimento do pa s A conserva o de energia el trica n o se restringe apenas ao acionamento de m quinas el tricas Outro setor que merece aten o o da ilumina o que surge como um dos mais relevantes j que respons vel por cerca de 20 de toda a energia consumida no pa s e por mais de 40 da energia el trica consumido pelo setor de com rcio e servi os segundo ABILUX 1992 16 Brasil 2000 pg 46 apresenta o cen rio da
83. gia renov vel no novo contexto de mercado uma an lise da experi ncia recentes dos EUA e do Brasil Gilberto De Martino Jannuzzi Campinas SP Autores Associados 2000 cole o outros t tulos JANUZZI G M SWISHER Joel N P Planejamento integrado de recursos energ ticos meio ambiente conserva o de energia e fontes renov veis Campinas SP Autores associados 1997 JUNIOR A C O B Avalia o dos motores el tricos de uma unidade de armazenagem de gr os de cereais Disserta o apresentada Faculdade de Ci ncias Agron micas da UNESP Campus de Botucatu 2000 140 KASATKIN A S NEMTSOV M V Electrical engineering Moscow Mir Publishers 1986 527 p KOSOW IRVING LIONEL m quinas el tricas e transformadores Porto Alegre Globo 1982 KUZNETSOV M Fundamentals of electrical engineering Moscow Mir Publishers 1979 460 p LACERDA FILHO A F de Avalia o de uma unidade de beneficiamento de sementes de milho Zea mays L Botucatu 1998 pag 199 Tese doutorado em agronomia energia na agricultura Faculdade de Ci ncias Agron micas Campus de Botucatu LANGSDORF A S Teoria de las m quinas de corriente alternada M xico McGraw Hill 1979 701 p LATORRE C O F Diagn stico de pot ncial de conserva o de energia na ind stria In SEMIN RIO INTERNACIONAL DE DISTRIBUI O DE ENERGIA EL TRICA 1 1990 Belo Horizonte Anais Belo Horizonte v 3 1990 LEWIS C WALTON S J P
84. ia reativa 61 Cruz 2001 apresenta um modelo matem tico baseado na teoria Fuzzy para determinar o tempo de aerac o de uma certa massa de gr os e utilizando um conversor de frequ ncia permitindo obter a freqii ncia necess ria em func o do acr scimo de tempo de aera o para que o motor opere com velocidade reduzida visando diminuir o consumo de energia el trica sem que haja preju zo para massa de gr os ensilada comportando se muito bem quando comparada aos modelos convencionais Desta forma a utiliza o de inversores de fregii ncia proporciona um grande pot ncial de economia de energia el trica por meio do controle da fregii ncia de alimenta o dos motores el tricos adequando os solicita o de carga Atualmente poss vel operar os motores de indu o com velocidade vari vel atrav s da utiliza o dos conversores de freqii ncia Estes conversores tem a caracter stica de fornecer tens o e freqii ncia vari veis a partir de uma fonte de alimenta o com tens o e freqii ncia constantes segundo Andreas 1992 O simples uso de inversores de freqii ncia para varia o de velocidade de motores j implica em reduzir o consumo de energia el trica j que ao se reduzir a velocidade reduz se tamb m a tens o do motor e o consumo de energia Tendo como meta obter se m ximo de economia as seguintes tecnologias merecem aten o especial a fun o especial de economia de energia dispon vel em a
85. ificando o uso racional e eficiente de energia el trica e comparou a efici ncia e a racionalidade da utilizac o de energia el trica entre duas empresas Camargo et al 2003 verificou a avaliac o de qualidade de energia el trica nas instala es de uma ind stria no interior de S o Paulo Constatou que as instala es estavam em desacordo com as normas t cnicas vigentes que de certa forma garantem a opera o satisfat ria dos equipamentos O desequil brio de carga t o f cil de ser resolvido chegou a provocar desligamentos de disjuntores de entrada por sobrecarga de uma das fases Ressaltou tamb m que devido as empresas n o terem t cnicos para acompanhar as instala es fazendo com que ocorra paradas constantes gerando preju zos e muitas vezes por desconhecerem o assunto tentam responsabilizar as concession rias dos preju zos Moura et al 2003 apresenta os benef cios alcan ados com a instala o de um controlador de demanda na f brica de fog es da Esmaltec A rela o custo versos benef cio foi extremamente satisfat ria a ponto de se ter o retorno do investimento em cerca de apenas 11 dias Oliveira 2003 apresenta como a CEMIG est informando e apresentando a seus consumidores as caracter sticas do desempenho operacional de seus sistemas supridores dever da concession ria fazer um trabalho de esclarecimento aos consumidores e a compila o das diversas informa es dispon veis na concession ria em
86. igura 20 Cadastro dos Transformadores por Setores 114 Trafo Setor Inserir Novo Transformador Alterar a Gravar Cancelar Excluir s Sair Consulta Transformador 01 Setor SECADOR Tens o Sem Carga 370 Tens o Com Carga 370 Fator de Pot ncia Sem Carga Fator de Pot ncia Com Carga Corrente Medida com Carga 370 Carga Instalada Revers o de Carga Corre o de FP Ajuste de TAP S Figura 21 Entrada de Dados das Medi es Locais e Cargas Instaladas no Transformador Nos relat rios das Figuras 22 e 23 verifica se em ordem seqiienciais o levantamento de carga e atrav s dos dados da Tabela 10 registrou se s necessidades de estudo especiais nos seguintes motores Motor n 03 fita superior estudo de aplica o de inversor de freqii ncia Motor n 07 elevador duplo estudo de aplica o de motor de alto rendimento Motor n 35 exaustor redimensionamento de circuito Print Preview OSG SS WS Cox RELAT RIO DE EFICI NCIA Carga Instalada Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 TRANSFORMADOR 01 SETOR SECADOR N mero Corrente Corrente Tens o Estudo ITEM Pot ncia de Polos Medida Ideal Medda Especial 01 02 03 04 06 06 07 08 Page 1of2 Figura 22 Relat rio da Carga Instalada em todos os Transformadores do Sistema P gina 1 116 E Print Preview OSEN SS AS Go 28 2 29 2 30 sc 31 se 32 H1 33 H2 34 H3 35 AERADOR 1 DO ARMAZEM 3
87. is econ mica que a op o pela medi o convencional entretanto analisando a utiliza o da op o horo sazonal com o uso do gerador no hor rio de ponta podemos claramente observar que houve uma redu o de 12 2 na conta de energia el trica em rela o op o horo sazonal verde ou azul Optando em fun o do contrato de demanda pela horo sazonal verde Para que o cliente cadastrado com a tarifa horo sazonal verde ou azul se beneficie dessa redu o necess rio a instala o de um grupo gerador atuando no hor rio de ponta Quando n o tem um gerador no sistema necess rio um estudo de an lise econ mica do investimento 113 5 2 2 Cadastro dos Transformadores por Setores A empresa est sendo alimentada por tr s setores de acordo com os transformadores instalados no sistema de energia el trica O cadastramento destes setores foi realizado no in cio de entrada de dados informando os respectivos setores com a pot ncia dos transformadores e a especificac o dos motores instalados conforme as telas das Figuras 20 e 21 onde apresentam os principais dados coletados atrav s de medic es locais registrado na Tabela 10 referentes s etapas 1 2 e 7 Trafo Setor Inserir Novo Transformador Alterar Gravar Cancelar Excluir s Sair Consulta Cadastro Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Transformador SILOS EXPEDICAG VILA ESCRIT RIO Revers o de Carga Corre o de FP Ajuste de TAP S F
88. la da Figura 33 apresenta os dados das medi es da Tabela 10 referindo se ao n vel de tens o dos transformadores instalados na empresa Observa se na Figura 34 uma pequena diferen a na varia o de tens o n o justificando o ajuste do tap tomando se como refer ncia para transformadores de distribui o a rela o do tap anterior pelo posterior que de 4 5 Portanto as rela es dos taps utilizados nos transformadores est o corretas Analisando se o n vel de tens o dos tr s transformadores operando sem carga verifica se que o n vel de tens o da linha de distribui o est correto Ajuste de TAP s Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Transformador 1 0 X Remover Tens o com Carga Tens o sem carga Transformador 2 02 v Remover Tens o com Carga Tens o sem carga Transformador 3 03 v Remover Situa o e V 380 TAP OK C lt gt 380Y nos 3 CONSULTAR N VEL DE TENS O na Concession ria a C Vo em 1 VERIFICAR TAP do mesmo g Fechar C Vo lt Vsc VERIFICAR alimentador Tens o com Carga Tens o sem carga Figura 33 An lise do N vel de Tens o 124 ro Print Preview BEBE RON SES HE Cose RELATORIO DE EFICI NCIA Ajuste de TAP s Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 Situa o v 380V TAP OK 0 Page 1 of 1 Figura 34 Relat rio da An lise do Nivel de Tens o 5 2 6 Superdimensionamento de Motores A Figura 35 apresenta a forma de entrada dos dados
89. letrorurais apresentan um desempenho energ tico incompat vel com o momento atual Estes equipamentos s o comercializados sem informa es claras quanto ao regime de opera o levando os produtores rurais a superdimensionarem o conjunto m quina motor acarretando evidentes desperd cios Sugere a forma o de um grupo t cnico composto por diferentes setores da sociedade tais como fabricantes usu rios pesquisadores para montar uma metodologia adequada para a avalia o energ tica destas m quinas Podendo utilizar rg os de pesquisas como a Fazenda Energ tica da CEMIG a UFV a UFU e outros rg os poder o fornecer subs dios para o desenvolvimento desta metodologia destinada ao atendimento da Lei de Efici ncia Energ tica 20 3 3 Estruturas Tarif rias Aneel 2000 A estrutura tarif ria foi estabelecida em 1986 As tarifas s o definidas por n vel de tens o de rede el trica e est o organizadas em dois grandes grupos alta tens o Grupo A e baixa tens o Grupo B O Grupo A formado por subgrupos tarifarios para as tensdes de atendimento que variam de 2 3 kV a 230 kV e contempla majoritariamente as grandes ind strias O Grupo B dividido em categorias de consumo residencial residencial de baixa renda rural pequena ind stria iluminac o p blica As concess es prev em reajustes tarif rios anuais nas datas de anivers rio da celebra o dos contratos com a ANEEL Para efeitos de c lculo os contratos deter
90. lguns acionamentos de qualidade a utiliza o de equipamentos regenerativos e o emprego da nova tecnologia de motores a m s permanentes IPM 62 3 12 Agroind strias Em pesquisa realizada por Moraes et al 1985 em conjunto com a CEPEL Centro de Pesquisas de Energia El trica detectou se o problema de superdimensionamento de motores el tricos em nivel acentuado em equipamentos agricolas onde as condi es de funcionamento s o mais prec rias e que exigem na maioria das vezes dos fabricantes de m quinas agr colas o uso de motores com grande reserva de pot ncia Conforme Balan o Energ tico Nacional de 1996 o setor agropecu rio apresentou um incremento na demanda de energia el trica de 5 9 x 10 tEP em 1980 para 2 6 x 10 tEP em 1995 aumentando de 9 7 para 29 7 a proporc o entre as diferentes fontes Estas informa es levam a concluir que urgente a necessidade de avalia o dos sistemas produtivos que demandam este tipo de energia e especificamente nas unidades de processamento e beneficiamento de sementes e gr os comerciais cujas estat sticas s o inexistentes para informa es desta natureza Lopes et al 1992 informaram que em 1980 por determina o do Conselho Nacional do Petr leo foi proibida a utiliza o de qualquer dos derivados de petr leo para a secagem de cereais de madeira e fumo Esta decis o for ou os setores de secagem e armazenagem de produtos agr colas a encontrarem alternativas q
91. lo EDUSP p 233 41 1987 SA J S COGO J R ARANGO H Avalia o do rendimento de motores de indu o trif sicos via medi o de tens o e corrente do estator In SEMIN RIO INTERNACIONAL DE DISTRIBUI O DE ENERGIA EL TRICA 1 1990 Belo Horizonte Anais Belo Horizonte v 3 1990 SALES S C P Avalia o expedita da capacidade liberada de energia visando sua racionaliza o na Fazenda Experimental Lageado 1998 108 f Disserta o Mestrado em Agronomia Faculdade de Ci ncias Agron micas Universidade Estadual Paulista Botucatu 1998 SOARES G A O A KRISTOSCHEK FILHO R P TABOSA Efici ncia energ tica em motores impactos no setor e an lise de mercado Eletricidade Moderna p112 abril de 2000 SODERHOLM L H Voltage effects on electric motor torque current and temperature rise Transaction of the ASAE American Society of Agricultural Engineers Michigan v 16 n 3 p 510 515 1973 143 SERAPHIM amp TEIXEIRA a m Conservac o e Racionalizac o de energia el trica no meio rural In Seraphim O J Tecnologia e aplica o racional de energia el trica e de fontes renov veis na agricultura Campina Grande UFPB 1997 p 31 74 SHONETI j Nebon Y As prote es em baixa tens o e os inversores de fregii ncia Eletricidade Moderna S o Paulo pg 106 136 Fevereiro de 2003 SHINDO R amp SOARES G A Avalia o da precis o de m todos pr ticos de determina o do carregamento de
92. lta capacidade exige pouca manuten o baixa pot ncia em rela o a outros transportadores e causam um m nimo de dano mec nico ao produto Tamb m podem trabalhar na posi o inclinada de at 8 graus para qualquer tipo de gr o ou at 12 graus Por m nestas condi es gr os como soja oferecem um percentual de retorno com diminui o da capacidade do transportador 75 As correias transportadoras podem ser revers veis isto movimentam materiais alternadamente de um lado para outro e vice versa nos dois sentidos utilizando o retorno da correia que apoiado sobre cavaletes de carga O acionamento das correias transportadoras pode ser direto atrav s de moto redutor motor e redutor ou de polias e correias S o equipamentos utilizados para o transporte de gran is na posi o vertical amplamente utilizado por sua baixa manuten o e m nimo ndice de dano ao produto transportado Towers 1970 citado por Lacerda Filho 1998 mostrou que as fitas podem ser providas de dois tipos de leito para acomodar o material Um deles tem a forma de cocho e ngulos de 20 35 e 45 sendo muito comum no transporte de sementes e gr os a granel e de farelos enquanto o outro de formato plano utilizado para transportar materiais como lascas cascas raspas e outros com a mesma natureza O autor afirmou ainda que o ngulo m ximo de inclina o fun o da natureza do material transportado Segundo Lacerda Filho 1998
93. luir SH Sair Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Transformador 01 Setor SECADOR Manuten o Nome Corre o Individual Pot ncia do Capacitor 4 SERADOR 1 DO ARMAZEM AERADOR 2 DO ARMAZEM AERADOR 3 DO ARMAZEM Pot ncia do Banco Autom tico de Capacitores Kv Ar 85 14 Figura 30 Apresenta o da Corre o Individual para os Motores e do Banco Autom tico de Capacitores para Suprir a Demanda de Energia Reativa do Restante da Carga do Transformador 1 Cadastro Motores Correc o de Fator de Pot ncia Inserir MOTOR Alterar a Gravar Cancelar X lt Excluir H Sair Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Transformador 02 Setor SILOSZEXPEDI O Corre o Individual Pot ncia do Capacitor Pot ncia do Banco Autom tico de Capacitores KVAr 18 15 Figura 31 Apresenta o da Corre o Individual para os Motores e do Banco Autom tico de Capacitores para Suprir a Demanda de Energia Reativa do Restante da Carga do Transformador 2 122 E Print Preview Beano BE d ms RELAT RIO DE CORRE O DE FATOR DE POT NCIA Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 POTENCIA TOTAL POTENCIA DO CAPACITOR TRANSFORMADOR DO BANCO DE PARA OS CAPACITORES CARGA TRANSFORMADORES 01 107 64 18 00 Nome Motor tem Motor Pot ncia do Capacitor AERADOR 1 DOARMAZEM 35 7 50 AERADOR 2DO ARMAZEM 3 7 50 AERADOR 3DO ARMAZEM 37 7 50 POTENCIA TOTALDO CAPACITOR PARA MAIORES MOTORES 2250 POT
94. m ximo e tamb m ao conjugado de partida conforme Lobosco amp Dias 1988 Citam tamb m que qualquer m todo de partida em que ocorre a utiliza o de redu o de tens o tamb m ocorrer uma redu o do conjugado motor aproximadamente com o quadrado da varia o da tens o para o conjugado m ximo e com a pot ncia 2 2 da varia o de tens o para o conjugado na partida Pode se em primeira aproxima o admitir que a curva de conjugado motor varia em toda sua extens o com o quadrado da varia o de tens o 47 Veshenevsky 1972 afirma que valores diferentes de conjugado e de corrente de partida s o caracter sticas do motor que dependem do tipo de seus enrolamentos sendo a categoria um dos itens que permitem a escolha de motores tais como os de gaiola de esquilo que s o os mais utilizados no meio rural Kasatkin amp Nemtsov 1986 constataram que a relac o entre o conjugado de partida e o conjugado nominal de um motor deve ser escolhida de tal forma que a uma sobrecarga moment nea n o exceda seu conjugado m ximo Segundo Nau 1997 a norma NBR 7094 1996 M quinas el tricas girantes motores de indu o especifica o que substituiu a edi o de 1981 um importante documento referencial para a negocia o entre clientes e fabricantes pois altera o termo placa de identifica o por marca o permitindo inclusive a marca o das informa es t cnicas diretamente sobre a carca a do motor e relata tamb
95. m de 3 para motores el tricos na faixa de 40 cv a 200 cv at 10 para motores abaixo de 1 cv Al m disso verificou se que a utiliza o de controladores de velocidade vari vel possibilitaria ganhos em conserva o acima de 20 Em se tratando de m dia tens o conforme Hickok amp Wickiser 1989 e Wu et al 1992 relatam em seus trabalhos que os inversores de freqii ncia com tiristores tornaram se a tecnologia padr o para inversores de frequ ncia Por m Hammond amp Penteado 1997 argumentam que esses inversores apresentam algumas desvantagens em sua utiliza o pois injetam uma quantidade significativa de harm nicos de corrente na rede e operam com fator de pot ncia baixo quando a velocidade reduzida Ottoboni 2002 baseado na performance dos acionamentos de corrente continua a tecnologia de conversores de correntes alternadas evoluiu proporcionando as mesmas caracter sticas de controle de velocidade e de torque mas usufruindo das vantagens oferecidas pelos motores ass ncronos trif sicos O primeiro passo desta evolu o 58 foram os conversores de freqii ncia com controle escalar ou V f e chaveamento PWM e posteriormente visando melhorar a performance dos conversores de freqii ncia foi desenvolvido o modelo de controle vetorial Nas aplica es onde h uma grande varia o da carga dos motores acionamentos eletr nicos de velocidade vari vel ASD Adjustable Speed Drives podem ser vi veis com tem
96. m inversor de frequ ncia devido a grande varia o de carga ETAPA 5 Medi o no motor do elevador duplo operando sem carga ETAPA 6 Medic o no motor do elevador duplo operando com carga Nas etapas 5 e 6 registrou se o consumo de energia el trica para verificar a possibilidade da aplica o de um motor de alto rendimento devido ao elevado n mero de horas de funcionamento ETAPA 7 Medi es no transformador de 75KVA Esta medi o possibilita se verificar os n veis de tens o e o ajuste de taps dos outros transformadores do sistema ETAPA 8 Medi o nos bornes do motor de 50 cv n 35 Verifica se nesta medi o a qualidade do circuito do motor 4 3 Desenvolvimento de Software para An lise de Energia El trica ANAEEL Para an lise da utiliza o e racionaliza o da energia el trica aplicada s agroind strias houve a necessidade de se desenvolver uma proposta computacional adequada aos tipos de atividades realizadas pelas agroind strias A linguagem de programa o escolhida foi Delphi Borland 5 0 a fim de produzir um software para simular o desempenho t cnico e econ mico do sistema el trico da unidade de armazenamento atrav s de dados obtidos pelos relat rios de mem ria de massa e das medi es el tricas localizadas obedecendo ao fluxograma da Figura 10 com a sequ ncia de c lculos e entradas de dados descritos nos itens a seguir em fun o do cadastramento dos clientes e usu rios 92 ARQU
97. minam a utiliza o de uma f rmula param trica conhecida com ndice de Reajuste Tarif rio IRT que leva em conta a receita da concession ria dividida em parcelas segundo a capacidade das empresas em gerir a evolu o de cada uma delas Haddad amp Ramalho 2001 Compreender a estrutura tarif ria e como s o calculados os valores expressos nas notas fiscais de energia el trica um par metro importante para correta tomada de decis o em projeto envolvendo conserva o de energia Uma an lise hist rica com no m nimo doze meses apresenta um quadro rico em informa es e torna se base de compara o para futuras mudan as visando mensurar os potenciais de economia Neste sentido o estudo e o acompanhamento de custo de energia tornam se ferramentas importantes para execu o de um gerenciamento energ tico e implanta o de medidas de eficientiza o e otimiza o O comportamento m dio do mercado de eletricidade ao longo do dia conforme Figura 1 revela uma curva de carga t pica do sistema el trico brasileiro mostrando que a maior demanda ocorre no hor rio compreendido entre 17 00e 22 00 Com o intuito de adequar a oferta de energia solicita o de carga do sistema el trico foi concebida a estrutura 21 tarif ria horo sazonal tarifas azul e verde de modo a compreender a sistem tica de aplica o de tarifas a pre os diferenciados de acordo com o hor rio do dia ponta e fora de ponta e per odos do ano mid
98. mplanta o de uma comiss o interna de conserva o de energia CICE As CICE s foram institu das na administra o p blica federal pelo Decreto 99 656 de 26 10 90 e t m o encargo de propor implementar e acompanhar as medidas efetivas de conserva o de energia bem como controlar e divulgar as informa es mais relevantes e embora dirigida a pr dios federais sua concep o aplica se a todo pr dio seja ele federal municipal estadual ou at mesmo privado Com a vis vel crise de energia el trica no in cio de 2001 vemos que a efici ncia energ tica hoje um importante elemento da pol tica energ tica do Brasil Esta preocupa o o INEE Instituto Nacional de efici ncia fundado em 1993 traz em suas 18 cita es que ainda falta uma pol tica de Efici ncia Energ tica coerente com o novo marco institucional e o mercado emergente de energia Guerreiro 2001 considera como novo par metro no exerc cio da cidadania a utiliza o da energia com responsabilidade e para combater o desperd cio fundamental a mudan a dos h bitos O consumo de energia el trica no Brasil teve um aumento de 49 em apenas 10 anos em 1990 foi de 205 bilh es de MWh e em 2000 de 306 bilh es de MWh Para mobilizar a sociedade da import ncia do combate ao desperd cio de energia o governo federal por interm dio do minist rio de Minas e Energia criou o PROCEL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica cuja secretaria exe
99. n a practical way and of easy aplicability to the user It was tested in a drier and storage cereal company named Produsoja Cereais Ltda located in S o Gabriel city MS 4 In mass memory reports provided by the energy concessionaire were obtained consume data in the tip schedule consume in the out of pick demands in and out the pick schedule and the tension data corrent demand and powerfactor were obtainde trhough local measurements with help of energy portable analyser These data were used to feed the software aiming at analysing the energy efficiency in the agroindustry With the applicability of the software it was verified which is the best fee option based on the criteria of the fee structure in practice proposing the adequacy of motor force based on the index of energy loading in order to verify highly dimentioned engines the use of frequency invertors the use of fix and authomatic databases capacitors according to the criterium of operation tension level analysis provided by transformer and energy concessionaires and the use of engines of high perfomance proper to the charge and schedule situation of meaningful operation Key words Key words energy efficiency industry energy software to save 2 INTRODUCAO No meio das grandes transforma es do setor energ tico com a privatiza o da maior parte das concess es de distribui o de energia el trica e da gera o com a cria o de novas ag ncias reguladoras e a
100. nal Azul Azul com Gerador Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Consumo no Hor rio de Ponta KM hp EEEE Tarifa de Kiwh Gerador 0 41 Consumo no hor rio fora de ponta Kwhfp 110357 Demanda no hor rio fora de ponta w fp 343 Tarifa de consumo fora de ponta 0138 Tarifa de demanda fora de ponta 12 819 Calcular Resultado R 1 99 Cp T G Cfp T ctpJ Dfp T dfp Gravar H Fechar Figura 18 An lise da Tarifa o Horo Sazonal Azul com uso do Gerador no Hor rio de Ponta 112 Print Preview BSH uc r nm EE WS Core RELAT RIO DE EFICI NCIA Tarifa o Trafo Setor Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 Atividade SECADOR DE CEREAIS Endere o RD BR 163 KM 624 S O GABRIEL DO OESTE MS CEP 74949 000 TARIFA O R CONVENCIONAL 31250 91 HORO SAZONAL VERDE 24554 39 HORO SAZONAL VERDE COM GERADOR NO HOR RIO DE PONTA 2155236 HORO SAZONAL AZUL 28791 61 HORO SAZONAL AZUL COM GERADOR NO HOR RIO DEPONTA 2155236 TRAFO SETOR TRANSFORMADOR TENS O TENS O FATOR DE POT NCIA FATOR DE POT NCIA CORRENTE SEMCARGA C CARGA SEMCARGA C CARGA Ci CARGA SECADOR 380 SILOS EXPEDI O 390 VILAFESCRIT RIO 380 0 Page 1 of 1 Figura 19 Relat rio Resumido das An lises da Tarifa o Ao analisar os dados fornecidos pelo relat rio da tarifa o mostrado pela Figura 19 constata se que a op o pela medi o horo sazonal verde 21 43 ma
101. ncia do uso dos sistemas el tricos valores altos de fator de pot ncia pr ximo de 1 0 indicam uso eficiente de energia el trica enquanto valores baixos 31 evidenciam seu mau aproveitamento al m de representar uma sobrecarga para todo sistema el trico Com a diminui o do fator de pot ncia ocorre a redu o do aproveitamento da energia ativa A portaria n 1569 DNAEE de 23 12 93 aumentou o limite m nimo do fator de pot ncia de 0 85 para 0 92 a partir de mar o de 1994 A energia reativa excedente faturada como consumo e a partir de mar o de 1996 o per odo de avalia o do fator de pot ncia passou de m dia mensal para m dia hor ria As principais causas do baixo fator de pot ncia s o a Motores e transformadores superdimensionados b Motores ou transformadores operando em vazio ou com pequenas cargas c Grande quantidade de motores de pequena pot ncia d M quinas de solda e L mpadas de descarga utiliza o de reatores de baixo fator de pot ncia f Excesso de energia reativa capacitiva Para algumas estruturas tarif rias identificar a quantidade necess ria de capacitores no per odo das 06 00 s 24 00 e no per odo das 0 00 s 06 00 horas As principais conseqii ncias do baixo fator de pot ncia s o a Flutua o de tens o podendo ocasionar a queima de motores b Perdas na rede em forma de calor proporcional ao quadrado da corrente 32 c Queda de tens o provocan
102. nhuma pot ncia suas perdas no cobre s o praticamente nulas enquanto que as as perdas no ferro ocorrem sempre Assim aconselh vel deixar os transformadores desligados da rede quando n o est o em servi o durante prazos relativamente curtos per odos n o superiores a uma semana evitando se problemas decorrentes da absor o de umidade e Fazer manuten o preventiva nos transformadores visando eliminar paralisa es de emerg ncia A manuten o de transformadores relativamente simples e se constitui basicamente dos seguintes itens detec o de vazamentos ensaio de rigidez diel trica do leo inspe o das partes met licas testes de isola o e limpeza geral 39 e Comprar equipamentos de boa qualidade observando sempre as normas brasileiras Tabela 02 Valores Pr ticos das perdas internas em transformadores POT NCIA PERDAS NO PERDAS kVA FERRO W TOTAIS W 15 120 460 30 200 770 45 260 1 040 T5 390 1 530 112 5 520 2 070 150 640 2 550 225 900 3 600 300 1 120 4 480 500 1 0350 6 700 750 1 500 13 500 1 000 1 900 16 500 1 500 2 500 25 000 2 000 3 900 25 100 3 000 4 900 31 700 Wilhanson 2003 ressalta que a vida til do transformador de pot ncia geralmente projetada para quarenta anos determinada pela condic o da celulose do isolamento de papel A taxa de degrada o do papel e a suportabilidade do leo isolante s o influenciadas significativamente
103. ntar o rendimento destes equipamentos trar grande economia ao pa s H mais de uma d cada que os fabricantes de motores vem desenvolvendo esfor os para a redu o das perdas destes equipamentos Desta forma al m de fabricarem motores classificados como standard motores da linha padr o ou convencional apresentam tamb m uma linha de produtos denominada de Alto Rendimento de cor azul As redu es das perdas com a conseqii ncia do aumento da efici ncia foram obtidas com o aumento dos custos de fabrica o Assim motores de alto rendimento s o mais caros do que os motores da linha padr o No entanto por serem mais eficientes gastam menos energia que os motores da linha padr o para a mesma aplica o em consegii ncia este custo adicional de aquisi o compensado por menos custo operacional Os tempos de retorno do capital investido geralmente s o baixos e os seus benef cios econ micos se evidenciam nas economias est veis j que em condi es normais de opera o o motor pode durar mais de 12 anos 54 Em resumo o uso de motores de alto rendimento deve ser considerado analisando se tamb m os custos de operac o e n o apenas o custo inicial 3 11 Inversores de Frequ ncia Shonete amp Neban 2003 tiveram como objetivo deste artigo explicar os fen menos particulares observados nas instalagdes de BT nos casos de sobrecarga ou de falta el trica nos circuitos equipados com variadores de velocidad
104. o e seco Essa estrutura tarif ria tem como objetivo a prorroga o da necessidade de amplia o do sistema el trico nacional ENERSUL 1998 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Horas Figura 01 Curva de carga do sistema em um dia Esse comportamento resulta das influ ncias individuais das varias classes de consumo que normalmente comp e o mercado ou seja industriais comerciais residencial ilumina o p blica rural e outras O hor rio de maior uso denominado hor rio de ponta do sistema el trico e justamente o per odo em que as redes de distribui o assumem maior carga atingindo seu valor m ximo aproximadamente s dezenove horas variando pouco este hor rio de regi o para regi o Devido ao maior carregamento das redes de distribui o nesse hor rio verifica se que um novo cliente a ser atendido pelo sistema custar mais concession ria 22 nesse per odo de maior solicitac o do que em qualquer outro hor rio do dia tendo em conta a necessidade de ampliac o do sistema para atender a carga no hor rio de ponta Da mesma forma o comportamento do mercado de eletricidade ao longo do ano tem caracter sticas pr prias O atendimento do mercado no per odo seco s poss vel em virtude da capacidade de acumula o dos reservat rios das usinas que estocam gua afluente durante o ano Assim o fornecimento de energia no per odo seco tende tamb m a ser mais oneroso pois leva a necessidade de se
105. on ria verificou se o n vel de tens o da rede e com estes resultados foi poss vel realizar os ajuste dos taps como um dos primeiros procedimentos adotado para este estudo Estas medi es fornecem tamb m a possibilidade de verificar transformador com desequil brio de corrente podendo provocar um desequil brio de tens o transformador superdimensionado podendo onerar a conta de energia com perdas internas e baixo fator de pot ncia 4 9 Analise do Carregamento dos Motores Dentro da unidade de armazenamento e secagem de gr os existem motores que est o em condi es de superdimensionamento e para serem identificados deve se 101 considerar o ndice de carregamento dado pela Equa o 36 respeitando o conjugado de partida IC PU PN 36 Pa 3 V 1 cosp 37 Pu Pa n 736 38 Onde IC ndice de carregamento para valores maior que 0 6 e menor que 0 9 considerar normal PROCEL 1988 PU pot ncia til do motor cv PN pot ncia nominal do motor cv Pa pot ncia ativa W V tens o medida na chave de partida do motor etapa 4 V I corrente medida na chave de partida do motor etapa 4A COS fator de pot ncia medido com carga etapa 4 7 rendimento fornecido pela curva caracter stica do motor para 75 4 p los 25CV obs Foi utilizado para este c lculo os dados da medi o da etapa 4 mas devido a grande varia o de carga optou se por estudo de aplica o de inversor de freq ncia 4 10 Motores de Al
106. ontrole que s se consegue alguns valores de velocidade dependendo da rela o das engrenagens ou das polias Na categoria de controle el trico se destaca o tradicional sistema Ward Leonard onde a varia o da resist ncia de campo do gerador faz com que o motor seja alimentado por uma tens o vari vel J o controle eletr nico caracterizado pelo uso de chaves eletr nicas no controle Com esse tipo de controle foi poss vel melhorar significativamente a qualidade do acionamento que al m de mais eficiente requer o emprego de menos mat ria prima Um 57 exemplo o sistema Ward Leonard est tico que substituiu o grupo motor gerador do sistema Ward Leonard tradicional por um retificador controlado a tiristores Haddad 1999 destaca que o PROCEL tamb m atuou na montagem e no melhoramento de laborat rios de pesquisa atrav s de aporte direto de recurso financeiros podendo se citar no caso do CEPEL o Laborat rio de Conservac o de Energia que realiza ensaios em refrigeradores freezers aparelhos de ar condicionado l mpadas incandescentes e reatores eletromagn ticos Al m desse laborat rio pode se destacar o laborat rio de chuveiros el tricos no IPT e o laborat rio de motores el tricos na EFEI Escola Federal de Engenharia de Itajub Com rela o aos motores el tricos foram realizadas pesquisas que detectaram ganhos significativos no consumo de energia el trica destes equipamentos Estes ganhos variara
107. or de Frequ ncia uma alternativa para racionaliza o do uso de energia el trica em sistemas de irriga o Piv Central AGRENER 2000b Campinas SP CARDIM D Programa computacional para an lise do faturamento do consumo de energia el trica atrav s dos K hiberbol ide de carga e pot ncia em empresas frigor ficas abatedoras de bovinos Disserta o apresentada Faculdade de Ci ncias Agron micas da UNESP Campus de Botucatu rea de Concentra o em Energia na Agricultura Botucatu SP 2001 COTRIN A A M B Instala es el tricas 4 ed S o Paulo McGraw Hill do Brasil 2003 678 p CREDER H Instala es el tricas 14 ed Rio de Janeiro Livros T cnicos e Cient ficos 2002 479 p COGO J R S J S OLIVEIRA A L Economia em motores el tricos Itajub MG 1998 CRUZ L F Tese de Desenvolvimento de um modelo matem tico para o c lculo do limpo de aera o em silos verticais para reduzir o consumo de energia el trica utilizando a teoria Fuzzy _Botucatu 2001 tese apresentada a Faculdade de Ci ncias Agron micas da Unesp _ em energia na agricultura campus de Botucatu S o Paulo DELAIBA A C Oliveira R R Rocha C A L Comportamento de geradores s ncronos trif sicos alimentando cargas n o lineares e desequilibradas uma abordagem anal tica e experimental ANAIS do 5 semin rio brasileiro sobre qualidade de energia el trica NEPEN pg 61 66 Aracaju 2003 EBERL
108. or serem respons veis pelo processamento de mais de 1 3 da nossa energia el trica torna se claro que medidas a serem adotadas para um aumento da efici ncia do seu processo de opera o provocar o uma razo vel economia de energia 42 Se considerar que o consumo global de energia el trica no Brasil durante o ano de 1992 foi de 213 3 bilh es de kWh podemos estimar que s os motores el tricos processaram mais 74 bilh es de kWh S o mais de 10 000 000 de motores de indu o trif sicos operando no nosso pa s Uma utilizac o adequada destes motores trar benef cios imediatos aos usu rios e a toda sociedade brasileira na medida em que para os primeiros reduzir se o os custos da produ o e para o pa s haver uma consider vel economia O avan o da eletr nica de pot ncia dos ltimos anos resulta no surgimento de novos equipamentos e de novas topologias destinados a modernizar as t cnicas convencionais de acionamentos el tricos para motores de indu o Cita Oliveira 2000 que as chaves est ticas de partidas soft starter apresentam as seguintes caracter sticas de funcionamento suaviza o choque mec nico diminuir o ndice de manuten o reduz golpes de ar ete e desgaste da correia realiza comuta o autom tica de ajustes conforme grandes varia es de cargas e outros casos em que a aplica o da chave convencional n o possa ser utilizada Rezek et al 2000 concluiu em seu trabalho que com a utiliza
109. orado pelo CODI Comit de distribui o sob a supervis o t cnica da Eletrobr s 1998 BRASIL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica Guia operacional de motores el tricos Vers o 2000 equipe Heloi Jos Ferrnandes Moraes et al Rio de Janeiro BRASIL Minist rio Das Minas e Energia Plano decenal de expans o 2000 2009 Rio de Janeiro 2000 pg 19 BRASIL Minist rio Das Minas e Energia Plano decenal de expans o 2000 2009 Rio de Janeiro 2000 pg 46 BRASIL Minist rio das Minas e Energia Relat rio eletrobr s 2001 Rio de Janeiro 2001 pg 64 BRASIL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica Orienta es gerais para conserva o de energia el trica em edif cios Rio de Janeiro 2002 pg 7 BRASIL Programa Nacional de Conserva o de Energia El trica Selo Procel 2002 Rio de Janeiro 2002 pg 10 CAMARGO J Zanetti E R Martinz F O Sileira M M Adequa o da qualidade das instala es el tricas industriais a qualidade da energia el trica da concession ria 5 semin rio brasileiro sobe qualidade de energia el trica NEPEN pg 309 314 Aracaju 2003 CAMPANA S OLIVEIRA FILHO D SOARES A A OLIVEIRA R A Adequa o de for a motriz em sistema de irriga o por aspers o convencional e Piv Central AGRENER 20004 Campinas SP 137 CAMPANA S OLIVEIRA FILHO D SOARES A A OLIVEIRA R A ERMSDORFF W Invers
110. os FP 0 4259 D Pot ncia do Transformador 1300 00 X Pot ncia do Capacitor para suprir o Reativo do Transformador ficando Energizado permanentemente KVAr PBCT Figura 27 Calculo da Pot ncia do Banco Geral de Capacitores para Suprir a Demanda da Energia Reativa da Carga e do Banco Fixo para Suprir a Demanda Reativa do Transformador 01 Corre o de Fator de Pot ncia Inserir Transformador Alterar Gravar Cancelar X Excluir Kai Sair Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Consulta Manuten o Transformador 02 Fator de Pot ncia 3 Calcular Pot ncia Total do Banco de Capacitores KVAr 1815 PTBC Tan rcCos FP 0 4259PD Pot ncia do Transformador 225 00 X Pot ncia do Capacitor para suprir o Reativo do Transformador ficando Energizado permanentemente KVAr Demanda 210 00 15 00 PBCET Figura 28 C lculo da Pot ncia do Banco Geral de Capacitores para Suprir a Demanda da Energia Reativa da Carga e do Banco Fixo para Suprir a Demanda Reativa do Transformador 02 Corre o de Fator de Pot ncia Inserir Transformador Alterar a Gravar Cancelar X Excluir co Sair Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Consulta Manuten o Transformador SILOS EXPEDICAO 210 00 0 89 1815 225 00 15 00 Figura 29 Cadastro da Corre o do Fator de Pot ncia por Transformador 121 Cadastro Motores Correcao de Fator de Pot ncia Inserir MOTOR Alterar La Gravar Cancelar X Exc
111. otores de induc o de alto rendimento Lobosco amp Dias 1988 citam que a substituic o de motores deve levar em considerac o tamb m o crit rio do retorno do capital que se dara pela reduc o do consumo de energia resultante da utiliza o do motor de melhor rendimento A manuten o peri dica dos motores el tricos se faz necess ria para evitar diminui o na vida til do motor e queda de rendimento Deve se verificar os seguintes itens n veis de isolamento eleva o de temperatura desgastes excessivos correta lubrifica o dos rolamentos e exames no ventilador para o correto fluxo de ar De acordo com o diagn stico do potencial de conserva o de energia na ind stria realizada por Latorre et al 1990 sob coordena o da Companhia Energ tica de Minas Gerais CEMIG em uma an lise preliminar de custo benef cio apresenta se vi vel indicando retorno de investimento que variam de 2 8 a 5 1 anos considerando se um cen rio otimista e um pessimista respectivamente Soares et al 2000 mostra um perfil do setor de motores el tricos no Brasil e compara com as realidades norte americanas e canadenses considerando aspectos como rendimento n mero de fabricantes e volume de vendas entre outros Mostra ainda de que forma o uso de motores energeticamente eficientes incentivado nesses mercados e no Brasil atrav s de normaliza o e programas de rebates Os motores considerados de alto rendimento conforme WEG 2000
112. pada com um motor el trico de 3cv e um motor el trico de 5 cv 1740 rpm 220 380V PL 5 6 7 e 8 pr limpezas 5 6 7 e 8 funcionando como pr limpeza capacidade de carga de 30 t h equipada com um motor el trico de 3cv e um motor el trico de 5 cv 1740 rpm 220 380V SC 1 2 e 3 tr s secadores modelo kw 40 capacidade de secagem din mica de 40 t h pot ncia do ventilador 2 motores el trico de 15 cv 1770 rpm 380 660V pot ncia da rosca de descarga 1 motor el trico de 4cv 1730 rpm 220 380V medindo 3 9m de largura e 18 05 m de altura H1 hedler das pr limpezas para o elevador de carga do secador capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 20cv 1740 rpm 380 660V H2 hedler carga do secador capacidade de carga de 120 t h 86 equipada com um motor el trico de 15cv 1740 rpm 380 660V H3 hedler descarga do secador capacidade de carga 120 t h equipado com um motor el trico de 15cv 1740 rpm 380 660V MOEGAS 04 Moegas com capacidade de 5000 sacas totalizando 20 000 sacas 1200 toneladas SILOS 4 silos de armazenagem capacidade individual de 80 000 sacas equipado com motores el tricos de 50cv 1750 rpm 380 660V controle de aera o marca dryeration modelo dya 1000 1750 ARMAZ M GRANELEIRO capacidade para 500 000 sacas equipado com 3 aeradores de 50 cv 1750 rpm 380 660V termometria focking modelo san
113. para se calcular a pot ncia da correia transportadora deve se levar em considera o a poss vel eleva o do produto as resist ncias opostas ao deslocamento da fita e a contr ria ao movimento O c lculo efetuado em tr s etapas a Estimativa da pot ncia necess ria para a movimenta o da fita sem carga Equa o 22 22 poa x 1 292 x 0 0 6 0 000328 x a b Estimativa da pot ncia necess ria para movimentar o produto na posi o horizontal Equa o 23 76 23 ne x 0 84 0 0099 x 2 100 No caso da correia n o se deslocar sobre roletes os fatores 0 00328 e 0 0099 das Equa es 22 e 23 devem ser divididos por 10 Esta uma corre o emp rica feita devido ao aumento do atrito entre a correia e a superf cie que lhe servir de apoio Giudice et al 1972 c A estimativa da pot ncia para o transporte na posi o inclinada feita pela Equa o 24 e da pot ncia total pela Equa o 25 Porce He x 3 33 x Mp 24 100 Pot Pot a Pot b Pot c 25 Onde Pot Pot ncia total estimada cv V Velocidade da fita m min L Largura da fita m Mp Necessidade de transporte t h He Altura de eleva o m A largura da fita fun o do volume a ser transportado por unidade de tempo que por sua vez fun o da rea da se o transversal e da velocidade m xima de opera o 77 3 13 5 Roscas Transportadoras Weber 2001 as roscas
114. para testar todos os motores cadastrados Clique no item do motor se o rendimento for inferior a 0 6 mande gravar o software automaticamente recomenda o estudo no relat rio da Figura 36 recomendando a verifica o do conjugado de partida junto ao fabricante do equipamento No estudo verificou se que o motor n 3 pelos dados fornecidos est superdimensionado observou se que a rela o da sua pot ncia til pela pot ncia nominal esta inferior a 0 6 de acordo com BRASIL 2000 Mas levando em considera o que seu carregamento varia de 40 a 120 toneladas gr os transportados foi recomendado um estudo de inversor de freqii ncia como uma segunda e melhor op o 125 Superdimensionamento de Motores Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Transformador 01 Setor SECADOR Motor 03 z Pot ncia CY Rendimento By 2 Pela Curva Caracter stica Tens o em Opera o Y Corrente Medida A lt H Fator de Pot ncia 0 66 Calcular Pot ncia til CV 11 49 Sart IP VA FP 736 a Gravar H Sair Figura 35 Verifica o de Carregamento do Motor Rendimento n PU PT 9 46 ex Print Preview Belun gt n BS HS cosel Relatorio Estudo Especial Super Dimensionamento Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA CDC 90004680 Se o Rendimento lt 0 6 Verificar junto ao fabricante a poss bilidade de toca devido ao conjugado de partida Transfomador 01 Setor SECADOR Nome Motor Pot ncia Motor Pot ncia
115. pela contamina o da umidade e analisa o uso de novos materiais esponjosos moleculares de alta temperatura para remover de forma cont nua a umidade do leo do transformador reduzindo sua taxa de envelhecimento 40 3 7 Geradores Delaiba Et Al 2003 estudou o comportamento el trico e mec nico de geradores s ncronos quando submetidos a situa es em que cargas desequilibradas e n o lineares est o presentes nos sistemas el tricos Os resultados obtidos evidenciaram os efeitos das distor es e de desequil brio sobre o gerador Deve se destacar que os enrolamentos de armadura e amortecedores sobretudo estes ltimos foram os mais afetados Isto sem d vida caracteriza problemas uma vez que enrolamentos amortecedores foram projetados para suportar correntes somente na partida Em regime permanente poder ocorrer um aquecimento excessivo nas sapatas polares e uma conseqiiente redu o da vida til da m quina Starosta 2003 em fun o da diversidade importante que se conhe a bem o processo e as cargas que se pretende alimentar por um desses sistemas antes da encomenda de grupo geradores N o instalar por acaso devido ao grande volume de grupos recentemente instalados seja para o racionamento como forma eficiente de cumprir a meta estipulada pelo governo no apag o ou de fornecer energia quando da falta da concession ria seja como importante elemento em sistemas de gera o ou co gera o pr pria viabilizad
116. pos de retorno do investimento tipicamente de um a quatro anos ASDs de ltima gera o s o fabricados por uma empresa brasileira Weg Acionamentos e importados por grandes multinacionais como Siemens ABB Reliance e Toshiba Para a adequa o de pot ncia deve se mensurar o rendimento do motor el trico na condi o de carga o que n o uma tarefa simples j que seriam necess rios equipamentos caros sofisticados e espec ficos Atualmente a avalia o do rendimento feita de forma indireta Dentre os par metros mais utilizados citam se 1 Pot ncia de entrada 2 Corrente 3 Escorregamento e 4 Fator de pot ncia Assim a avalia o do rendimento feita a partir das curvas caracter stica dos motores WEG 2001 o advento de acionamento de velocidade vari vel confi vel e de custo efetivo mudaram rapidamente os procedimentos antigos de uso de meios mec nicos e motores de corrente continua para controles Estes acionamentos que regulam a velocidade do motor controlando a tens o e a frequ ncia da rede tem alargado vastamente a abrang ncia das aplica es e capacidades dos motores de corrente alternada Muitos efeitos s o positivos velocidades baixas significam ciclos menores portanto fadiga minimizada dos rolamentos ventoinhas e outros elementos girantes A Partida Suave de um motor elimina os altos esfor os da partida nos enrolamentos estat ricos e barras do motor que s o usuais quando os motores partem di
117. r Resultado R TRY Kw h TD D Gravar Figura 14 An lise com a Tarifa o Convencional 110 Tarifa o Horo Sazonal Verde Cliente PRODUSO ITA CEREAIS LT OA Consumo no Hor rio de Ponta Consumo Fora do Hor rio de Ponta 110357 Demanda 343 1 049 Tarifa Consumo no Hor rio de Ponta Tarifa Consumo no Hor rio Fara de Ponta 0 138 Tarifa de Demanda 12 519 Calcular Resultado Ht Cfp TfpJ Cp Tp D Td m Gravar il Sair Figura 15 An lise com a Tarifa o Horo Sazonal Verde Verde com Gerador Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Kwhp 4698 Kwhfp 110357 Demanda 343 Tarifa de Kiwhfp 0 138 Tarifa de KM h G 0 41 Tarifa de demanda 12 819 Calcular Faturamento Cp T G Cfp T fp D T d Resultado R SH Fechar Figura 16 An lise com a Tarifac o Horo Sazonal Verde com uso do Gerador no Hor rio de Ponta 111 Tarifa o Horo Sazonal Azul Cliente PRODUSOJA CEREAIS LTDA Consumo no Hor rio de Ponta ESE Consumo Fora do Hor rio de Ponta 110357 Demanda no Hor rio de Ponta 201 Demanda no Hor rio Fora de Ponta 343 Tarifa Consumo no Hor rio de Ponta 9 271 Tarifa Consumo no Hor rio Fora de Ponta 0 138 Tarifa de Demanda no Hor rio de Ponta 39 265 Tarifa de Demanda no Hor rio Fora de Ponta 12 819 Calcular Resultado R 31 61 Cfp T fp Cp T p Dfp T Dfp Dp T Dp Gravar a Sair Figura 17 An lise com a Tarifa o Horo Sazo
118. r os que sera sempre o mesmo para qualquer secador com a alimenta o pela parte superior 1 passando pela c mara de secagem e de resfriamento e saindo atrav s da mesa de descarga 2 Fluxo de Ar O ar ambiente aquecido na fornalha onde se aquece a valores elevados Atrav s dos registros 4 o ar de combust o recebe uma mistura de ar frio saindo da fornalha 5 na temperatura desejada e atravessando o secador no sentido da fornalha para os ventiladores Parte deste ar aquecido aproximadamente um ter o passar atrav s da c mara inferior 6 fazendo o resfriamento e saindo aspirado por ventiladores Dois ter os do ar de secagem 8 far o a secagem na c mara superior atravessando a massa de gr os e saindo em 10 aspirado por ventiladores 71 O calculo da pot ncia do motor do exaustor de um secador depende diretamente da press o e da vaz o segundo Equa o 18 Pot pstxQ 75xn 18 Onde Pot Pot ncia do motor cv pst Press o total mmca Q Vaz o m s 7 Rendimento 0 6 a 0 8 3 13 3 Elevadores de Ca ambas Weber 2001 os elevadores como o pr prio nome sugere s o utilizados para o transporte no plano vertical elevando os gr os de um n vel inferior a outro mais elevado para continuidade do processo ou para o armazenamento Enquanto o transporte no plano horizontal conta com v rias op es o movimento de gr os a alturas mais elevadas e em volumes maiores disp e apenas de el
119. r a pot ncia reativa de todo o sistema do transformador setor kVAr tangente do arco cosseno do fator de pot ncia medido no sistema em estudo tangente do arco cosseno do fator de pot ncia desejado 0 92 demanda do sistema kW pot ncia do banco autom tico de capacitores kVAr pot ncia do capacitor fornecido por tabelas dos fabricantes para suprir a demanda de energia reativa solicitada pelo transformador Tabela 06 pot ncia do capacitor fornecido por tabelas dos fabricantes para suprir a demanda de energia reativa do motor Tabela 07 Tabela 06 Pot ncia do capacitor para suprir o consumo de energia reativa do transformador operando sem carga Pot ncia do transformador em kVA Pot ncia do capacitor necess rio para suprir os reativos em kV Ar 75 5 112 5 no 150 10 225 15 300 20 Fonte INEPAR 100 Tabela 07 Pot ncia do capacitor para suprir o consumo de energia reativa do motor operando sem carga Pot ncia do motor em cv 4polos Pot ncia do capacitor necess rio para suprir os reativos kVAr 20 5 25 6 30 7 40 9 50 11 Fonte INEPAR 4 8 Ajuste de Taps dos Transformadores Para ajustar os taps do transformador de cada setor foram realizadas medi es de tens o a vazio e com carga corrente el trica e fator de pot ncia a vazio e com carga na baixa tens o possibilitando por analogia verificar os taps dos mesmos e junto concessi
120. rabalho que permitisse a realiza o de todas as medi es necess rias para o desenvolvimento da pesquisa procurando preservar a sistem tica de trabalho da empresa Na Figura 07 est representado o fluxograma que atende as rotinas b sicas dos processos de armazenamento e secagem de gr os 82 MOEGAS CT2 ELI EL2 Motores do Transformador N 1 Motores do Transformador N 2 Figura 07 Fluxograma das etapas operacionais 83 As caracter sticas dos equipamentos e do processo est o descritas abaixo CT1 fita do t nel das moegas para pr limpezas 1 4 capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 10 cv 1740 rpm 380 660V CT2 fita do t nel das moegas para pr limpezas 5 8 capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 10 cv 1740 rpm 380 660V FSA fita superior do armaz m graneleiro capacidade de carga de 240 t h equipada com um motor el trico de 25 cv 1740 rpm 380 660V FIA fita inferior do armaz m graneleiro capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 7 5 cv 1740 rpm 380 660V FSE fita superior externa silos capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 7 5cv 1160 rpm 220 380V FIE fita inferior externa silos capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 7 5cv 1160 rpm 220 380V 84 CTS 4 fitas de de
121. relat rios concisos e que podem ser facilmente interpretados pelos consumidores e seus 29 consultores devem fazer parte dos programas de qualidade de energia da empresa Isto faz com que alguns consumidores industriais reduzam significativamente o n mero de desligamentos 3 4 Fator de Pot ncia Creder 2002 conceitua basicamente que qualquer equipamento que transforme a energia el trica diretamente em outra forma de energia til t rmica luminosa etc sem necessitar energia intermedi ria na transformac o um consumidor de energia ativa Qualquer equipamento motores transformadores reatores etc que necessita de energia mangnetizante como intermedi ria na utiliza o de energia ativa um consumidor de energia ativa reativa Para Kosow 1982 o fator de pot ncia a vazio corresponde a um baixo valor sendo que nestas circunst ncias quase toda a corrente absorvida empregada para a magnetiza o do motor requerido para produzir o campo girante do estator Ao aumentar a pot ncia fornecida precisa se ent o de mais pot ncia ativa absorvida que aquela transformada em pot ncia til e consequentemente melhora o fator de pot ncia Dentre as vantagens oferecidas pela melhoria do fator de pot ncia a libera o da capacidade do sistema cita COTRIM 2003 A libera o de capacidade importante para a concession ria ao dispor de uma energia adicional e para o consumidor ao diminuir custos afirma SALES 199
122. retamente da rede 59 Acionamento de frequ ncia ajust vel pode influenciar positivamente na vida til do motor quando adequadamente aplicados H contudo uns poucos fatores importantes que devem ser considerados quanto ao uso de motores com acionamentos Estes problemas s o bem definidos e administr veis e devem ser levados atualmente em considera o a Tens o de modo comum b Harmonicas c Freq ncia de chaveamento de ondas estacion rias d Faixa de velocidade e aspectos na partida Com a utiliza o dos inversores de freq ncia pode se utilizar os motores de corrente alternada com as mesmas vantagens em rela o aos motores de corrente continua a Baixa manuten o do consumo de escovas comutadoras b Aus ncia de faiscamento c Baixo ru do el trico d Custo inferior e Velocidade de rota o superior Campana et al 2000b verificou a viabilidade t cnica e econ mica da utiliza o de inversores de freqii ncia para racionaliza o do uso de energia el trica em um sistema de irriga o tipo piv central de m dia press o Tamb m avaliou que propicia a libera o de carga de transformador quando h a utiliza o deste equipamento Eberle 2000 os inversores de fregii ncia s o equipamentos da eletr nica de pot ncia que permitem o controle de velocidade e consequentemente de torque em motores ass ncronos trif sicos tipo gaiola de esquilo Esses dispositivos encontram se 60 dispon
123. rna e interna a plataforma e a porta de acesso inferior a plataforma superior com porta de acesso al m dos montantes refor os do cilindro para silos de grande porte e o controle de n vel indicador de silo cheio e p ndulos da termometria A espessura da chapa a profundidade das ondas e o perfil determinam a resist ncia e a capacidade do silo As chapas s o afixadas entre si de tal forma que impe am a entrada de umidade sendo que nas emendas utilizada massa especial de calafetar e s o parafusadas entre si com parafusos especiais e arruelas de veda o O telhado executado em perfis met licos galvanizados planos com refor os na bordas laterais que sobrepassam uns aos outros oferecendo boa veda o e resist ncia O fundo do silo apresenta op es definidas na fase de projeto Geralmente s o planos entretanto pode ser c nico ou misto parcialmente plano e c nico a exemplo de 80 graneleiro semi V Os silos c nicos dispensam a rosca de varredura de descarga da parte final dos gr os 81 4 MATERIAIS E M TODOS 4 1 Descric o da Agroind stria A pesquisa foi realizada em uma unidade de secagem e armazenagem de cereais da Empresa Produsoja Cereais Ltda localizada na BR 163 km 624 munic pio de S o Gabriel do Oeste no estado de Mato Grosso do Sul durante o per odo de 01 03 2003 a 30 06 2003 quando a unidade processou soja e milho comercial Para a realiza o da coleta de dados adotou se uma linha de t
124. s bornes do motor de 50 CV n 35 88 Enersul Trif sico 34 5 KV Chave CC 200A elo 15K Para raios Medic o em alta tens o CC 100 A CC 200 A elo 7EF Para raios CC 200 A Transformador de Transformador de Transformador de 75 KVA 300 KVA 225 KVA 34 5 KV 380 220V 34 5 KV 380 220V 34 5 KV 380 220V vy Escrit rio Secador Silos Resid ncias Alojamento Figura 08 Diagrama Unifilar da Entrada de Energia 89 4 2 2 Medi es com Analisador de Energia As medi es foram realizadas no barramento geral de BT de cada transformador do sistema onde ficou registrando as grandezas el tricas de acordo com as etapas de funcionamento do secador O Analisador de energia utilizado foi do tipo port til conforme a Figura 09 registrador digital em tempo real de grandezas el tricas que possui uma mem ria interna para armazenar os dados para posterior transfer ncia e an lise em um computador Para cada etapa de medi es o analisador ficou conectado no barramento geral durante uma hora fixou se inicialmente as garras VN neutro preto em seguida as fases A amarelo B vermelho C azul Ficando assim preparado para registrar os sinais de tens o Para medi o de corrente el trica e pot ncia necess rio conectar uma entrada de corrente atrav s de alicates Verificou se cuidadosamente para que as fases n o ficassem invertidas ou seja o alicate correspondente a fase A deve obrigatoriamente s
125. s el tricos encontram se corretamente adequados b A fuga de energia constitu uma causa comum de perda de energia c Evitar sobrecarga dos transformadores d Dar aten o especial ao fator de pot ncia e Instalar transformador pequeno para entressafra para evitar perdas a vazio f Verificar o indice de carregamento dos motores el tricos g Verificar a efici ncia dos acoplamentos h Elaborar plano de manuten o de acordo com recomenda o do fabricante 1 Mantenha l mpadas e lentes de refletores limpas j Dar prefer ncia para l mpada florescente 64 k Em rea externa dar prefer ncia para l mpadas de vapor de s dio Segundo Lopes et al 2000 existe um grande potencial de economia de energia el trica nas unidades armazenadoras O secador um dos equipamentos utilizados no processo de secagem que trabalham com cargas vari veis e ainda desconhecido um estudo da utilizac o de inversores de freqii ncia em secadores visando economia de energia el trica e automac o do processo de secagem Sendo assim pensando neste potencial de economia de energia el trica na cidade e no campo a ANEEL PROCEL ELETROBRAS CEMIG lan aram o Programa de Inversores de Freqii ncia CEMIG 2001 Com este projeto a CEMIG tem como meta economizar 1 5 MW de energia el trica em 2001 somente com a utiliza o de inversores acoplados a motores el tricos Junior 2000 demonstra como resultado das avalia es feitas na
126. s empresas envolvendo poucas pessoas e sobretudo dinheiro do governo J a conserva o uma fonte de energia onde milhares de decis es precisam ser tomados para que a conserva o torne se significativa Isto uma decis o descentralizada que envolve a conscientiza o das pessoas As premissas de conserva o para o per odo 1999 2009 foram elaboradas por t cnicos do PROCEL com coopera o do CTEM tendo como refer ncia o cen rio macroecon mico de Crescimento Sustentado A seguir s o apresentadas as 17 perspectivas de conservac o de energia para o pr ximo per odo A tabela 01 apresenta a premissas de conservac o para o Brasil nos anos de 2004 e 2009 Tabela 01 Perspectiva de conservac o em GWh ANO ENERGIA CONSERVADA 1999 9 190 2004 23 288 2009 32 828 Aneel 2003 no per odo compreendido entre setembro de 1998 e julho de 2002 os programas de efici ncia energ tica foram respons veis pela economia de 5 87 mil Gigawatts hora GWh gra as a investimentos de R 776 milh es Baseado no consumo mensal m dio de uma fam lia de 175 quilowatts hora kWh essa energia abasteceria todo o Cear durante um ano Ou seja durante esse per odo economizou se a energia equivalente que seria gerada por uma usina de 1 330 MW do porte da Usina Serra da Mesa localizada no Tocantins Brasil 2002 a coordena o de um programa de conserva o de energia torna se mais f cil com a i
127. s previs es de conserva o de energia el trica baseadas nos valores dos per odos de 1993 1998 somando um total de 7 091 GWh Tais economias ocorreram em fun o das melhorias de efici ncia tanto do lado da demanda como do lado da oferta de energia el trica Estima se que a economia no uso final foi de 5 126 GWh e na gera o adicional de 1 965 GWh Os resultados de conserva o previstos est o apoiados em a es a serem implementadas pelas concession rias em suas reas de atua o bem como a es induzidas diretamente pelo PROCEL por meio de linhas de financiamento junto sociedade atrav s de programas de promo o e difus o e s entidades de ensino e pesquisa Fregiientemente n o percebemos que conservar energia na realidade introduzir mais uma op o de suprimento e que a pol tica de conserva o uma atividade muito diferente da gera o s o as considera es de Goldemberg 1985 No Brasil principalmente o usual que as pessoas est o acostumadas a discutir op es de suprimento e se limitam a examinar a substitui o de energ ticos em vez de falar em conserva o A grande parte dos energ ticos utilizados no Brasil s o financiado pelo governo o que cria uma situa o em que as decis es s o centralizadas e por isso acabam se tornando extremamente simples Mas em torno destas decis es o sistema acabou criando uma l gica pr pria onde h um conjunto de interesses em particular os das grande
128. scarga dos gr os elevados atrav s da correia e ca ambas E muito importante conhecer o di metro do tambor e sua rotac o pois a partir destes dados podemos calcular a velocidade da correia atrav s da Equa o 19 E mxDxN 19 60 Onde D di metro do tambor m N rota o do tambor rpm Segundo Lacerda Filho 1998 a capacidade do transportador fun o da capacidade individual da velocidade e n mero de ca ambas por unidade de comprimento da correia podendo ser estimada pela equa o 20 Cap vx N x Oc 20 Onde Cap capacidade do transportador kg min N n mero de ca ambas por m Qc capacidade de cada ca amba kg ca amba v velocidade da correia m s 74 O c lculo da pot ncia do motor el trico de um elevador de ca ambas fun o da capacidade nominal velocidade e dist ncia entre eixos podendo ser calculada atrav s da Equa o 21 Kepler Weber Industrial S A 1999 E Q x Ho Hs 310 21 Onde Pmot Pot ncia do motor kW Q Capacidade nominal t h 0 9 Ho Dist ncia entre eixos m Hs 0 15 V2 1 2 V m V Velocidade da correia m s Ho Ht 1 10 0 25 m Ht Altura total do Elevador m 3 13 4 Fitas ou Correias Transportadoras Weber 2001 correias transportadoras realizam transporte na posi o horizontal deslizando sobre roletes de forma suave e silenciosa S o equipamentos indicados para movimenta es de m dia e a
129. scarga dos silos capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 4cv 1160 rpm 220 380V EL1 elevador das pr limpezas de 1 4 capacidade de carga de 120 t h altura de 20m equipada com um motor el trico de 15 cv 1740 rpm 380 660V ESC elevador carga do secador capacidade de carga de 120 t h altura de 25m equipada com um motor el trico de 20 cv 1740 rpm 380 660V ED elevador duplo da fita superior capacidade de carga de 240 t h altura de 20m equipada com um motor el trico de 30 cv 1740 rpm 380 660V ELEX elevador de expedi o do armaz m capacidade de carga de 120 t h altura 25 m equipada com um motor el trico de 20 cv 1740 rpm 380 660V ELS1 elevador n 1 dos silos 1 4 capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 30 cv 1740 rpm 380 660V ELS2 elevador n 2 dos silos 1 4 capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 20 cv 1740 rpm 380 660V R1 rosca transportadora das pr limpezas de 1 4 85 capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 7 5cv 1740 rpm 380 660V R2 rosca transportadora das pr limpezas de 5 8 capacidade de carga de 120 t h equipada com um motor el trico de 7 5cv 1740 rpm 380 660V PL 1 2 3 e 4 pr limpezas 1 2 3 e 4 funcionando como limpeza capacidade de carga de 30 t h equi
130. seio secagem e armazenagens de caf Vi osa Imprensa Universit ria 1972 p 272 GOLDEMBERG J Pol tica de conserva o de energia para o Brasil propostas de a es de curto e m dio prazos S o Paulo Energia n 20 p 36 38 1985 GUERREIRO A Conserva o de energia efici ncia energ tica de instala es e equipamentos ITAJUB MG FUPAI 2001 p XIII 139 HADDAD J Aguiar S C elabora o Andr Ramon Silva Martins et al EFICIENCIA ENERGETICA integrando usos e reduzindo desperdicios Ag ncia Nacional de Energia El trica ANP Ag ncia Nacional do Petr leo Brasilia 1999 432 p HADDAD J Paulo H Ramalho P G Conserva o de energia efici ncia energ tica de instala es e equipamentos ITAJUB MG FUPAI 2001 p 113 HADDAD J A lei da efici ncia energ tica e os poss veis impactos nos setores produtivos AGRENER 2002 Campinas SP HANSON B WEIGAND C e ORLOFF S Performance of electric irrigation pumping plants using variable frequency drives Journal of Irrigation and Drainage Engineering May June p 179 182 1996 HEPIKE W WERNE O La escuela del t cnico mec nico 2ed Buenos Aires Editorial Laber S A 1939 601 p INEE A efici ncia energ tica e o novo modelo do setor energ tico Relat rio sobre o semin rio realizado no Rio de Janeiro em 26 e 27 de junho de 2001 JANNUZZI GILBERTO DE MARTINO Pol ticas p blicas para efici ncia energ tica e ener
131. ste processo n o foi cont nuo Ocasionalmente predominava uma pol tica contr ria que buscava o realismo tarif rio o que resultou em grandes oscila es na tarifa m dia Estas oscila es somadas alta infla o criaram problemas adicionais de planejamento tanto para os fornecedores de energia como para os consumidores A pol tica de pre os tomou um novo rumo em 1993 como parte do in cio da reforma do setor energ tico Esta reforma vem tomando impulso e ser de longo alcance considerando tanto o aspecto de regulamenta o do setor energ tico quanto s quest es de sua propriedade 10 Um dos primeiros passos foi a descentraliza o da fixa o e do controle de tarifas De 1974 a 1993 havia uma tabela nica para todo o pa s nas diferentes categorias de consumo Desde 1993 as tarifas passaram a serem diferenciadas ao n vel das concession rias Muito embora as consequ ncias at agora tenham sido pequenas em termos das diferen as entre concession rias a tend ncia que estas diferen as aumentem O consumo de eletricidade teve um crescimento m dio anual de somente 2 6 no per odo 1985 95 Esta pequena taxa de crescimento reflete a estagna o econ mica do final da d cada de 80 e no in cio da d cada de 90 No entanto com o in cio da estabiliza o econ mica em 1994 as taxas de crescimento da economia e da demanda el trica aumentaram A taxa m dia de crescimento anual da demanda el trica entre 1993 e
132. ta durante o ciclo de tarifa de consumo no hor rio de ponta consumo medido no hor rio fora de ponta durante o ciclo tarifa de consumo no hor rio fora de ponta Para o faturamento da demanda conforme a Equa o 06 FD Dfat TD 06 Onde FD valores em reais relativo ao faturamento da demanda Dfat demanda fatur vel TD tarifa de demanda a b Um pre o nico para Demanda de pot ncia kW Um pre o de consumo de energia kWh referente ao hor rio de ponta em per odo mido um pre o de consumo de energia kWh referente ao hor rio fora de ponta em per odo mido um pre o de consumo de energia kWh referente ao hor rio ponta em per odo seco um pre o de consumo de energia kWh referente ao hor rio fora de ponta em per odo seco Aneel 2000 atrav s da resolu o n 456 de 29 de novembro de 2000 estabelece de forma atualizada e consolidada as condi es gerais de fornecimento de energia el trica visando aprimorar as disposi es vigentes relativas ao fornecimento de energia 28 el trica com tarifas diferenciadas para a demanda de pot ncia e consumo de energia conforme os per odos do ano os hor rios de utilizac o e a estrutura tarif ria horo sazonal Cardin 2001 projetou e desenvolveu um sistema computacional para analisar o faturamento do consumo de energia el trica e demanda de pot ncia ativa e reativa de empresas frigor ficas abatedoras de bovinos ver
133. to Rendimento Verifica se a possibilidade da substitui o de motores convencionais para motores de alto rendimento tomando se como crit rio motores de pot ncia significativa com altas horas de funcionamento e com o carregamento acima de 70 Para justificar a troca de motores deve se primeiramente analisar a economia de energia atrav s da Equa o 39 102 ELETROBRAS 1990 e calcular o retorno de investimento conforme indica a Equac o 40 ELETROBRAS 1990 EE 0 736 H P 1 nLP 1 nAR 39 TRI PRAR PRLP EE T 40 Onde EE economia anual de energia kWh ano H n meros de horas de opera o por ano horas ano P pot ncia do motor cv T tarifa de consumo energia el trica R kWh PRAR pre o do motor de alto rendimento R PRLP pre o do motor el trico da linha padr o R TRI tempo de retorno de investimento ano nAR rendimento do motor de alto rendimento a 75 nLP rendimento do motor da linha padr o a 75 4 11 Aplica o de Inversores de Fregii ncia Para justificar a utiliza o do inversor de frequ ncia tomou se como crit rio os motores de pot ncia acima de 10cv com altas horas de funcionamento e com varia o de carregamento entre 50 e 75 Possibilitando conforme recomenda o ANEEL 1999 uma economia de energia acima de 20 Sendo utilizado neste diagn stico o valor de 15 103 4 12 Verificac o do Dimensionamento dos Circuitos dos Motores Com medic o de tens o trif
134. to e a necessidade de se dispor de uma ferramenta computacional que agilizasse a realiza o de diagn stico energ tico nas instala es Este trabalho tem como objetivo desenvolver um software para avaliar o consumo de energia de uma agroind stria observando o custo da efici ncia energ tica em cada etapa fazendo de maneira pr tica e de f cil aplica o para o usu rio Foi testado em uma empresa de secagem e armazenamento de cereais denominada Produsoja Cereais Ltda situada no munic pio de S o Gabriel do Oeste MS Foram obtidos em relat rio de mem ria de massa fornecido pela concession ria de energia os dados de consumo no hor rio de ponta consumo hor rio fora de ponta demanda em hor rio de ponta demanda em hor rio fora de ponta Os dados de tens o 2 corrente demanda e fator de pot ncia atrav s de medic es locais com aux lio de um analisador port til de energia Estes dados serviram para alimentar o software com a finalidade de se analisar a efici ncia energ tica da agroind stria Com a aplicac o do software pode se determinar o ndice total de energia consumida para o processamento completo de um produto ou servi o sendo um dos par metros de maior import ncia em estudo que desenvolve o uso racional e a conserva o de energia estabelecendo uma compara o da efici ncia energ tica e identificando na unidade onde existem potenciais de redu o de consumo de energia Destacando qual a melhor op
135. ue substitu ssem os combust veis f sseis A consegii ncia desta medida foi a utiliza o indiscriminada de florestas nativas causando grandes preju zos ao ecossistema O suprimento de madeira para as fornalhas deveria ser feito atrav s de florestas energ ticas Lopes et al 2000 recomenda que a implanta o de um programa interno constitui o primeiro passo para o combate do desperd cio e o uso racional de energia dentro de uma unidade armazenadora Um programa bem elaborado permitir otimizar o uso da energia evitando a o isolada e duplica o de esfor o que tende a perder seus efeitos ao 63 longo do tempo melhor utilizar os recursos econ micos materiais e humanos para minimiza o da rela o consumo servi o contribuindo assim para a redu o dos custos embutidos com energia nas taxas de servi os de armazenagem prestadas Lopes et al 2000 afirma que as unidades armazenadoras s o grandes consumidoras de energia el trica Assim a determina o e a elimina o das fontes de desperd cios por meio de uma auditoria energ tica deve ser uma pr tica rotineira Na avalia o geral sobre a efici ncia de equipamentos espec ficos a energia el trica representa parcela que pode comprometer o rendimento global da unidade de pr processamento E sugere que as medidas a seguir podem contribuir significantemente para melhor efici ncia dos equipamentos e para o uso racional de energia a Verificar se os condutore
136. versor escalar em vetorial De um modo ou de outro a diferen a de pre o entre 56 eles vem caindo a cada dia por m quando a aplica o n o for critica a utiliza o de escalares poder representar uma economia razo vel Brasil 1998 afirma que o motor el trico atende satisfatoriamente as exig ncias das aplica es velocidade constante No entanto muitas aplica es de motores requerem velocidade vari vel como em um ventilador de v rias velocidades ou mesmo com uma faixa de velocidades continuamente ajust vel Na maioria das aplica es os motores s o ligados diretamente a uma rede de alimenta o CCM Centro de Controle de Motores e funcionam de acordo com as suas pr prias caracter sticas de torque velocidade O ponto de opera o velocidade torque determinado pela carga mec nica acoplada ao eixo do motor Entretanto em muitos casos os motores s o providos de equipamentos de controle capazes de modificar suas caracter sticas de funcionamento a fim de adequ los melhor s necessidades da carga O controle mais comum o da velocidade do motor mas o torque a acelera o e a posi o angular tamb m podem ser controlados Basicamente existem tr s tipos de controle de velocidade controle mec nico controle el trico e o controle eletr nico em ordem cronol gica O controle mec nico de velocidade do motor conseguido atrav s do uso de polias e engrenagens O maior inconveniente nesse tipo de c
137. visto nos contratos para garantir lhes equil brio econ mico financeiro 13 3 2 Efici ncia Energ tica De acordo com Januzzi 1997 a constatac o das possibilidades t cnicas de se continuar a oferecer os servi os necess rios dependendo de menores quantidades de energia e de que crescimento econ mico n o est necessariamente atrelado a maior consumo energ tico colocou em xeque os fundamentos do planejamento dominante at meados da d cada de 70 No entanto talvez a mais convincente vantagem da efici ncia energ tica de que ela quase sempre mais barata que a produ o de energia N o resta d vida de que investir em tecnologia eficiente para os v rios usos finais requerer tamb m maiores gastos de capital Sistemas e equipamentos eficientes s o geralmente mais caros que as tecnologias que eles substituem Entretanto o custo de conservar 1 kWh geralmente mais barato que a sua produ o Ainda em muitas aplica es o custo da efici ncia uma pequena fra o dos custos da produ o de energia Mas tradicionalmente esses custos s o contabilizados por agentes diferentes sendo ora debitados ao consumidor companhia de energia ou ao pr prio governo De acordo com Januzzi 2000 a preocupa o com aspectos de interesse p blico da ind stria de eletricidade est o presentes na Lei 8 987 95 que disp e sobre o regime de concess o e permiss o da presta o de servi os p blicos previsto no artigo 175 da
138. xa de peneiras superior Caixa de peneiras inferior Acionamento contendo mancais eixo exc ntricos e bielas Calha de impurezas e ensaque Saida dos graos Estrutura Hepke amp Werne 1939 citados por Lacerda Filho 1998 estudaram as m quinas de movimenta o e classifica o de materiais granulares Conclu ram que no caso de classifica o quando se usa inclina o da chapa perfurada deve se aumentar a pot ncia necess ria como incremento correspondente metade do quadrado percentual como 67 por exemplo se a inclina o de 20 0 o incremento ser de 200 207 2 200 Como informac o pr tica sugeriram uma variac o no raio de excentricidade para oscilac o da peneira entre 0 01 e 0 025 m O bra o do exc ntrico deve ter entre 40 e 50 vezes o raio O n mero de rota es deve variar entre 250 e 500 rpm A velocidade no puxador da manivela do exc ntrico pode ser estimada pelas Equa es 14 e 15 mxrxn y 14 30 14 pe on 15 mT Onde V velocidade no puxador m s r raio exc ntrico m n n mero de rota es rpm Vp velocidade de deslocamento m s O avan o do produto em cada impulso pode ser estimado pela Equa o 16 E _ 60xV 16 n Onde Lx avan o unit rio do produto m A determina o da pot ncia aproximada pode ser feita a partir da Equa o 17 considerando a posi o horizontal para a mesa de separa o Onde o QtxL 200 a 40

Diagnóstico informatizado de eficiência energética: uma proposta

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