NOTEBOOK

Eficiencia energética eléctrica

La eficiencia energética eléctrica tiene un papel relevante frente al continuo aumento de demanda de energía. Las previsiones de demanda de energía existentes a corto plazo nos muestran una serie de problemas a escala mundial:

  • Afectación grave al medio ambiente
  • Encarecimiento progresivo de las energías fósiles
  • Repercusiones sobre las economías
  • Falta de modelo energético

Las razones que llevan a este análisis son básicamente dos: La primera razón es la gran dependencia de los combustibles fósiles:

  • 80 % combustibles fósiles
  • 10 % biomasa tradicional
  • 6 % energía nuclear
  • 2 % hidráulica
  • 2 % energías renovables

La segunda razón es que el 15% de la población mundial consume el 53% de la energía generada y con economías emergentes en proceso de desarrollo, se prevé un incremento de sus consumos de energía.

Para poder compatibilizar las necesidades de energías actuales y futuras, con el medio ambiente y las economías, existen dos líneas de trabajo muy importantes:

  • La implantación de energías renovables
  • Un uso racional y consciente de la energía, o lo que es lo mismo, la necesidad de fuertes políticas de Eficiencia Energética

¿Qué es la eficiencia energética eléctrica?

La eficiencia energética eléctrica es la reducción de las potencias y energías demandadas al sistema eléctrico, pero sin que afecte a las actividades normales realizadas en edificios, industrias o cualquier proceso de transformación.

Una instalación eléctricamente eficiente permite su optimización técnica y económica, consiguiendo de esta manera, la reducción de sus costes técnicos y económicos de explotación.

Un estudio de ahorro y eficiencia energética comporta tres puntos básicos:

  • Ayudar a la sostenibilidad del sistema y medio ambiente mediante la reducción de emisiones de CO2 al reducir la demanda de energía.
  • Mejorar la gestión técnica de las instalaciones aumentando su rendimiento y evitando paradas de procesos y averías.
  • Reducción del coste económico de la energía y del coste económico de explotación de las instalaciones.

Desde un punto de vista técnico, para la realización de una instalación eléctrica eficiente se plantean cuatro puntos básicos:

  • Optimización y gestión de la contratación
  • Control interno de la energía mediante sistemas de medida y supervisión
  • Gestión de la demanda
  • Mejoras de la productividad mediante el control y eliminación de perturbaciones
Puntos clave de la eficiencia energética eléctrica

Cuestiones básicas sobre eficiencia energética eléctrica

Los cuatro puntos anteriormente mencionados plantean, para cada uno de ellos, una serie de preguntas. Éstas preguntas pretenden identificar los objetivos a trabajar para tener una instalación eléctricamente eficiente.

Optimización y gestión de la contratación

¿Es su contratación eléctrica la más adecuada a sus necesidades?
¿Sabe que una mala calidad de onda eléctrica puede afectar a sus procesos productivos?

Medida

¿Es consciente de cómo, cuándo y dónde consume la energía?
¿Está seguro de que toda la energía que está consumiendo es necesaria?

Gestiona la demanda

¿Puede reducir sus consumos de energía eléctrica sin afectar a los procesos o actividades realizadas?
¿Es posible una mejora del rendimiento de las instalaciones?

Mejora de la productividad

¿Existe una forma de evitar las paradas y averías de sus equipos eléctricos?
¿Puede mejorar la productividad de sus procesos?

Realizar estudio de eficiencia energética eléctrica

El primer paso a realizar en un proceso de eficiencia energética eléctrica es la diagnosis y auditoría de energía eléctrica. Con la diagnosis y auditoría se toman e interpretan mediciones de potencia, energía y de todas las variables necesarias para la posterior toma de decisiones.

Para ello, existen dos puntos claves a tener en cuenta:

  • ¿Qué se pretende al obtener de las medidas?
  • ¿Qué puntos de medida son los idóneos?

Dependiendo de la instalación objeto de estudio, existen dos formas de realizar la auditoría:

Instalaciones sin sistema de medida y supervisión

Se realizan mediciones con equipos portátiles de medida. Estos equipos permiten el almacenamiento en su memoria de todas las variables seleccionadas (potencias, energías, THD, corriente, etc.). Las mediciones se deben realizar en todos los puntos que se hayan considerado críticos o necesarios.

En función del tipo de proceso, se determina la duración de cada una de las medidas con el fin de que sea representativa del estado del punto medido. Los equipos portátiles de medida aportan una gran flexibilidad, sin embargo, no permiten la realización de un seguimiento del consumo de energía una vez se han tomado las decisiones oportunas.

Por esta razón, se aconseja la posterior instalación de un equipo de medida fijo y comunicado con un software de supervisión y control PowerStudio Scada. El equipo de medida portátil realiza una función de soporte en aquellos lugares donde no se mida con equipos fijos.

Instalaciones con sistema de medida y supervisión PowerStudio Scada

Obtenemos la información del sistema de medida y supervisión PowerStudio Scada de la instalación, mediante los datos almacenados en los históricos. PowerStudio Scada nos facilita la obtención de la información de una manera rápida y permite realizar un seguimiento de las variables críticas.

Esquema general de un proyecto de eficiencia energética eléctrica

Esquema proyecto eficiencia energética eléctrica

Calidad de suministro y calidad de onda

Instalar equipos de electrónica de potencia es cada vez más habitual por las ventajas que ofrecen en ahorro energético y facilidad de regulación.

Entre estos equipos cabe destacar ordenadores y todos aquellos equipos que regulan o convierten algún tipo de magnitud eléctrica como SAI, variadores de velocidad, arrancadores, dimmers, etc.

La utilización de estos equipos provoca la generación de fugas a tierra y la generación de mala calidad de onda (corrientes armónicas y de altas frecuencias)

Es importante distinguir entre calidad de suministro eléctrico y calidad de onda, lo que permite conocer el origen de las perturbaciones.

  • Calidad de suministro eléctrico hace referencia a cómo la compañía suministradora entrega la tensión (interrupciones, huecos, sobretensiones, etc.)
  • Calidad de onda hace referencia a cómo el usuario utiliza la corriente y como después afecta a la tensión. En este concepto es donde aparecen los problemas derivados de corrientes armónicas y altas frecuencias.
Calidad de suministro, calidad de onda y la eficiencia energética eléctrica

Costes de una instalación eléctrica

Tal y como se ha comentado anteriormente, una instalación que funciona aplicando una política de eficiencia energética eléctrica obtiene, además de la reducción del consumo eléctrico, una reducción de los costes de explotación de la instalación.
Para facilitar su comprensión se explica cada uno de ellos de forma detallada.

Costes técnicos

¿Qué son?
Se entiende como coste técnico la pérdida de capacidad de transporte y distribución, así como calentamientos (pérdidas por efecto Joule), perturbaciones y caídas de tensión en instalaciones y sistemas eléctricos.

¿Quién los produce?
Las causas responsables de esta saturación de las instalaciones son las siguientes:

  • Puntas de máxima demanda de energía
  • Existencia de potencia reactiva
  • Existencia de corrientes armónicas
  • Líneas con cargas desequilibradas
  • Utilización de receptores no eficientes

¿Cómo se reducen?
La reducción de los costes técnicos se realizan mediante:

  • Compensación de energía reactiva
  • Filtrado de armónicos
  • Equilibrado de fases
  • Amortiguación de las puntas de máxima demanda y, en la medida de lo posible, su reubicación
  • Utilizando receptores eficientes

¿Qué aporta la mejora de los costes técnicos?

  • Menor consumo de energía
  • Mayor rendimiento de las instalaciones mediante un mejor aprovechamiento de las líneas de distribución y transformadores
  • Reducción de pérdidas y calentamientos en líneas y equipos
  • Reducción del número de averías
  • Continuidad del servicio eléctrico
  • Reducción de los costes económicos de explotación

¿Qué son?
Los propios de una factura no optimizada y el importe consecuencia de los costes técnicos generados. Se pueden clasificar en dos tipos:

  • Costes visibles
  • Costes ocultos

1- Costes visibles

Aquellos que se deducen de la interpretación de la factura eléctrica:

  • Potencia contratada no adecuada
  • Tarifa eléctrica no adecuada
  • Consumo horario de energía
  • Puntas de demanda
  • Consumo de energía reactiva

¿Cómo se reducen?
Mediante un estudio de la factura eléctrica pueden definirse las acciones adecuadas para reducir el coste global.

  • Ajustar la potencia contratada y, si es necesario, cambiar de tarifa. Esta acción no representa prácticamente coste alguno. No obstante, antes de realizar un cambio de potencia contratada o de tarifa, se recomienda estudiar los procesos y los consumos de energía, para ver si la demanda se ajusta a las necesidades reales.
  • Eliminación del recargo o coste de la energía reactiva mediante su compensación. Para ello, se instala una batería de condensadores que, en la mayoría de los casos, queda amortizada a los pocos meses de su instalación.
  • Amortiguamiento de las puntas de máxima demanda. Consiste en no sobrepasar el máximo de potencia permitido por la compañía suministradora y, cuando sea posible, reubicar las cargas en momentos en las que la demanda de energía sea menor

2- Costes ocultos

¿Qué son?
– Todo aquel consumo de energía no necesario. El coste que representa tanto en término de potencia, como de energía, de todos aquellos consumos no realmente necesarios o que pueden ser prescindibles durante un cierto tiempo
– Todos aquellos que tienen su origen en los costes técnicos y en la utilización de receptores que generen perturbaciones. Estos pueden representar un gasto importante para la empresa. Se dividen, a su vez, en dos tipos:

  • Costes en instalaciones eléctricas
    • Ampliación de instalaciones como consecuencia de:
      • Sobrecarga de líneas
      • Sobrecarga de transformadores
    • Pérdidas económicas por efecto Joule en distribución. Este concepto es especialmente importante en distribución eléctrica y en industrias con grandes distancias de líneas
    • Averías en máquinas (motores, transformadores, variadores de velocidad, etc.) y equipos de control (ordenadores, PLC)
  • Costes en procesos productivos
    • Paradas de instalaciones
    • Pérdidas de producto no finalizado
    • Costes adicionales en horas de mano de obra

¿Cómo se reducen?

  • Realizando un estudio de eficiencia de la empresa o industria
  • Mediante la corrección de los costes técnicos detallados en el punto anterior

¿Qué aporta la mejora de los costes económicos visibles y ocultos?

  • Menor consumo de energía
  • Disminución de la factura eléctrica
  • Mejor aprovechamiento de la instalación y de su capacidad, evitando invertir en ampliaciones innecesarias
  • Mejora de la productividad al tener menor número de averías y paradas

Costes ecológicos

¿Qué son?
Los costes ecológicos son las emisiones de CO2 que produce el consumo de energía no necesaria (prescindible).

¿Cómo se reducen?

Se reducen mediante un planteamiento general del consumo de energía global de una industria o empresa. El planteamiento general lleva asociada una auditoría previa que determine los siguientes puntos:

  • Hábitos de consumo de energía
  • Estado de las instalaciones
  • Instalación de equipos que permitan el control y la supervisión del consumo energético de las instalaciones
  • Consumo de energía en cada planta o área de trabajo
  • Determinar qué consumos de energía pueden ser disminuidos
  • Detectar que receptores deben de ser sustituidos por otros más eficientes.

¿Qué nos aporta la mejora de los costes ecológicos?

  • Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero
  • Disminución de costes técnicos y económicos

Legislación y Enlaces relacionados con la Eficiencia Energética Eléctrica

Legislación

Agencias de energía

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