Conversores de frequência: eficiência e poupança de energia

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o electricista Per Wikstroem, Jukka Tolvananen, Akseli Savolainen, Peter Barbosa ABB, S.A.

conversores de frequência

{EFICIÊNCIA E POUPANÇA DE ENERGIA}

De todos os recursos que dependem da fabricação moderna, a energia é provavelmente a mais importante. No entanto, durante muito tempo considerou-se este recurso como algo evidente, como algo garantido. O encarecimento da energia e a preocupação com as emissões de gases de efeito de estufa faz com que os principais operadores estejam a valorizar o uso que fazem da energia.

Em muitos sectores, o potencial de poupança de energia é relativamente pequeno, de modo que uma melhoria de eficiência energética de poucos pontos percentuais é celebrada como um grande êxito. Sob tais condições, a perspectiva de conseguir importantes poupanças de energia parece pouco prometedora. Sem dúvida, existem tecnologias que podem conseguir reduções muito importantes. Entre elas está, em primeiro lugar, um dispositivo que à primeira vista carece da espectacularidade dos processos de grande volume e alta potência. Apenas faz ruído, não desenvolve altas temperaturas nem experimenta movimentos complexos. De facto, está alojado num armário e geralmente nem sequer é mencionado numa descrição do processo global. No entanto, esta tecnologia, aplicada em todas as instalações industriais relevantes do mundo, permite reduzir o consumo de energia em 42 %, uma poupança equivalente ao consumo eléctrico de um país como Espanha. Este dispositivo é o accionamento de motor.

O princípio é simples: no passado, os motores que moviam as bombas funcionavam permanentemente a plena potência e a potência de saída regulava-se por meio de válvulas.

Um conversor de frequência regula o caudal, controlando directamente a potência eléctrica fornecida ao motor e prescindindo assim dos controlos baseados no atrito, com as consequentes perdas. Os artigos que apresentamos a seguir aprofundam em diversas situações e deixam claro que a tecnologia de accionamentos pode marcar, e de facto marca, uma grande diferença.

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poupança de energia em accionamentos de média tensão 227 TWh é a potência anual de 144 centrais eléctricas de combustíveis fósseis5), o equivalente ao consumo total de energia de toda a Espanha. Também equivale ao potencial global de poupança de energia que se pode conseguir adoptando de forma generalizada os accionamentos de média tensão (MV).

A eficiência energética está hoje em dia na boca de todos. No entanto, demorou muito tempo para se conseguir o nível de consciência actual. O filme de Al Gore, “Uma Verdade Inconveniente”, comoveu muita gente e deu origem ao acrónimo AIT. É possível que alguns leitores tenham cancelado as suas férias de ski devido à falta de neve; incidentes como este provavelmente também contribuem para intensificar a consciência sobre o problema do aquecimento global.

De acordo com o protocolo de Kyoto, os 15 estados membros da UE comprometeramse, para o período 2008–2012, a reduzir as suas emissões em 8 % relativamente aos níveis de 1990. Em 2004 tinha-se conseguido uma redução de apenas 0,9 % e, considerando as tendências actuais, a redução será simplesmente de 0,6 % em 2010. Estes resultados não deixam lugar a optimismos acerca do êxito deste compromisso.

Quadro 1 . Poupanças de energia materializadas em aplicações industriais

Numa média ponderada, estas instalações reduziram o consumo de energia em 42 %. Entre um terço e três quartos de todos os motores existentes movem bombas, ventiladores ou compressores. Estas aplicações necessitam de velocidades reguláveis para operar de forma optimizada, de modo a que sejam idóneas para os accionamentos. Examinando apenas os motores e accionamentos MV podemos estimar poupanças possíveis como as indicadas no Quadro 2. É uma notável coincidência que o objectivo da Europa dos 15 para os accionamentos seja exactamente de 45 TWh ao ano. Esta potência equivale à de quase 30 centrais eléctricas de combustíveis fósseis5) ou ao consumo total de energia eléctrica da Roménia no ano 2000.

Sem dúvida, este objectivo compreende tanto instalações de média como de baixa tensão e o cálculo actual considera simplesmente instalações de MT. A potência total instalada de motores BT é quase 10 vezes a de motores MT. Por conseguinte, este artigo pode concluir positivamente que: com um potencial de poupança estimado em 45 TWh conseguido exclusivamente com aplicações de accionamentos MT (7), existe a esperança de poder alcançar o objectivo de poupança de 45 TWh fixado pela UE no protocolo de Kyoto.

Figura 7 . Accionamento de média tensão ACS 6000: esta equipa pode prestar una grande contribuição para o cumprimento do Protocolo de Kyoto.

O relatório World Energy Outlook 2006 afirma o seguinte no capítulo 2, Tendências da Energia Global: “Estima-se que a energia primária global aumentará 53 % entre 2004 e 2030, um aumento médio anual de 1,6 %. Mas 70 % deste incremento procederá de países em vias de desenvolvimento.” Assim, como se vão a alcançar os objectivos de redução?

Felizmente existem campos com um enorme potencial de poupança. O Quadro 1 realça alguns exemplos de êxito na indústria.

Quadro 2 . Os motores de MT têm um potencial de poupança global de 227 TWh ao ano 5)

Supondo uma fábrica de dimensões médias, que produz 350 MW durante 4.500 horas/ano.