Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DEL ALUMBRADO PÚBLICO DE TÁNGER
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
INDICE
1
Estudio de detalle del alumbrado público ........................................................................... 4 1.1
CENTRO DE MANDO TANG-1 .......................................................................................... 9
1.1.1
Estado actual ............................................................................................................................ 9
1.1.2
Medida de variables eléctricas ........................................................................................... 11
1.1.3
Propuestas de actuación...................................................................................................... 13
1.1.4
Resumen de medidas y resultados esperados ................................................................. 14
1.2
CENTRO DE MANDO TANG-2 ........................................................................................ 16
1.2.1
Estado actual .......................................................................................................................... 16
1.2.2
Medida de variables eléctricas ........................................................................................... 19
1.2.3
Propuestas de actuación...................................................................................................... 21
1.2.4
Resumen de medidas y resultados esperados ................................................................. 22
1.3
CENTRO DE MANDO TANG-3 ........................................................................................ 24
1.3.1
Estado actual .......................................................................................................................... 24
1.3.2
Medida de variables eléctricas ........................................................................................... 26
1.3.3
Propuestas de actuación...................................................................................................... 28
1.3.4
Resumen de medidas y resultados esperados ................................................................. 29
2
Cuadro final resumen de medidas y resultados obtenidos ............................................ 31
3
Justificación de las mejoras ................................................................................................... 32 3.1
Sustitución de vapor de mercurio (VMCC) por vapor de sodio (VSAP) .............. 32
3.2
Instalación de balastos electromagnéticos de doble nivel temporizado en las
luminarias (punto a punto). ........................................................................................................ 33 3.3
Aplicación de sistemas de reducción de flujo en cabecera ................................ 33
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética 3.4
Instalación de un reloj astronómico ........................................................................... 34
3.5
Instalación de una batería de condensadores ....................................................... 34
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
1
Estudio de detalle del alumbrado público
El presente estudio recoge el inventario de 3 suministros eléctricos de las instalaciones de alumbrado público del municipio de Tánger, así como las medidas de optimización y mejora de dichas instalaciones. Los datos más significativos son:
El número de puntos de luz dependientes de estos 3 suministros eléctricos de alumbrado público es de 358, lo que supone una potencia instalada de 65,08 kW.
El precio medio de la energía a utilizar en estos suministros asciende a 1,22 dh/kWh. Se ha recurrido a aplicar un precio medio similar a aquél obtenido del estudio de la facturación eléctrica en el alumbrado público de Tetuán, ya que no se dispone de facturación eléctrica alguna para los suministros en estudio.
El consumo medio de las instalaciones de Alumbrado Público estudiadas es de 336.129 kWh/año, con un coste asociado de 410.077,38 dh/año.
En cuanto a la contaminación atmosférica en forma de CO 2 del alumbrado público analizado en el proceso de generación de energía primaria, es de 407,88 t CO2/año.
La ejecución de todas las medidas correctoras que se proponen supondría un ahorro de energía de 155.406 kWh/año y un ahorro económico de 189.595,35 dh/año. La inversión en estas medidas asciende a 301.828,80 dh, lo que implica un periodo de retorno de 1,59 años. Para la valoración de las inversiones se ha utilizado como tipo de cambio 1/11,20 (€/Dh).
Aunque no se dispone de facturación eléctrica, las condiciones tarifarias para cada uno de los 3 suministros eléctricos estudiados son similares a las que presentan los suministros de alumbrado de Tetuán. Por lo tanto, se puede afirmar que, aun existiendo cuatro tramos diferentes por los que facturar el consumo eléctrico, en todos ellos el consumo es asignado al primer tramo. El precio pagado por la energía en dicho tramo asciende a 1,1043 dh/kWh, cantidad que se ve incrementada al incluir los impuestos y diferentes tasas por conceptos como el alquiler y mantenimiento del contador, mantenimiento de conexión y equipos. En la siguiente imagen se muestra de forma porcentual la influencia de los diferentes conceptos que forman el precio final pagado por la energía.
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética Consumo de energía 77%
Equipos 4% Mantenimiento Mantenimiento de la línea del contador 2% 4%
Impuestos sobre el consumo 11% Alquiler del contador 2%
Con esta estructura, en donde el consumo se atribuye siempre a un solo tramo y los conceptos que hacen aumentar el precio unitario de la energía son fijos, la optimización tarifaria se hace inviable. En este aspecto, la única mejora a acometer consiste en la instalación de una batería de condensadores en aquellos suministros en donde las medidas realizadas en campo han arrojado un consumo de energía reactiva susceptible de mejorar. A lo largo de este estudio, se analiza el estado actual de cada uno de los 3 suministros eléctricos del alumbrado público, así como su diagnóstico y propuestas de mejora para conseguir una correcta optimización energética. Los diferentes elementos del alumbrado público incluidos en el inventario y posterior análisis han sido:
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética En el nivel más alto de la escala jerárquica se encuentra los módulos de medida (Contador de activa), de los que dependen uno o varios centros de mando, que a su vez contienen los distintos circuitos de salida. Cada circuito contiene los puntos de luz. El inventario resumido de los suministros eléctricos en es el siguiente:
IDENTIFICACIÓN
UBICACIÓN
CONTADOR DE ACTIVA
POT. INSTALADA (KW)
CONSUMO (kWh/año)
CONSUMO MEDIDO (kWh/año)
COSTE (dh/año)
TANG-1
Junto a Plaza de Toros
--------
25,60
127.475
12.399
155.519,50
TANG-2
Rue Bateilue Al Quadissya
3995223
13,01
63.093
63.093
76.973,46
TANG-3
Puerto de Tánger
40508046
26,47
145.561
145.561
177.584,42
65,08
336.129
221.053
410.077,38
TOTAL
El consumo medido es menor al que correspondería en función de la potencia instalada debido a las lámparas que se encuentran en mal estado. En cuanto al estado general en el que se encuentran los diferentes centros de mando, atendiendo al estado de la envolvente, toma de tierra, cableado y elementos de protección, es el que se detalla a continuación:
CENTRO DE MANDO
ESTADO
TANG-1
Regular
TANG-2
Regular
TANG-3
Regular
Los centros de mando no disponen de ningún sistema de ahorro instalado. En el caso de las lámparas, los tipos de éstas empleados son, mayoritariamente, de vapor de sodio. Concretamente, el reparto de los puntos de luz en los 3 suministros analizados se refleja en la siguiente tabla:
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética Centro de Mando
HM
Incandescente
VM
VSAP
FC
TANG-1
-
-
-
128
-
TANG-2
-
-
79
22
-
TANG-3
-
-
24
105
-
Decir que, con carácter general, será necesaria una gestión planificada y continua en el tiempo, a partir de la cual se regule, controle y corrija la utilización del alumbrado con los objetivos de eficiencia energética. En términos energéticos, las deficiencias pueden referirse a algunos de los siguientes aspectos:
Niveles de iluminación: en aquellos casos en los que dicho nivel sea superior al necesario con el consiguiente incremento de la potencia.
Régimen de uso, cuando los horarios de encendido y apagado prolongan innecesariamente el ciclo de funcionamiento.
Rendimiento lumínico, que puede referirse tanto a los sistemas de iluminación propiamente dicho o al estado de mantenimiento del conjunto.
Eficacia de las lámparas, uno de los métodos de más efectividad en la mejora de la eficiencia energética de los sistemas de alumbrado.
Pérdidas eléctricas, tanto en las líneas, como en los equipos auxiliares.
En cuanto a las propuestas de actuación sobre el alumbrado público cabe destacar:
Dado que los centros de mando carecen de sistemas de ahorro que permitan el encendido de la instalación total, sin que ello suponga un coste energético excesivo, se ha propuesto la instalación de balastos electromagnéticos de doble nivel temporizado en las luminarias (punto a punto).
Se ha propuesto la sustitución de las lámparas de vapor mercurio (VMCC) inventariadas por lámparas de vapor sodio (VSAP) equivalentes.
Los datos relativos a ahorro energético se han obtenido a partir del análisis de los datos de facturación de cada uno de los suministros y su comparación con las estimaciones realizadas por el personal de campo y gabinete de INERSUR mediante el empleo de software específico a tal fin.
Se propone la incorporación de reloj astronómico donde no lo haya, de forma que el arranque y desconexión de la instalación quede perfectamente ajustada. Estos relojes permiten, igualmente, comandar un doble circuito para programar independientemente la desconexión parcial de la instalación a partir de ciertas horas.
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
En el estudio de detalle de cada uno de los centros de mando de alumbrado se contempla, igualmente, la instalación de baterías de condensadores en aquellas instalaciones que presenten un factor de potencia descompensado por un elevado consumo de energía reactiva.
En la siguiente tabla se detalla un resumen de las propuestas de actuación:
IDENTIFICACIÓN
Nº LÁMPARAS
CABECERA
Nº BDN
AHORRO ENERGÉTICO (kWh/año)
AHORRO EMISIONES (CO2/año)
TANG-1
128
1
-
52.671
63,91
64.258,62
80.080,00
1,25
TANG-2
101
-
101
33.819
41,04
41.259,18
127.444,80
3,09
TANG-3
129
1
-
68.916
83,63
84.077,52
94.304,00
1,12
TOTAL
155.406
188,58
189.595,32
301.828,80
1,59
AHORRO INVERSIÓN ECONÓMICO P.R. (años) (Dh) (dh/año)
Como consecuencia de estas medidas se estima que se produce, además, una reducción en las emisiones de CO2 y, por tanto, del coste medioambiental. Éste se entiende como la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) provocados por el consumo energético actual. NO como NO2
SO como SO2
CO
HC como CH4
Part.
CO2
15
28
0,4
0,15
180
4936
9 3 75,2 3
19,4 0 3,9 0
0,26 0,01 16,05 0,001
0,3 1 2,11 1
2,7 0,3 0,9 0,3
3238 2700 3120 2100
1. CARBÓN (1) 1.1. C. Termoeléctrica 2. FUEL OIL 3. PROPANO 4. GASÓLEO 5. GAS NATURAL (1) PCS= 6000 kcal/kg
Consumo eléctrico
336.129 KWh
82,63 tep primaria
Toneladas eq.
ELECTRICIDAD
NO como NO2
1,24
SOx como SO2
2,31
CO HC como CH4
0,03 0,01
Partículas
14,87
CO2
407,88
TOTAL
426,35
NO como NO 2 SO como SO CO HC como Part. de cada CO 2 4 A continuación se detalla el inventario, diagnóstico y 2 propuestas deCHmejora (1) 1. CARBÓN uno de los suministros de alumbrado público analizados: 15 28 0,4 0,15 180 4936 1.1. C. Termoeléctrica 2. FUEL OIL 3. PROPANO 4. GASÓLEO 5. GAS NATURAL
(1)
9 3 75,2 3
19,4 0 3,9 0
0,26 0,01 16,05 0,001
0,3 1 2,11 1
166319 50591
KW h KW h KW h
40,89 4,35 0,00
tep primaria tep primaria tep primaria
PCS= 6000 kca l/kg
Consumo eléctrico Consumo gasóleo Consumo propano Toneladas eq.
GAS OLEO
ELECTRICIDAD
PROPANO
TOTAL
NO como NO 2
0,33
0,61
0,00
0,94
2,7 0,3 0,9 0,3
3238 2700 3120 2100
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética 1.1
CENTRO DE MANDO TANG-1 1.1.1
Estado actual
Este suministro eléctrico, del que no se conoce número de contador, proporciona la energía eléctrica al alumbrado público dependiente del centro de mando con identificador “TANG-1”. El centro de mando se encuentra localizado en un armario metálico junto al centro de transformación, ubicado junto a la Plaza de Toros. No se ha localizado el módulo de medida.
Detalle Localización TANG-1
Este suministro presenta un consumo medio anual de 127.475 kWh, con un coste asociado de 155.519,50 dh/año. Proporciona energía eléctrica a 128 luminarias distribuidas en cuatro circuitos y localizadas en báculos dobles a lo largo de la carretera y el acerado. La ubicación del centro de mando y luminarias se muestran en la figura siguiente.
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética A nivel general, el centro de mando se encuentra en un estado más bien regular, tanto en lo que al cableado se refiere como en lo referente a elementos de protección y envolvente. Ficha inventario Centro de Mando y Protección TANG-1 CENTRO DE MANDO Y PROTECCIÓN DATOS GENERALES Nombre Municipio Vía Localización MÓDULO DE MEDIDA Nº de contador energía activa
TANG-1 Tánger Junto a Plaza de Toros
--------------
Nº suministro
PROTECCIÓN GENERAL Interrupotor general P. magnetotérmica P. diferencial
Cantidad 1
Propios/Int 4 x 160 A
Marca ABB
Cantidad
Propios/Int
Marca
1
4 x A75-40
ABB
PROTECCIÓN DE MANIOBRA P. magnetotérmica P. diferencial Contactores/Relés
ELEMENTOS DE MANIOBRA Tipo reloj Célula fot. Interruptor manual Tipo sistema de ahorro Hora inicio reduc.
Astronómico No No No existe -
Marca Marca Marca Marca Hora fin reduc.
THEBEN SELEKTA -
ESTADO DEL CUADRO Armario Tierra
REGULAR
Cableado Elem. protección
REGULAR REGULAR
Observaciones:
CIRCUITOS DE SALIDA Circuito Tipo AP CIR-1 AP CIR-2 AP CIR-3 AP CIR-4
P. Magn. 4 x 50 A 4 x 50 A 4 x 50 A 4 x 50 A
Marca
P. Dif.
Marca
Conductor Cu Cu Cu Cu
INTENSIDADES DE CARGA Regimen Fase R 47,9 Nominal
Fase S 44,36
Fase T 50,33
TENSIONES DE FASE VRS VST 227 227
POTENCIA ACTIVA CONSUMIDA Regimen Fase R 10,07 Nominal
Fase S 9,82
Fase T 10,37
POT. REACTIVA cos φ 0,9
Canalización Trenzada Trenzada Trenzada Trenzada
MEDIDAS REALIZADAS
KVA 32,62
VTR 228
Sección (mm2) 16-20 16-20 16-20 16-20
Long. Línea (m) -
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética En cuanto al circuito, las principales características de sus puntos de luz son:
Lámparas: las lámparas dependientes de este centro de mando son de Vapor Sodio (VSAP) de 150 W y 250 W. En todos los casos los equipos auxiliares son de tipo electromagnético.
Luminarias: las luminarias son de tipo asimétrica cerrada, localizadas en báculos dobles.
Puntos de Luz de Alumbrado Público de TANG-1 Centro de mando Municipio
TANG-1 Tánger
Centro de Mando
Vía
Lámpara
Potencia (W)
Soporte
Luminaria
Unidades
P. circuito (W)
TANG-1
-
Vapor Sodio Alta Presión
250
Báculo
Asimétrica
64
16.000
TANG-1
-
Vapor Sodio Alta Presión
150
Báculo
Asimétrica
64
9.600
1.1.2
Medida de variables eléctricas
Para obtener las medidas eléctricas se ha conectado al centro de mando TANG-1 un analizador de redes durante un periodo de tiempo tal que sea representativo del funcionamiento normal de la instalación. De este análisis obtenemos las siguientes gráficas:
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
1.1.3
Propuestas de actuación
Analizando los consumos y los diferentes componentes que en la actualidad tiene este suministro eléctrico, se recomienda el siguiente conjunto de medidas:
Aplicación de un sistema de reducción de flujo en cabecera. Se trata de reducir el flujo luminoso y, por tanto, el consumo energético, mediante la instalación de un reductor de flujo en cabecera.
Centro de mando
Reductor Cabecera
TANG-1
1
Lámparas existentes
Coste (Dh)
64 VSAP 250W 79.520,00 64 VSAP 150 W
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética Con esta medida se conseguiría un ahorro de algo más del 41 % del consumo eléctrico anual.
Consumo Actual (kWh/año)
Consumo Reformado (kWh/año)
Ahorro Energético (kWh/año)
Ahorro Económico (Dh/año)
Inversión (Dh)
P.R.
127.475
74.804
52.671
64.258,62
80.080,00
1,25
Instalación de una bateria de condensadores
En nuestro caso, para reducir el cosumo de reactiva sería necesario la instalación de una batería de condensadores de 16 kVAr.
F.P. ACTUAL
F.P. DESEADO
CONDENSADOR kVAr
0,9
0,98-0,99
16
Aunque con un factor de potencia susceptible de mejora, este suministro no presenta
penalización
alguna.
Por
este
motivo
no
se
entra
a
valorar
económicamente el equipo necesario para la mejora, simplemente se indica a título informativo. 1.1.4
Resumen de medidas y resultados esperados
Las medidas propuestas en TANG-1 son:
Instalación de un reductor de flujo en cabecera
Incorporación de una batería de condensadores de 16 kVAr
Se exponen a continuación los resultados esperados con la aplicación de las anteriores medidas:
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética OPTIMIZACIÓN DEL CENTRO DE MANDO CONSUMO ACTUAL (kWh/año) CONSUMO REFORMADO (kWh/año)
127.475 74.804
COSTE ACTUAL (dh/año)
155.519,50
COSTE FUTURO (dh/año)
91.260,88
AHORRO ENERGÉTICO (kWh/año)
52.671
AHORRO ECONÓMICO (dh/año)
64.258,62
INVERSIÓN (dh)
80.080,00
AHORRO DE ENERGÍA PRIMARIA (tep/año)
12,95
AHORRO DE EMISIONES (tCO2/año)
63,91
P.R. (años)
1,25
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética 1.2
CENTRO DE MANDO TANG-2 1.2.1
Estado actual
El suministro eléctrico con módulo de medida nº 3995223, proporciona la energía eléctrica al alumbrado público dependiente del centro de mando con identificador “ . Tanto el módulo de medida como el centro de mando se encuentran juntos, ambos localizados en un armario metálico junto a centro de transformación, ubicado en la calle Batailue Al Quadissya. Detalle Localización TANG-2
Este suministro presenta un consumo medio anual de 63.093 kWh, con un coste asociado de 76.973,46 dh/año. Proporciona energía eléctrica a 101 luminarias distribuidas en cinco circuitos y localizadas en báculos y brazos a lo largo de las calles circundantes a la Rue Batailue Al Quadissya. La ubicación del módulo de medida y luminarias se muestran en la figura siguiente.
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
A nivel general, el centro de mando se encuentra en un estado regular en cuanto al cableado se refiere como en lo referente a elementos de protección y envolvente. Igualmente, las luminarias del viario se encuentran muy deterioradas, no presentando cierres ni reflectores la mayoría de las mismas.
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética Ficha inventario Centro de Mando y Protección TANG-2 CENTRO DE MANDO Y PROTECCIÓN DATOS GENERALES
CENTRO DE MANDO Y PROTECCIÓN
Nombre DATOS GENERALES Municipio Vía Nombre Localización Municipio
TANG-2 Tánger C\ Batailue Al Quadissya TANG-2
Vía MÓDULO DE MEDIDA Localización Nº de contador energía activa MÓDULO DE MEDIDA PROTECCIÓN GENERAL Nº de contador energía activa InterrupotorGENERAL general PROTECCIÓN P. magnetotérmica P. diferencial Interrupotor general
P. magnetotérmica PROTECCIÓN DE MANIOBRA P. diferencial P. magnetotérmica PROTECCIÓN DE MANIOBRA P. diferencial Contactores/Relés P. magnetotérmica
Tánger C\ Batailue Al Quadissya 3995223
Nº suministro
3995223 Cantidad 1
Nº suministro Propios/Int 4 x 100 A
Marca SOLOMEC
Cantidad 1
Propios/Int 4 x 100 A
Marca SOLOMEC
Cantidad
Propios/Int
Marca
Cantidad 1
Propios/Int
Marca TELEMECANIQUE
P. diferencial Contactores/Relés ELEMENTOS DE MANIOBRA
1
TipoDE reloj ELEMENTOS MANIOBRA Célula fot. Interruptor manual Tipo reloj Tipo sistema de ahorro Célula fot. Hora inicio manual reduc. Interruptor
No existe Sí Sí No existe No existe Sí Sí-
Marca Marca Marca Marca Marca Marca HoraMarca fin reduc.
----
Tipo sistema de ahorro ESTADO DEL CUADRO Hora inicio reduc. Armario ESTADOTierra DEL CUADRO
No existe REGULAR
Marca Hora fin reduc. Cableado Elem. protección
REGULAR REGULAR
REGULAR
Cableado Elem. protección
REGULAR REGULAR
Armario Observaciones:Tierra
TELEMECANIQUE
Observaciones: CIRCUITOS DE SALIDA Circuito Tipo AP CIR-1 CIRCUITOS DE SALIDA AP CIR-2 Circuito Tipo AP CIR-3 AP CIR-1 AP CIR-4 AP CIR-2 AP CIR-5 AP CIR-3
CIR-4 MEDIDAS REALIZADAS CIR-5
AP AP
INTENSIDADES DE CARGA MEDIDAS REALIZADAS Regimen Fase R 26,35 Nominal INTENSIDADES DE CARGA
Regimen Fase R POTENCIA ACTIVA CONSUMIDA 26,35 Nominal Regimen Fase R 3,68 Nominal POTENCIA ACTIVA CONSUMIDA Regimen Nominal
Fase R 3,68
P. Magn. 4 x 50 A 4 xMagn. 50 A P. 4 4 xx 50 50 A A 4 4 xx 50 50 A A 4 x 50 4 x 50 A A
Marca
P. Dif.
Marca
Marca
P. Dif.
Marca
4 x 50 A 4 x 50 A
Conductor Cu Cu Conductor Cu Cu Cu Cu Cu Cu
Canalización Canalización ----
Sección (mm2) Sección- (mm2) ----
Long. Línea (m) Long. Línea (m) ----
Cu Cu
-
-
-
Fase S 43,81
Fase T 24,78
TENSIONES DE FASE VRS VST 216 DE FASE 218 TENSIONES
Fase S 43,81 Fase S 6,54
Fase T 24,78 Fase T 3,8
VRS POT. 216 REACTIVA cos φ POT.0,67 REACTIVA
Fase S 6,54
Fase T 3,8
cos φ 0,67
VST 218 KVA 20,66 KVA 20,66
VTR 218
VTR 218
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética En cuanto al circuito, las principales características de sus puntos de luz son:
Lámparas: las lámparas dependientes de este centro de mando son de Vapor Sodio (VSAP) de 70 W y 250 W y lámparas de Vapor de Mercurio (VMCC) de 125 W y 250 W. En todos los casos los equipos auxiliares son de tipo electromagnético.
Luminarias: las luminarias son de tipo asimétricas cerradas y abiertas, localizadas en báculos y brazos. Puntos de Luz de Alumbrado Público de TANG-2 Centro de mando Municipio Centro de Mando TANG-2 TANG-2 TANG-2 TANG-2
1.2.2
TANG-2 Tánger
Vía
Lámpara
Rue Batailue Al Quadissya Rue Batailue Al Quadissya Rue Batailue Al Quadissya Rue Batailue Al Quadissya
Vapor Sodio Alta Presión Vapor Sodio Alta Presión Vapor de Mercurio Color Corregido Vapor de Mercurio Color Corregido
Potencia (W)
Soporte
Luminaria
Unidades
P. circuito (W)
250
Báculo
Asimétrica
4
1.000
70
Brazo
Asimétrica
18
1.260
250
Báculo
Asimétrica
7
1.750
125
Brazo
Asimétrica
72
9.000
Medida de variables eléctricas
Para obtener las medidas eléctricas se ha conectado al centro de mando TANG-2 un analizador de redes durante un periodo de tiempo tal que sea representativo del funcionamiento normal de la instalación. De este análisis obtenemos las siguientes gráficas:
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
1.2.3
Propuestas de actuación
Analizando los consumos y los diferentes componentes que en la actualidad tiene este suministro eléctrico, se recomienda el siguiente conjunto de medidas:
Sustitución de lámparas de vapor de mercurio por lámparas de vapor sodio Sería la sustitución de 72 lámparas de vapor de mercurio (VMCC) de 125 W por lámparas de vapor de sodio (VSAP) de 70 W, así como la de 7 lámparas VMCC de 250 W por lámparas VSAP de 150 W.
Instalación de balastos electromagnéticos de doble nivel temporizado en las luminarias (punto a punto). Se trata de reducir el flujo en el alumbrado dependiente del centro de mando TAG-2, mediante la instalación de 101 de estos equipos.
Centro de mando
Lámparas existentes
Sustitución Lámparas
BDN
Coste (Dh)
7 VMCC 250W
7 VSAP 150W
7
9.800,00
72 VMCC 125 W
72 VSAP 70W
72
92.736,00
4 VSAP 250
4
4.480,00
18 VSAP 70W
18
18.748,80
101
125.764,80
TANG-2
TOTAL
79
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética Esta medida junto con la anterior, proporcionarían un ahorro de más del 53 % del consumo eléctrico anual. El ahorro económico conseguido asciende a 41.259,18 dh/año, con un periodo de retorno de la inversión de 3,05 años.
Consumo Actual (kWh/año)
Consumo Reformado (kWh/año)
Ahorro Energético (kWh/año)
Ahorro Económico (Dh/año)
Inversión (Dh)
P.R.
63.093
29.274
33.819
41.259,18
125.764,80
3,05
Instalación de un reloj astronómico
Se trata de la instalación de un reloj astronómico para la optimización máxima del tiempo de funcionamiento del alumbrado público. La inversión en este tipo de reloj asciende a 1.680 dh. Instalación de una bateria de condensadores
En nuestro caso, para reducir el cosumo de reactiva, y teniendo en cuenta el valor tan bajo del factor de potencia actual, sería necesario la instalación de una batería de condensadores de 23 kVAr.
F.P. ACTUAL
F.P. DESEADO
CONDENSADOR kVAr
0,67
0,98-0,99
23
Aunque con un factor de potencia susceptible de mejora, este suministro no presenta
penalización
alguna.
Por
este
motivo
no
se
entra
a
valorar
económicamente el equipo necesario para la mejora, simplemente se indica a título informativo. 1.2.4
Resumen de medidas y resultados esperados
Las medidas propuestas en TANG-2 son:
Sustitución de lámparas de VMCC por lámparas de VSAP
Instalación de 101 balastos electromagnéticos de doble nivel
Incorporación de una batería de condensadores de 23 kVAr
Se exponen a continuación los resultados esperados con la aplicación de las anteriores medidas:
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética OPTIMIZACIÓN DEL CENTRO DE MANDO CONSUMO ACTUAL (kWh/año)
63.093
CONSUMO REFORMADO (kWh/año)
29.274
COSTE ACTUAL (dh/año)
76.973,46
COSTE FUTURO (dh/año)
35.714,28
AHORRO ENERGÉTICO (kWh/año)
33.819
AHORRO ECONÓMICO (dh/año)
41.259,18
INVERSIÓN (dh)
127.444,80
AHORRO DE ENERGÍA PRIMARIA (tep/año)
8,31
AHORRO DE EMISIONES (tCO2/año)
41,04
P.R. (años)
3,09
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética 1.3
CENTRO DE MANDO TANG-3 1.3.1
Estado actual
El suministro eléctrico con módulo de medida nº 40508046, proporciona la energía eléctrica al alumbrado público dependiente del centro de mando con identificador “TANG-3”. Tanto el módulo de medida como el centro de mando se encuentran juntos, ambos localizados en un armario metálico junto a centro de transformación, ubicado en el Puerto de Tánger Detalle Localización TANG-3
Este suministro presenta un consumo medio anual de 145.561 kWh, con un coste asociado de 177.584,42 dh/año. Proporciona energía eléctrica a 129 luminarias distribuidas en tres circuitos y localizadas en báculos dobles a lo largo del paseo marítimo del puerto de Tánger. La ubicación del módulo de medida y luminarias se muestran en la figura siguiente.
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética A nivel general, el centro de mando se encuentra en mal estado, tanto en lo que al cableado se refiere como en lo referente a elementos de protección y envolvente. Ficha inventario Centro de Mando y Protección TANG-3 CENTRO DE MANDO Y PROTECCIÓN DATOS GENERALES
CENTRO DE MANDO Y PROTECCIÓN
Nombre DATOS GENERALES Municipio Vía Nombre Localización Municipio MÓDULOVía DE MEDIDA Localización Nº de contador energía activa
MÓDULO DE MEDIDA PROTECCIÓN GENERAL Nº de contador energía activa Interrupotor general PROTECCIÓN GENERAL P. magnetotérmica P. diferencial Interrupotor general P. magnetotérmica PROTECCIÓN DE MANIOBRA P. diferencial P. magnetotérmica PROTECCIÓN DE MANIOBRA P. diferencial Contactores/Relés P. magnetotérmica P. diferencial Contactores/Relés ELEMENTOS DE MANIOBRA Tipo reloj ELEMENTOS DE fot. MANIOBRA Célula Interruptor manual Tipo reloj Tipo sistema de ahorro Célula Hora iniciofot. reduc. Interruptor manual Tipo sistema ahorro ESTADO DELde CUADRO Hora Armario inicio reduc. Tierra ESTADO DEL CUADRO Armario Observaciones: Tierra
TANG-3 Tánger Puerto/Paseo Marítimo TANG-3 Tánger Puerto/Paseo Marítimo
40508046
Nº suministro
40508046 Cantidad 1
Nº suministro Propios/Int 4 x 80 A
Marca
Cantidad 1
Propios/Int 4 x 80 A
Marca
Cantidad
Propios/Int
Marca
Cantidad 1
Propios/Int A75-40
Marca ABB
1
A75-40
ABB
Astronómico No No Astronómico No existe No No No existe REGULAR
REGULAR
Marca Marca Marca Marca Marca HoraMarca fin reduc. Marca Marca Hora fin reduc. Cableado
THEBEN THEBEN -REGULAR
Elem. protección
REGULAR
Cableado Elem. protección
REGULAR REGULAR
Observaciones: CIRCUITOS DE SALIDA Circuito Tipo AP CIR-1 CIRCUITOS DE SALIDA AP CIR-2 Circuito Tipo AP CIR-3 AP CIR-1 AP CIR-2 MEDIDAS REALIZADAS AP CIR-3
P. Magn. 4 x 125 4 x 100 P.4Magn. x 100 4 x 125 4 x 100 4 x 100
Marca Marca -
INTENSIDADES DE CARGA MEDIDAS REALIZADAS Fase R Regimen 78,81 Nominal INTENSIDADES DE CARGA Regimen Fase R POTENCIA ACTIVA CONSUMIDA 78,81 Nominal Regimen Fase R
Fase S 60,92
Fase T 33,6
Fase S 60,92 Fase S
Fase T 33,6 T Fase
15,31 Nominal POTENCIA ACTIVA CONSUMIDA Regimen Fase R 15,31 Nominal
13,87
6,99
Fase S 13,87
Fase T 6,99
P. Dif.
Marca
P. Dif.
Marca
Conductor Cu Cu Conductor Cu Cu Cu Cu
TENSIONES DE FASE VRS VST 233 235 TENSIONES DE FASE VST POT.VRS REACTIVA 233φ 235 cos KVA 0,89 POT. REACTIVA cos φ 0,89
40,44
KVA 40,44
Canalización Canalización VTR 235
VTR 235
Sección (mm2) Sección-(mm2) -
Long. Línea (m) Long. Línea - (m) -
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética En cuanto al circuito, las principales características de sus puntos de luz son:
Lámparas: las lámparas dependientes de este centro de mando son de Vapor Sodio (VSAP) de 150 W, 250 W y 400 W y lámparas de Vapor de Mercurio (VMCC) de 80 W. En todos los casos los equipos auxiliares son de tipo electromagnético.
Luminarias: las luminarias son de tipo farol, localizadas en báculos dobles, y asimétricas cerradas en báculos con cuatro luminarias.
Puntos de Luz de Alumbrado Público de TANG-3 Centro de mando Municipio Centro de mando
Vía
TANG-3
Paseo Marítimo
TANG-3
Paseo Marítimo
TANG-3
Paseo Marítimo
TANG-3
Paseo Marítimo
1.3.2
TANG-3 Tánger Lámpara
Ptencia (W)
Soporte
Luminaria
Unidades
P. circuito (W)
400
Báculo
Farol
16
6.400
250
Báculo
Farol
48
12.000
150
Báculo
Farol
41
6.150
80
Báculo
Farol
24
1.920
Vapor Sodio Alta Tensión Vapor Sodio Alta Tensión Vapor Sodio Alta Tensión Vapor de Mercurio Color Corregido
Medida de variables eléctricas
Para obtener las medidas eléctricas se ha conectado al centro de mando TANG-3 un analizador de redes durante un periodo de tiempo tal que sea representativo del funcionamiento normal de la instalación. De este análisis obtenemos las siguientes gráficas:
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
1.3.3
Propuestas de actuación
Analizando los consumos y los diferentes componentes que en la actualidad tiene este suministro eléctrico, se recomienda el siguiente conjunto de medidas:
Sustitución de lámparas de vapor de mercurio por lámparas de vapor sodio Sería la sustitución de 24 lámparas de vapor de mercurio (VMCC) de 80 W por lámparas de vapor de sodio (VSAP) de 70 W.
Centro de mando
Lámparas existentes
Sustitución Lámparas
Coste (Dh)
TANG-3
24 VMCC 80W
24VSAP 70W
14.784,00
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética Aplicación de un sistema de reducción de flujo en cabecera.
Se trata de reducir el flujo luminoso y, por tanto, el consumo energético, mediante la instalación de un reductor de flujo en cabecera. Con ésta y la anterior medida, se conseguiría un ahorro de algo más del 47 % del consumo eléctrico anual.
Consumo Actual (kWh/año)
Consumo Reformado (kWh/año)
Ahorro Energético (kWh/año)
Ahorro Económico (Dh/año)
Inversión (Dh)
P.R.
145.561
76.645
68.916
84.077,52
94.304,00
1,12
Instalación de uma bateria de condensadores
En nuestro caso, para reducir el cosumo de reactiva sería necesario la instalación de una batería de condensadores de 21 kVAr. F.P. ACTUAL
F.P. DESEADO
CONDENSADOR kVAr
0,89
0,98-0,99
21
Aunque con un factor de potencia susceptible de mejora, este suministro no presenta
penalización
alguna.
Por
este
motivo
no
se
entra
a
valorar
económicamente el equipo necesario para la mejora, simplemente se indica a título informativo. 1.3.4
Resumen de medidas y resultados esperados
Las medidas propuestas en TANG-3 son:
Sustitución de lámparas de VMCC por lámparas de VSAP
Instalación de un reductor de flujo en cabecera
Incorporación de una batería de condensadores de 21 kVAr
Se exponen a continuación los resultados esperados con la aplicación de las anteriores medidas:
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética OPTIMIZACIÓN DEL CENTRO DE MANDO CONSUMO ACTUAL (kWh/año)
145.561
CONSUMO REFORMADO (kWh/año)
76.645
COSTE ACTUAL (dh/año)
177.584,42
COSTE FUTURO (dh/año)
93.507
AHORRO ENERGÉTICO (kWh/año)
68.916
AHORRO ECONÓMICO (dh/año) INVERSIÓN (dh)
84.077,52 94.304
AHORRO DE ENERGÍA PRIMARIA (tep/año)
16,94
AHORRO DE EMISIONES (tCO2/año)
83,63
P.R. (años)
1,12
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética 2
Cuadro final resumen de medidas y resultados obtenidos I.D.
TANG-1
TANG-2
TANG-3
TOTAL
CONSUMO ACTUAL (kWh/año)
127.475
63.093
145.561
336.129
74.804
29.274
76.645
180.723
COSTE ACTUAL (dh/año)
155.519,50
76.973,46
177.584,42
410.077,38
COSTE FUTURO (dh/año)
91.260,88
35.714,28
93.507
220.482,06
52.671
33.819
68.916
155.406
64.258,62
41.259,18
84.077,52
189.595,32
AHORRO DE ENERGÍA PRIMARIA (tep/año)
12,95
8,31
16,94
38,2
AHORRO DE EMISIONES (tCO2/año)
63,91
41,04
83,63
188,58
CONSUMO REFORMADO (kWh/año)
AHORRO ENERGÉTICO (kWh/año) AHORRO ECONÓMICO (dh/año)
Nº BDN CABECERA
101 SI
RELOJ ASTRONÓMICO BAT. CONDENSADORES (KVAr) INVERSIÓN (dh) P.R. (años)
101 SI
1 16
23
21
80.080,00
127.444,80
94.304,00
301.828,80
1,25
3,09
1,12
1,59
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética 3 3.1
Justificación de las mejoras Sustitución de vapor de mercurio (VMCC) por vapor de sodio (VSAP)
El empleo de lámparas de VSAP frente al habitual VMCC, no sólo reduce el consumo al ser consideradas potencias más reducidas para un mismo nivel de objetivo, sino que además, con estas potencias se están consiguiendo niveles lumínicos mucho más elevados, aún trabajando a temperaturas más bajas, que, por otro lado, influirá en la vida útil de las lámparas y, en consecuencia, en el mantenimiento y mano de obra que supone. En la mayoría de los casos, los elevados consumos que se producen en alumbrado público vienen derivados de un empleo inadecuado de lámparas. La elección de una lámpara ha de basarse en criterios técnicos, que garanticen el objetivo de iluminar y que lo haga de forma eficiente desde el punto de vista energético. La potencia de una lámpara y el flujo luminoso que proporciona están estrechamente relacionados, de forma que no siempre la elección de una lámpara de gran potencia implica que nos vaya a aportar un mayor flujo luminoso. Es más, es posible obtener altos rendimientos lumínicos con potencias de lámpara bajos en comparación a otras. Dichas consideraciones se ponen de manifiesto en la siguiente tabla que representa potencias y flujos luminosos que proporcionan para los distintos tipos de lámparas: VMCC POTENCIA (W) FLUJO (lm) 50 1800 80 3800 125 6300 250 13000
HM POTENCIA (W) FLUJO (lm) 70 5000 100 8000 150 12500 250 19000
VSAP POTENCIA (W) FLUJO (lm) 70 6500 100 10000 150 14500 250 27000
VSBP POTENCIA (W) FLUJO (lm) 35 4800 55 8000 90 13500 135 22500
Sirva también, en esta línea de comparar uno y otro tipo de lámparas, el siguiente cuadro donde aparecen por colores los diferentes tipos así como el lugar que ocupan en lo que a eficiencia se refiere.
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética
Los diferentes colores se corresponden con las lámparas de VMCC en el caso del color verde, en amarillo aparecerían las lámparas de VSAP, en naranja las de VSBP y el resto para HM. A la vista del gráfico podemos observar cómo las lámparas de VSBP son las más eficientes. Sin embargo, la tonalidad que ofrecen, muy anaranjada, no las hace recomendables para alumbrado de viales. Seguidamente a este tipo de lámparas se sitúan las lámparas de VSAP, las lámparas de HM y, finalmente, las lámparas de VMCC.
3.2
Instalación de balastos electromagnéticos de doble nivel temporizado en las luminarias (punto a punto).
Se trata de reducir el flujo luminoso y, por tanto, el consumo energético durante el intervalo de tiempo en el que las necesidades lumínicas son más reducidas. De igual forma, con los sistemas de reducción de flujo se mejora la vida útil de las lámparas y equipos auxiliares, puesto que estabilizan los niveles de tensión. Las ventajas de este tipo de equipos son: su menor coste de inversión para un número reducido de luminarias, frente a otras soluciones, y su idoneidad para circuitos de alumbrado donde existan niveles bajos de tensión, ya que no se produce el apagado en final de línea.
3.3
Aplicación de sistemas de reducción de flujo en cabecera
Se trata, igualmente, de reducir el flujo luminoso durante el intervalo de tiempo en el que las necesidades lumínicas son más reducidas. Estos equipos consiguen mantener la tensión de alimentación de las lámparas en un valor fijo, independientemente del valor instantáneo que presente la red, por lo que al eliminar las fluctuaciones se incide directamente sobre el alargamiento de la vida útil de las lámparas. Al mantener los niveles de tensión fijos, también se evitan los sobreconsumos derivados de
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética elevaciones periódicas de la tensión, lo que ocurre habitualmente en horario nocturno, cuando la demanda general de energía eléctrica cae. Una ventaja adicional de estos equipos es la posibilidad de programación de sus parámetros de funcionamiento, además de contar con un sistema de by-pass, que permite su desactivación en caso de avería, por lo que no se interrumpe el servicio del cuadro de alumbrado. El número de lámparas localizadas hace más viable económicamente esta opción, resultando la inversión menor que aplicando reductores punto a punto.
3.4
Instalación de un reloj astronómico
Se trata de instalar este tipo de interruptor horario, el cual se basa en el cálculo de los Ortos y Ocasos en la zona geográfica programada. De esta forma se optimiza al máximo el tiempo de funcionamiento del alumbrado público, sin necesidad de corregir el horario y reduciendo el mantenimiento. Según el modelo, es posible modificar la programación en determinadas fechas, lo que resulta de utilidad en festividades o días señalados, donde interesa modificar la pauta de funcionamiento del alumbrado público.
3.5
Instalación de una batería de condensadores
La energía reactiva es la demanda extra de energía que algunos equipos de carácter inductivo como motores, transformadores, luminarias, etc, necesitan para su funcionamiento. Esta energía "extra" puede descompensar la instalación eléctrica. Existen algunos efectos negativos que se derivan del consumo de este tipo de energía: -
Costes económicos reflejados en las facturas eléctricas
-
Pérdida de potencia de sus instalaciones
-
Caídas de tensión
-
Transformadores más recargados
Además, esta energía provoca sobrecarga en las líneas transformadoras y generadoras sin producir un trabajo útil, y por lo tanto es necesario compensarla para optimizar las instalaciones eléctricas. Esta energía es posible compensarla, lo que reportaría las siguientes ventajas: -
Aumenta la capacidad de las líneas y transformadores instalados
Programa Mediterráneo para la Cooperación Energética -
Mejora la tensión de la red
-
Disminuyen las pérdidas de energía
-
Consigue una reducción en el coste global de la energía
Existen en el mercado equipos diseñados para neutralizar la energía reactiva que presentan los sistemas eléctricos. Este es el caso de las baterías de condensadores. Estos equipos permiten aumentar el factor de factor de potencia, haciéndolo lo más próximo a la unidad, para no penalizar por dicho consumo. Básicamente el funcionamiento de la batería de condensadores es el siguiente: