Curso Eficiencia energetica 2018

Eficiencia Energética y Energía Renovable Dr.-Ing. Luis Aarón Martínez

Unidad 1. IntroducciĂłn a la Importancia de la Eficiencia EnergĂŠtica

No todo el consumo de energía es productivo.

Consumo de energía mensual

No productivo Índice de Productividad

Las ineficiencias cuestan mucho dinero y reducen el margen de utilidades

Ineficiencias

Energía de Entrada Equipo, Maquinaria, Proceso o Sistema

Pérdidas

Energía útil de salida

Fugas de energĂ­a (calor)

TuberĂ­a sin aislar

Imagen de luz visible

Fugas de energĂ­a (calor)

Fugas de energĂ­a (calor)

Fugas de energĂ­a (fuga de fluidos)

FUGAS DE AIRE

Las ineficiencias y pérdidas toman muchas formas.

Fugas de energía: Fugas de fluidos, calor Desperdicios: Usos no productivos, usos inadecuados.

Tecnología no idónea: obsoleta, mal dimensionamiento

Desperdicios (usos no productivos, usos inadecuados)

TecnologĂ­a no idĂłnea (obsoleta, mal dimensionamiento)

Tecnología no idónea (obsoleta, mal dimensionamiento)

Variable A η =90% η =70% η =50%

Variable B

TecnologĂ­a no idĂłnea (obsoleta, mal dimensionamiento)

Juego de observación (¿Cuánto cuestan las ineficiencias?)

η =90% η =70%

Variable B

Propiedad intelectual de Ing. Luis Larrégola

INEFICIENCIA 1

Escape aire comprimido en las dos etapas del compresor

INEFICIENCIA 2

Escape vapor 12 bars en llave paso

INEFICIENCIA 3

Fallo aislamiento en deposito de condensados (Tª agua 80ºC)

INEFICIENCIA 4

Exceso de temperatura por defecto en eje y cojinetes motor

1

2

3

4

Propiedad intelectual de Ing. Luis LarrĂŠgola

¿Cómo priorizamos?

Alto

2

Medio Impacto

1 4

3

Baja

Media

Bajo

Dificultad Beneficio a corto plazo

Significativos Alta

Lluvia fina

Implica rediseño Medidas Objetivo En cartera

Priorización de Medidas Beneficios a corto plazo

Definición

Tecnologías que se pueden implantar en un periodo de tiempo reducido, no suponiendo cambios Diseños o transformaciones complejos, y que contribuyen limitadamente a los objetivos Tecnologías que conllevan estudios posteriores, rediseños, desarrollo de sistemas o su mejora.

Requieren plazos más largos de implantación pero se estima que contribuyen significativamente Implica rediseño en los objetivos Tecnologías que requiriendo una implantación sencilla y un plazo reducido, se estima que Medidas objetivo contribuyen significativamente a los objetivos Tecnologías que requiriendo una implantación compleja se estima que contribuyen En cartera limitadamente a los objetivos

Cálculo de consumo energético Para calcular el consumo energético de un equipo:

Energía ( kWh )  Potentrada ,nom  Tiempo( h )  F .U .

Para determinar la potencia de entrada nominal, en algunos

casos suele estar disponible la potencia de salida nominal y la eficiencia nominal del dispositivo:

Potentrada ,nom 

Potsalida ,nom

nom

W

Algunos ejemplos: Dispositivo

Potencia de salida

Potencia de entrada

Motor eléctrico

Mecánica (hp)

Eléctrica (kW)

Aire Acondicionado Térmica (Btu/h o toneladas de refrigeración, kWterm)

Eléctrica (kW)

Caldera

Química (kWcomb)

Térmica (Btu/h, kWterm)

Ordenador sobremesa

0,9

Impresora mediana

1

pequeña/

TV

1

Ordenador portátil

0,9

Fotocopiadora

1

Secador de manos

1

Data-show

1

Trituradora de papel

1

escáner

1

microondas

0,8

Cafetera industrial

1

Secadora

0,7

Maniquí

0,7

Calandra

0,7

Lavadora

0,8

Lavavajillas

0,8

Nevera

0,5- 0,8

Máquina de granizados

0,4

Cámara frigorífica

0,7

Campana extractora

0,4

Batidora industrial

0,6

Mesa caliente

0,4

Horno eléctrico

0,7

Robot de cocina

0,4

Congelador

0,7

Factores de uso tĂ­picos en la industria

Ejercicio Grupal En una empresa se contabilizan los siguientes equipos, con

potencias nominales y tiempos de uso semanal dados. Calcule el consumo de energía mensual de la empresa en kWh y el porcentaje del consumo total de cada Uso de Energía.

Equipo

Potencia entrada nominal (kW)

Cantidad

Tiempo de Factor de uso semanal uso medio (h)

Motor eléctrico

10

10

30

0.80

Aires Acondicionad os

15

4

44

0.60

Compresor de 10 aire

2

18

0.25

Iluminación

40

44

0.95

0.032

Unidad 2. Contextualización del Sector Energético

¿Cuáles han sido y son las motivaciones para que las empresas utilicen la energía más eficientemente?

Ser o continuar siendo competitivos en el mercado, lo cual requiere reducir los costos de producción o servicios y mantener la calidad.

Cumplir con requisitos ambientales más estrictos, principalmente relacionados a la reducción del cambio climático.

El efecto de los ahorros de energĂ­a en la rentabilidad

Ejercicio ¿En cuánto mejoraría la rentabilidad de una empresa cuya

rentabilidad actual es de 20%, si sus costos de energía actuales corresponden a un 8% de los costos totales y se implementa un proyecto de eficiencia energética que logra reducir en 20% los costos energéticos?

¿Cuál es la tendencia real histórica de los precios de la energía?

Fuente: Bloomberg

El CAMBIO CLIMร TICO Resultado de la emisiรณn de gases de efecto invernadero (CO2, CH4). La quema de combustibles fรณsiles resulta en la generaciรณn de CO2, potenciando el efecto invernadero, absorbiendo la radiaciรณn infrarroja emitida por la superficie de la tierra.

Efectos del Cambio Climático en Centroamérica (2100) Aumento de Temperaturas : entre 3.6 °C y 4.7 °C Biodiversidad: entre 33% - 58% de pérdida

Reducción de Precipitaciones: entre 18% y 35%

Sector agropecuario: Reducción de 10%

Aumento de Eventos Climáticos Extremos (p.ej.

Huracanes) entre un 5% y 10%

Recursos Hídricos : Disponibilidad del agua se reduciría entre 35% y 63%

Fuente: CEPAL

Dos Respuestas al Cambio Climático:

MITIGACIÓN, reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero

ADAPTACIÓN al cambio climático

MITIGACIÓN + ADAPTACIÓN

Obstáculos para la Eficiencia Energética • Competencia por capital • «No es nuestro edificio» • Falta de credibilidad en los ahorros a esperar de la tecnología

Fuente: CNE, 2013

Proyecciรณn de la capacidad instalada en 2020

Fuente: CNE, 2013

Mercado Energético

Fuente: Aguilar J., Murcia D., “Simulación del despacho basado en costos de producción de un sistema hidrotérmico”, Octubre 2008, Tesis UCA.

Mercado Eléctrico Mercado Eléctrico Minorista: Generadores conectados a

un voltaje menor a 115,000 V, transan la energía en forma de contratos bilaterales. Hace unos años hubo una licitación para contratos de largo plazo con energías renovables no convencionales.

Mercado Eléctrico Mayorista: Operado por la Unidad de Transacciones (UT) y compuesto por el mercado de contratos y mercado regulador del sistema.

Mercado Eléctrico Mayorista Mercado de Contratos: Mercado de energía eléctrica a

futuro, despachado por la unidad de transacciones (UT) y convenido entre operadores en forma independiente de aquella. Contratos duran entre 2-3 años. Actualmente está en construcción una planta de 350 MW con contrato a 20 años con gas natural.

Mercado Regulador del Sistema (MRS): Mercado de energía eléctrica de corto plazo, que tiene como objetivo equilibrar la oferta y la demanda.

Fuente: SIGET, Boletín de estadísticas No. 13, 2011, Diciembre 2012

Sistema basado en costos de producción

Fuente: Díaz A.., Anaya O., “Modelo de programación de la operación de un sistema hidrotérmico”, Octubre 2011, Tesis UCA.

Tarifas Eléctricas Conocer la factura eléctrica es importante para

interpretar la información suministrada.

Principales variables incluidas en la factura: Energía consumida (kWh) Demanda facturada (kW) Factor de potencia Días facturados Tarifas del período.

Tarifas Eléctricas El costo de la electricidad depende de los tipos de fuente de

generación existentes en el país y los costos de distribución.

En El Salvador, los cobros se hacen en base a la energía consumida (kWh) durante el mes y la potencia pico o máxima demandada durante el mes (kW).

La energía puede además cobrarse dependiendo de horarios en aplicaciones comerciales, industriales o de gran demanda: Punta 18:00-22:59 (hora de mayor demanda y a un costo mayor).

Valle 23:00-4:59 (hora de menor demanda y a un costo menor) Resto 5:00-17:59 (costo promedio de las horas restantes).

Categorías de Tarifas Eléctricas Pequeña Demanda Potencia menor o igual a 10 kW Residencias, alumbrado público, uso general Si la residencia consume entre 0 y 99 kWh hay subsidio

Mediana Demanda Potencia mayor a 10 kW y menor o igual a 50 kW Suele haber medición de potencia y medición horaria

Gran Demanda Potencia mayor a 50 kW Suele haber medición de potencia y medición horaria

Usted puede consultar su tarifa La tarifa cambia cada 3 meses (Abril, Julio, Octubre, Enero).

Puede encontrar los “Precios, Términos y Condiciones”en la

página web de la Superintendencia General de Electricidad y Telecomunicaciones (SIGET) http://www.siget.gob.sv/

Ejercicio

Interprete la factura de energĂ­a elĂŠctrica de una empresa industrial

Pregunta para reflexionar ¿Qué obstáculos hay en nuestras empresas para implementar proyectos de eficiencia energética?, ¿Qué puede hacerse para superar dichos obstáculos?, ¿Qué puedo hacer yo al respecto?

Unidad 3. Gestión Energética

AdministraciĂłn de la EnergĂ­a

Las organizaciones pueden administrar la energĂ­a de forma similar a como se administra las finanzas o el personal, pero se requiere una estructura y recursos.

Algunas razones: Hay un retorno económico directo.

La mayoría de empresas buscan ser más competitivas que

otras empresas.

Las tecnologías energéticas de punta cambian rápidamente (vida media de 10 años).

La seguridad energética está en riesgo.

Variaciones futuras de precio ocurrirán con seguridad.

Sistema de Gestión de la Energía (SGEn)

0. Crear Estructura para la gestión energética

Planear (Plan)

Hacer (Do)

Verificar (Check)

Actuar (Act)

0. Crear Estructura para la Gestión Energética Creación de Comité de Energía de la planta, con representación de áreas y departamentos

Compromiso demostrable de la alta dirección a un Sistema de Gestión de la Energía (SGEn)

Designar un Representante de la dirección para el SGEn

Establecer Política Energética

EJEMPLO DE ESTRUCTURA

Políticas

Plan General

Gerente General

Plan de Evaluación Gte. Planta

Gte. Prod.

Gte. Energia

Comité de Energía

Representantes: -Mantenimiento -Comunicaciones -Compras -Producción -Contabilidad

Plan educativo

Sistema de Reportes

Planear (Plan) Revisión de patrones históricos de consumo de energía y combustibles

Identificar, priorizar y registrar oportunidades para mejorar el desempeño energético

Identificar variables que afectan los USEs

Identificar Usos Significativos de Energía (USEs)

Estimar el uso y consumo futuros de energía

Planear (Plan) Establecer una línea de base energética

Establecer metas energéticas

Identificar indicadores de desempeño energético (IDEs) apropiados

Establecer planes de acción para alcanzar las metas

Hacer (Do) Crear competencias, entrenamiento y sensibilización

Establecer sistema de documentación del SGEn

Establecer sistema de sugerencias y política de comunicación interna y externa

Identificar y planificar operaciones y actividades de mantenimiento relacionados con el SGEn

Hacer (Do) Incorporar oportunidades de mejora del desempeĂąo energĂŠtico en nuevos diseĂąos

Establecer e implementar criterios para compras de equipos eficientes

Verificar (Check) Monitoreo y análisis de características clave del desempeño energético

Auditorías internas del SGEn

Medir eficacia de planes de acción

Control y mantenimiento de registros

Seguimiento y corrección de no conformidades identificadas

Actuar (Act) Definir la información de salida (decisiones, cambios en el SGEn) de la revisión del SGEn por parte de la alta dirección.

Revisión periódica del SGEn por parte de la alta dirección

Definir información de entrada para la revisión por la alta dirección

Otros consejos para un programa exitoso: • Un plan bien estructurado.

• Utilizar tecnología probada primero.

• Empezar involucrando a los más interesados.

• Preguntar a los operarios de las máquinas qué debería hacerse para ahorrar energía y asegurarse de darles el reconocimiento debido.

Análisis de Brecha (Gap Analysis) • Permite establecer, para una organización dada, cuál es el nivel de cumplimiento de los requisitos de un SGEn, según la norma ISO 50001.

Pregunta para reflexionar ¿Qué se necesita en mi empresa para implementar un programa de gestión de la energía?, ¿Cómo puedo convencer a la alta dirección y a los colegas de la conveniencia del mismo?, ¿Cuáles son los pasos que puedo tomar yo personalmente para impulsar esta iniciativa?

Unidad 4. Formulación y Evaluación de Proyectos de Eficiencia Energética y Energías Renovables

FormulaciĂłn de proyectos de energĂ­a

Formulación de proyectos de eficiencia energética Estado Actual

Diagnóstico/Auditoría

Plan de acción/Inversión

Implementación

Evaluación

Medida/Verificación

Formulación de Proyectos de Energías Renovables

Etapa I Perfil de Proyecto

-Esfuerzo preliminar con información de fácil acceso.

-Idea básica del proyecto.

-Estimaciones/mediciones preliminares del recurso.

-Conceptos básicos del diseño -Estimaciones financieras preliminares.

Etapa II Estudio de Prefactibilidad

-Análisis con mayor detalle.

-Esbozar alternativas para el desarrollo del proyecto.

-Para cada alternativa definir con mayor claridad: disponibilidad de recurso, características del sitio, tecnología a utilizar, calendario y montos de inversión, fuentes de ingresos, tiempos y requisitos de tramitología, riesgos políticos, financieros, sociales y ambientales.

Etapa III Estudio de Factibilidad

-Establecer con grado considerable de confiabilidad la viabilidad técnica, económica y socio-ambiental del proyecto.

-Mediciones, estudios técnicos especializados para las características del proyecto.

--De vital importancia para evaluar el otorgamiento de financiamiento.

Etapa IV Estudios Ambientales (Licenciamiento ambiental)

-Vital para controlar y reducir cualquier daño ambiental que pueda ocasionar el proyecto.

-Los aspectos a evaluar incluye si hay afectaciones a: poblaciones aledañas, infraestructura de servicios existentes, patrimonio arqueológico y cultural, actividades productivas, cambio en el uso del suelo, -Se establecen categorías de mayor a menor impacto ambiental.

Etapa V Diseño Final

-Se definen en forma detallada todos los aspectos técnicos y especificaciones del proyecto.

-Las diversas especialidades de ingeniería (civil, eléctrica, mecánica, hidráulica, arquitectura, geología, etc.) precisan en detalle las especificaciones finales, planos constructivos, manuales de procedimientos, medidas de mitigación ambientales y sociales.

-A partir de acá, puede tomar las riendas del proyecto una empresa EPC (Engineering, Procurement and Construction).

Etapa VI Cierre Financiero

-Finalizan las negociaciones con inversionistas y entes financieros para la construcci贸n y puesta en marcha del proyecto.

-Parte fundamental es la valoraci贸n y mitigaci贸n de riesgos del proyecto, que pueden afectar a inversionistas y financistas.

-Finaliza la etapa de preinversi贸n.

Etapa VII Construcción

-Construcción de toda la infraestructura e instalación de equipos.

-Para la realización de esta etapa se debe contar con todos los permisos y en esta etapa se realizan las medidas de mitigación ambiental y social establecidas en el licenciamiento ambiental.

-Es la etapa más intensiva en cuanto a costos y que requiere más seguimiento

Tipos de Riesgos (técnicos, legales, ambientales, sociales) de ejecución/Fallas por tipo de tecnología

Energía Solar Fotovoltaica

Factores Críticos Sombreamientos Integridad estructural Radiación solar disponible Precio de la energía eléctrica Precio de las tecnologías Calidad de las tecnologías Garantías Vandalismo Interconexión a red

Afectación La existencia de sombras limita la generación de energía Una estructura inadecuada pone en riesgo la inversión El potencial de energía solar depende de información La rentabilidad del proyecto depende de la evolución Volatilidad de precios, afecta reinversiones necesarias.

Alta competencia por precio, falta de certificaciones en ciertos fabricantes Respaldo ante eventuales fallas o quiebra de fabricantes.

Sistemas pueden sufrir vandalismo.

Cambios en las condiciones de distribuidor afectan rentabilidad

Biomasa

Factores Críticos Disponibilidad Costos de insumos Control de calidad Contaminación Variaciones en materia prima Olores Precio de la energía Precio de las tecnologías Calidad de las tecnologías Garantías Política

Afectación Afecta la producción de energía con biomasa Afectan la rentabilidad de la inversión Afecta la producción de energía con biomasa Afecta la producción de energía con biomasa Afecta la producción de energía con biomasa Potencial oposición pública La rentabilidad del proyecto depende de la evolución Volatilidad de precios, afecta reinversiones necesarias.

Alta competencia por precio, falta de certificaciones en ciertos fabricantes Respaldo ante eventuales fallas o quiebra de fabricantes.

Oposición al desplazamiento de cultivos alimenticios

Riesgos Energías Renovables Riesgos

Impacto Mitigación Sub-estimación Estudios (hidrológicos, geológicos, de costos de sísmicos, topográficos, meteorológicos y de obras, potencial medición de recursos) realizados por de Condiciones de energía profesionales con experiencia e naturales del sitio sobreestimado. independientes.

Proyecto fuera de tiempo y/o presupuesto, Diseño conceptual, contratos de apoyo, plan equipos de mala de administración de la construcción y Construcción calidad. equipamiento.

Autoridades o comunidades Estricta observancia a especificaciones y de Impacto del suspenden construcción y/o procedimientos, gestión activa de las proyecto en el operación relaciones con autoridades y comunidades.

Entorno Cambios en regulación o Asesoría técnica y legal debidamente de Mercado incumplimiento calificada para la negociación del PPA.

LegislaciĂłn aplicable, segĂşn el tipo de proyectos

Legislación aplicable

-Ley General de Electricidad y su Reglamento -Ley de Incentivos fiscales para el fomento de las energías renovables en la generación de electricidad y su Reglamento -Norma Técnica de Interconexión Eléctrica y Acceso de Usuarios Finales a la Red de Transmisión.

-Ley de Medio Ambiente y su Reglamento -Acuerdo No. 33 Ley de Medio Ambiente (Categorización de Proyectos) -Norma para usuarios finales productores de energía eléctrica con recursos renovables. (Nueva)

Evaluación Ambiental de Proyectos de Energía

Medidas Ambientales

       

Compensación por la tala de árboles.

Mecanismo para minimización de impactos por terracería.

Sistema de manejo de aguas lluvias.

Compensación por el consumo de agua.

Sistema de manejo de desechos sólidos comunes.

Sistema de manejo de desechos peligrosos.

Sistema de tratamiento de aguas residuales de tipo ordinario.

Sistema de mitigación de emisiones atmosféricas (Etapa de construcción).

Etapa de Construcción Etapa de Funcionamiento

Actividad del Etapa Ejecución Proyecto

Descripción del Impacto Ambiental Generado

Construcción

Cierre

Funcionamiento

Cierre

Descripción de la medida propuesta

Ubicación de la medida ambiental

Monto calculado de la medida ambiental

Momento de su ejecución

Medio de verific ación

Descripción de la medida propuesta

Ubicación de la medida ambiental

Monto calculado de la medida ambiental

Momento de su ejecución

Medi o de verific ación

Prevención Atenuación Compensación Prevención Atenuación Compensación Idem a las etapas anteriores

Preparación del sitio

Actividad del Etapa Ejecución Proyecto

Medida Ambiental

Descripción del Impacto Ambiental Generado

Medida Ambiental Prevención Atenuación Compensación Prevención Atenuación Compensación

Recomendaciones para la evaluaciĂłn financiera de proyectos de energĂ­a

Consideraciones para la Evaluación Financiera de Proyectos

-Estimación de ahorros conservadora, basado en estudio técnico y mediciones.

-Considerar reducción en eficiencia de equipos con el tiempo.

-Considerar vida útil de los equipos y reinversiones requeridas (p.ej.

Inversores, reemplazo de luminarias, reemplazo de filtros, etc.).

-Evaluar escenarios en base a variaciones en el precio de la energía.

-No incluir reducción en demanda facturada a menos que haya seguridad de que la reducción será consistentemente a la hora de máxima demanda de la instalación.

Unidad 5. TecnologĂ­as de Eficiencia EnergĂŠtica

Sistema elĂŠctrico

Principios Generales Sistema Eléctrico Revisiones periódicas de tableros eléctricos Transformadores eficientes y bien dimensionados Motores eléctricos bien dimensionados, de alta eficiencia

(premium) y con transmisión mecánica optimizada.

No rebobinar motores Para motores grandes con carga constante, utilizar arrancadores suaves.

Para motores con carga variable, adquirir variadores electrónicos de frecuencia.

Revisar diámetro de conductores para evitar sobrecalentamientos.

Implementar medición en los Usos Significativos de la Energía

Ecuaciรณn de trabajo de bomba/ventilador

Eficiencias de motores EPACT

Eficiencias de motores NEMA Premium

Motores rebobinados Cuando el motor falla, una opción es rebobinar el

motor A excepción de motores grandes con pocas horas de utilización, típicamente es más económico reemplazar el motor por un motor Premium En promedio la eficiencia del motor disminuye un 1% cada vez que el motor es rebobinado (motores más de 40 hp) y 2% para motores pequeños

Desempeño del motor a carga parcial La mayoría de motores eléctricos se aplican para

operar en un rango entre 50 y 100 por ciento de su capacidad.

La eficiencia óptima del motor se encuentra generalmente a un 75% de carga, lo cual además permite capacidad para el arranque.

Estudios prácticos revelan que una alta proporción de motores están incorrectamente cargados. Los motores con factor de carga debajo de 50% operan ineficientemente y a un factor de carga bajo.

DesempeĂąo del motor a carga parcial

Control de Velocidad de motores Los motores AC de inducción son motores de

velocidad constante Muchas aplicaciones requieren velocidad variable (bombas, ventiladores, compresores) La potencia mecánica requerida por bombas, ventiladores, compresores, varía con el cubo del flujo másico de fluido Los métodos mecánicos de control de flujo son ineficientes (válvulas, dampers, paletas)

PĂŠrdidas para varios controladores de flujo

Variadores Electrónicos de Frecuencia (Variable Frequency Drives) Varían la velocidad al cambiar la frecuencia de

suministro No tiene partes móviles, fácil de instalar

Variadores Electrónicos de Frecuencia La variación de la frecuencia se logra mediante un

sistema electrónico de potencia donde la señal de voltaje y corriente alterna se rectifica en un primer paso, se filtra y se suaviza por medio de capacitores y filtros para convertirla en corriente directa.

Luego se invierte de nuevo a corriente alterna con la frecuencia deseada para el motor a través del módulo del inversor.

Variadores Electrónicos de Frecuencia De

manera intrínseca, los VFD cambian la frecuencia y potencialmente generan armónicas.

Se debe analizar con cuidado los potenciales riesgos de armónicos.

Generalmente, una combinación de filtros de armónicos ubicados estratégicamente en el sistema proveerán una protección completa.

Aplicaciones de los VEFs Los VFD permiten optimizar el desempeño de los

tres tipos de carga: torque variable, torque constante y HP constante: Bombas y Ventiladores Compresores Centrífugos y Chillers Bandas Sin Fin La mayoría de proyectos de implementación de VFD

requieren una alteración en el sistema, adicional al cambio de motor y accionamiento.

Evaluaciรณn econรณmica de VFDs Se debe considerar los siguientes costos: Costo del variador Costo del equipo de control Costo de los cambios en el sistema.

Costo de filtro de armรณnicos

Evaluación económica de VFDs Se debe considerar los siguientes beneficios: Reducción en costos energéticos anuales, tanto en

energía como en demanda.

Mejoras en producción.

Reducción en costos de mantenimiento

Armónicos Los armónicos son producidos por cargas no

lineales (impedancia no es constante, función de la tensión).

Estas cargas, a pesar de ser alimentadas por tensión sinusoidal, absorben una intensidad no sinusoidal desfasada respecto a la tensión.

Para simplificar se puede considerar que las cargas no lineales actúan como fuentes de corriente que inyectan armónicos en la red.

Causantes de armรณnicos.

Los elementos que generan armรณnicos los trasladan a la red:

Efectos negativos de los armรณnicos:

Solución a armónicos La solución es utilizar filtros activos de reducción de

armónicos diseñados para compensar el número o los números de frecuencia más significativos.

En caso de monofásica y el efecto de equipo de cómputo, da más relevancia el tercer armónico.

En caso de trifásica para cargas no lineales, aparece destacado el quinto armónico.

Las cuatro cantidades bรกsicas de la luz:

Flujo Luminoso Cantidad de energĂ­a luminosa emitida por segundo

en todas direcciones La unidad de Flujo luminoso es el lumen (lm)

Iluminancia Es el flujo luminoso incidente sobre una superficie

de รกrea determinada Determina la cantidad de luz que recibe una superficie Se mide en Lumens/m2 (Lux) o pie-candelas (footcandles)

Niveles Típicos de Iluminación en Interiores y Exteriores (En un Día Soleado)

Niveles Recomendados de Iluminaciรณn (Ejemplo)

Eficacia Luminosa Cantidad _ de _ luz _ emitida _( Lumens)  Potencia _ requerida _(Watts) Límite Teórico: 683 LPW Laboratorio: 275-310 LPW Mercado: T5 fluorescente con balasto electrónico: 100 LPW Lámparas de sodio alta presión: 130 LPW

Comparación de eficacias luminosas Tipo de Lámpara LED blanco (frío) LED blanco (cálido) Lámpara LED Panel OLED HID (Alta potencia) Lámpara Sistema Fluorescente Lámpara Sistema HID (Baja potencia) Lámpara Sistema LFC Halógeno Incandescente

Eficacia Luminosa (lm/W) 132 78 62 23

CRI

Vida útil (horas) 75 80 92 75

50k 50k 50k 5k

120 111

90

20k

111 97

85

25k

104 97 63 20 15

90

12k

82 N/A 100

12k 4k 1k

Densidad de Potencia de Iluminaciรณn (ASHRAE Standard 90.1 2007)

Uniformidad La uniformidad de la iluminancia describe qué tan

bien se distribuye la luz en un área. Para crear buena uniformidad se requiere el espaciamiento adecuado de luminarias.

Cuando no hay uniformidad, se crean espacios brillantes y oscuros, que causan incomodidad.

Desafortunadamente, una iluminación uniformemente aplicada en grandes áreas desperdicia energía.

En todo caso, debe mantenerse la uniformidad de la iluminación en tareas específicas.

Glare (deslumbramiento) Glare (deslumbramiento) es la sensación causada

por objetos relativamente brillantes en el campo de visión de un ocupante.

La palabra clave es «relativo» pues el deslumbramiento es más probable cuando los objetos brillantes están ubicados en frente de ambientes oscuros.

El deslumbramiento es un problema serio en algunos ambientes de trabajo ya que causará incomodidad seria y reducirá la productividad de los trabajadores.

ร ndice de Rendimiento de Color (CRI) Indica diferencias entre colores percibidos de

objetos vistos bajo la luz de la luminaria con una fuente de referencia.

CRI = 100 indica que no hay diferencias CRI <20 indica mala rendiciรณn de color CRI > 70 indica buena rendiciรณn de color

Diodos de Emisión de Luz (LEDs) LEDs son diodos semiconductores que emiten luz

cuando una corriente fluye a través de ellos Disponibles de infrarrojo a UV, CT de 3,200 K a 12,000 K y CRI de 60 a 90 Alto costo Largas vidas útiles (6,000 – 50,000 h) Alto Mtto. de Lumens (70%) 60 LPW - 150 LPW Sin Mercurio tóxico…. Salidas de emergencia, señales, luz de acentuación

Diodos de Emisión de Luz (LEDs) Es recomendable adquirir tecnología LED

únicamente de fabricantes de alta credibilidad.

Buscar compañías con buenos antecedentes.

Solicitar garantía de 5 años para la garantía de la lámpara…si el fabricante realmente cree en su producto la entregará por escrito.

Diodos de Emisiรณn de Luz (LEDs)

Algunos Ejemplos de Sensores

Proceso para mejorar la eficiencia de iluminaci贸n 1. Identificar la cantidad de luz necesaria y la

calidad para la tarea visual.

2. Incrementar la eficiencia de la fuente de iluminaci贸n si la ocupaci贸n es frecuente.

3. Optimizar los controles si la ocupaci贸n es poco frecuente.

Sistemas de Vapor

Sistema de Vapor Controlar la entrada de oxígeno (aire) a la caldera a su valor

óptimo.

Mantener buen aislamiento de la caldera y de todas las tuberías de vapor.

Eliminar fugas de vapor.

Aplicar purga automática.

Recuperar calor de los gases de combustión.

Controlar la calidad del agua de entrada.

Aislar el depósito de condensados.

Aire Acondicionado

Asegurar el buen dimensionamiento

de los equipos.

Configurar los termostatos a 23°C (73°F).

Mantener cerrados los espacios acondicionados.

Reducir ganancias de calor a través de ventanas y techos.

Adecuado Mantenimiento.

Considerar el uso de tecnología Inverter, VRF o Chillers, de alta eficiencia energética certificada.

Adquirir tecnología con certificado AHRI.

Componentes de un Sistema de Aire Acondicionado

Coeficiente de operaciรณn o rendimiento (COP)

La Relación de Eficiencia Energética

• También llamado EER: Energy Efficiency Ratio • En algunos países, el EER se calcula en Watts, en lugar de Btu/h • Hay que verificar en el manual del equipo con qué unidades se ha

realizado el cálculo.

La Relación de Eficiencia Energética Estacional

• Se utiliza para equipos de aire acondicionado

pequeños de uso residencial o comercial.

• También denominado SEER (“Seasonal Energy Efficiency Ratio”).

• Relaciona el consumo de energía en un período de tiempo, por lo que considera la variación de la temperatura ambiente y la variación de eficiencia a carga parcial.

La Relación de Eficiencia Energética Estacional • En algunos países, el SEER se calcula con kW

térmicos, en lugar de Btu. • Hay que verificar el manual del equipo.

• En climas tropicales como El Salvador, donde las

temperaturas no varían drásticamente en el año, esta relación puede indicar una eficiencia mayor a la que realmente se obtendrá al operar el equipo.

Sistemas de Bombeo

Aire Comprimido

Sistema de Aire Comprimido Implantar depósitos pulmón de aire comprimido cerca de los usos.

Optimizar la red de distribución de aire comprimido, eliminando

fugas, trayectos innecesarios y buscando una distribución en mallas circulares.

Diferenciar niveles de presión y no mezclar compresores.

Aprovechar el calor de compresión.

Renovar el parque de compresores con compresores de alta eficiencia.

Reducir temperatura de entrada al compresor.

Aplicar control de compresores mediante variadores de frecuencia.

Dimensionar adecuadamente la capacidad del almacenamiento de aire

Unidad 5. Tecnologías de Energía Renovable

QUE ES BIOGAS...?

El biogás es un combustible gaseoso formado principalmente por: Metano (5O-70 % ), Dióxido de Carbono (30-50 %), Sulfuro de Hidrógeno (0.5-1%).

Se obtiene por medio de un proceso biológico llamado fermentación anaeróbica donde la materia orgánica (biomasa) de origen animal y vegetal, se descompone en ausencia de oxigeno

4

1 Agua residual

3 Agua tratada

2

1 Canaleta de afluente 2 tanque NaOH 3 reactor anaerobio 4 quemador biogas

SISTEMA DE TRATAMIENTO ANAEROBICO DE AGUAS RESIDUALES DEL BENEFICIO ATAPASCO Quezaltepeque, El Salvador,

Sustratos más comunes en el país y con mayor potencial de producción de biogás:

• Estiércol de ganado vacuno, porcino, gallinaza.

• Desechos orgánicos agrícolas como: pulpa de café, aguas mieles, restos de frutas, hortalizas, etc.

• Fuentes orgánicas en rellenos sanitarios, depósitos de basura.

• Desechos de la producción de azúcar, cerveza, alcoholes y licores.

VENTAJAS DEL USO DE LOS BIODIGESTORES • Disminuye la carga contaminante del entorno.

• Mejora la capacidad fertilizante del estiércol.

• Todos los nutrientes tales como nitrógeno, fósforo, potasio, magnesio así como los elementos menores son conservados en el efluente.

• El material a la salida es mucho menos oloroso que a la entrada.

• Control de patógenos.

• Genera gas combustible para diversos usos.

Energía Solar ¿Qué se puede hacer con ella? Producir energía eléctrica Calefacción Calentar agua (a 70°C sin problemas): Agua caliente sanitaria Agua caliente para procesos Precalentar agua para caldera

Producir energía eléctrica Generador

Inversor

Regulador de carga

Batería

Conexión serie de células solares en un módulo solar

Módulo Solar marca SIEMENS modelo SP75 / SP70.

Este módulo solar esta formado por 36 celdas solares interconectadas entre sí, en serie, y laminadas entre hojas de plástico y vidrio protegida dentro de un marco de aluminio.

Superficie necesaria de diferentes tipos de célula Tipo de célula

Monocristalina

Policristalina (EFG)

Policristalina

Capa fina de diseleniuro de cobre e indio

Amorfa

Eficiencia de módulo

Superficie FV necesaria para 1 kWp

Diversas tecnologías de fabricación de módulos fotovoltaicos m2/kWp

Fuente: ABB Cuaderno de aplicaciones tĂŠcnicas no.10 Plantas Fotovoltaicas

Estructuras tĂ­picas Se instala por hincado directo sobre el terreno.

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Estructuras típicas • Estructura metálica de acero galvanizado en caliente para instalaciones fotovoltaicas fijas.

•

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Las sombras limitan la producción de energía eléctrica

Las sombras limitan la producción de energía eléctrica

Las sombras limitan la producción de energía eléctrica

Evitar sombras entre filas en el caso de montaje sobre tejado plano

Altura

Distancia 4 - 6 x altura

Procedimientos para Interconexiรณn con la Red Nacional

Interconexión con la Red Nacional

En la actualidad, existen los siguientes procedimientos: 1. Venta de Energía, inyección a la red por medio de Contrato de Venta de Energía (PPA) a mediano o largo plazo, acordado de forma bilateral.

2. Venta de Energía, inyección a la red por medio de Contrato de Venta de Energía (PPA) a mediano o largo plazo, adjudicado en una licitación pública convocada por la Distribuidora de Energía Eléctrica.

3. Auto-consumo de la energía en las instalaciones del propietario, con la opción de negociar el valor de los excedentes.

Capacidad óptima de la planta para autoconsumo y excedentes

Excedentes días Domingos Excedentes días Sábados

El Colector Solar

¿Cómo funciona calentar agua con el sol?

R

T

Ø 34 "

Ø 34 "

T

Ø 34 "

P

Ø 34 "

Componentes de una instalaciรณn solar con circulaciรณn por termosifรณn

Instalaciรณn solar con circulaciรณn forzada

Componentes de una instalaciรณn solar con circulaciรณn forzada

Certificados de Funcionamiento • Norte América: SRCC http://www.solar-rating.org/certification/index.html

• Europa Central: Solar Keymark Certificate

Montaje y sujeciรณn

Estructura sobre tejado

Sobre dados de concreto

Sobre terraza

Sobre terraza

Acumuladores • Acero Inoxidable, resiste corrosión precio elevado.

• Fibra de vidrio reforzada, resisten corrosión, poco peso y fácil mantenimiento.

• Acero, bajo costo, pero debe protegerse contra la corrosión usando: pintura especial, vitrificado, usando ánodo de magnesio o galvanizado si el agua no sobrepasa los 65°C. • Verificar que los materiales sean compatibles con el circuito o agregar conexiones que aíslen el contacto directo ente los metales.

Reglas generales para el diseño del circuito de colectores • Todas las filas con el mismo número de colectores.

• Conectar las filas usando un retorno invertido.

• Respetar el caudal recomendado por el fabricante para cada colector.

• Evitar recorridos largos.

• Fácil montaje y desmontaje • Agregar desaireadores en el circuito

Unidad 7. Sugerencias para Estructurar Proyectos Bancables

Sugerencias sobre presentaciรณn de proyectos para solicitud de financiamiento a BANDESAL

Criterios de Evaluación más relevantes para evaluar un crédito en BANDESAL

1. Calificación en el Sistema Financiero (de preferencia A o B) 2. Destino del proyecto, rentabilidad y viabilidad de este.

3. Capacidad de endeudamiento o capacidad de pago del sujeto de crédito (se evalúan siempre las fuentes alternas de pago).

Detalle de Documentos (Persona Jurídica) N°

Detalle de Documentos

Documentación Legal 2 a) Fotocopia de Escritura de Constitución de la Sociedad*

ETAPA 2

2 b) Modificaciones a la escritura de constitución*

2

2 c) Lista de Junta Directiva (según formato establecido anexo 1)

1

2 d) Lista de accionistas (según formato establecido anexo 2)

1

2 e) Ficha de conformación de grupos económicos (según formato establecido anexo 3)

1

2 f) Fotocopia de NIT y registro de IVA de la sociedad 2g) Credencial vigente del representante legal Fotocopia de DUI y NIT del Representante Legal o del apoderado (Incluyendo 2 h) copia del Poder si aplica) 2 i) Copia DUI y NIT de accionistas (con 10% o más de participación)* Carta de autorización para compartir información del solicitante, fiadores, 2 j) accionistas y representante legal (según formato establecido) (aplica para accionistas con 10% o más de participación) 2 k) Copia de la Matricula de Empresa Fotocopia de permisos que ya posee y/o en trámite, que son necesarios para el 2 l) funcionamiento del negocio

1 1

2 m) Copia de recibo reciente de agua o luz del lugar donde opera la empresa

1 1 1 2 2 1

Detalle de Documentos (Persona Jurídica)

3 a) 3 b)

3 c)

3 d)

Información del Proyecto Solicitud de crédito de acuerdo a formato establecido PARTE I Solicitud de crédito de acuerdo a formato establecido PARTE II Fotocopia de cotizaciones de las inversiones a realizar debiendo estar firmadas y selladas por el proveedor (maquinaria, equipo, presupuestos detallados u otros), presupuesto de construcción (autorizado por un perito de la SSF) Permisos de construcción, MARN, etc (todo lo necesario para el funcionamiento del proyecto)

1

1

2

Detalle de Documentos (Persona Jurídica)

4 a) 4 b) 4 c) 4 d) 4 e) 4 f) 4 g)

Documentación Financiera Estados Financieros de los últimos dos ejercicios fiscales, que comprenden: Balance General, Estado de Resultados y Estado de Flujo de Efectivo, con sus notas y Dictamen del Auditor Externo, con evidencia de haber sido presentados al Registro de Comercio.

Balance de comprobación (máximo de tres meses de antigüedad) Flujo de caja proyectado a tres años (o plazo del crédito solicitado, el que sea mayor), presentando el primer año de forma mensual Información financiera del codeudor o fiadores solidarios. (balances o declaraciones de renta) Fotocopia de declaraciones de impuesto sobre la renta de los últimos dos ejercicios fiscales Fotocopias de declaraciones de impuesto de IVA y Pago a cuenta del año en curso Solvencia Fiscal

1 1 1 2 2 2 2

Detalle de Documentos (Persona Jurídica)

5 a) 5 b) 5 c) 5 d)

Garantía Copia de Escritura del inmueble ofrecido en garantía Certificación extractada avaluo (realizado por perito autorizado por la SSF) Solvencia Municipal

* Aclaración necesaria: Etapa 1 (Opcional), consiste en presentar la información mínima necesaria para realizar una evaluación preliminar de la solicitud.

Etapa 2, se presenta la solicitud para la evaluación definitiva de crédito

1 1 2 2

Sugerencias de proyectos a presentar por PYMES • Eficiencia energética • • •

Sustitución de equipos (motores, aires acondicionados, compresores).

Equipo de control (variadores de frecuencia, sensores).

Adecuaciones en sus instalaciones (remodelaciones, mejoras en las instalaciones, arquitectura bioclimática)

• Autoconsumo • • • •

Solar fotovoltaica sobre techos Solar térmica para calentamiento de agua Aprovechamiento de biomasa a partir de residuos de actividades agrícolas o productivas ya existentes (biodigestores, biodiesel) Eólica en terrenos o sobre techos.

• Venta de energía • • •

Solar fotovoltaica sobre techos Parque solar (sobre terreno) Aprovechamiento de biomasa (bagazo de caña, biogás)

Casos de Ã&#x2030;xito

•INDUSTRIA 1 •Proyecto: Sustitución de maquinaria y equipo utilizados en la elaboración de alimentos concentrados para animales y proyecto de ampliación de bodega. INVERSIÓN: $2.4 MM

Sistema de Molienda

Sistema de Extrusión

Sistema de Secado y empaque

Sistema de almacenamiento.

Capacidad actual: 1.5 ton/h

Capacidad actual: 1.5 ton/h

Capacidad actual: 1.5 ton/h

Capacidad actual: 1,000 qq

Capacidad proyectada: 5 ton/h

Capacidad proyectada: 5 ton/h

Capacidad proyectada: 5 ton/h

Capacidad proyectada: 9,000 qq

Hotel 1: Proyecto: Cambio de 16 aires acondicionados convencionales por 16 aires con tecnología Inverter, Aislamiento de techo, paredes y ventanas para mejorar el confort, secadora solar e implementación de Techo verde.

Inversión: US$38,985.25 Ahorros estimados anuales: - Económicos: US$15,846.69 - Ambientales: 19 Ton CO2

Hotel 2: Proyecto: Cambio de 20 aires acondicionados convencionales por 20 aires con tecnología Inverter, sustitución de 29 calentadores eléctricos de paso por un sistema solar térmico de 6 colectores.

Inversión: US$26,604.40 Ahorros estimados anuales: - Económicos: US$4,500.00 - Ambientales: 16 Ton CO2

INDUSTRIA LÁCTEA 1: Proyecto: Sistema de colectores solares para calentar aproximadamente 2,500 litros de agua diario a 90° para el proceso de fabricación de lácteos.

Inversión: US$45,951.45 Ahorros estimados anuales: - Económicos: US$9,054.00 - Ambientales: 23.6 Ton CO2