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Identificação de Potencial de Eficiência Energética no

Sector do Retalho

Caso de Estudo: Supermercados Dia Portugal

Alexandre Luís Ferro Toureiro

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em

Engenharia Mecânica

Orientador: Prof. Carlos Augusto Santos Silva

Júri

Presidente: Prof. Mário Manuel Gonçalves Costa

Orientador: Prof. Carlos Augusto Santos Silva

Vogal: Prof. Tânia Alexandra dos Santos Costa e Sosa

Janeiro 2017

i

Agradecimentos

Aos meus pais pela orientação ao longo da minha vida.

À Marta e ao Miguel pelo apoio incondicional.

Ao meu orientador, prof. Carlos Silva pelo apoio ao longo deste trabalho e

também ao Eng. Luís Picado pela orientação nos meus primeiros passos no

percurso de vida profissional e apoio neste trabalho.

Ao Instituto Superior Técnico por me ter formado e ter transmitido alguns dos

valores e princípios a que hoje em dia mais valor dou.

iii

Abstract

When looking at the final Portuguese energy consumption profile by sector it appears to show a

decrease in contrast to the growth in the number of supermarkets, therefore it is vital to adopt energy

efficiency measures. The energy consumption profile of the supermarkets Dia Portugal was analysed

to identify potential improvements through the implementation of energy efficiency measures in

refrigeration, air conditioning and reactive energy with an elaboration of a data base and energy

management system parameterization. Using the results generated by the data base and also through

the validation with an energy management system, it was possible to identify unexpected behaviours

in the disaggregated consumptions. These were audited for each area and improvements proposed,

such as the replacement of conventional fans by efficient models, installation of doors in positive

refrigeration cabinets and replacement of refrigeration systems, with a potential saving of 9%, 14%

and 15% respectively. Regarding to air conditioning, the operation parameters were set for the ideal

summer values, reducing energy consumption by 5% on 74 stores. Through reactive power

compensation, achieved with maintenance and capacitor banks replacement, the impact of CO2

emission was decreased by 135 tons per year. All these improvements make more sense with a

rational use of energy by staff in the stores, and it was proven that sometimes this was not the most

appropriate. In order to improve this behaviour and raise awareness, an energy use document was

elaborated.

Keywords

Supermarkets

Energy Efficiency

Refrigeration Systems

Air Conditioning

Energy Intensity

v

Resumo

Analisando-se o perfil de consumo de energia final de todos os sectores em Portugal constata-se

que existe uma tendência de redução do consumo energético contrária ao crescimento do número de

supermercados reforçando a necessidade de implementar medidas de eficiência energética. O

objectivo da dissertação foi analisar o impacto de medidas de eficiência energética nos

supermercados Dia Portugal e para tal desenvolveu-se um algoritmo de análise ao perfil de consumo

energético e potenciou-se também a utilização de um sistema de gestão de consumos, incidindo a

análise em especial na área de refrigeração, climatização e energia reactiva. Com os resultados

gerados identificaram-se padrões de consumo energético desagregados inesperados, tendo-se

auditado posteriormente cada área e proposto medidas como a substituição de ventiladores

convencionais por modelos mais eficientes, instalação de portas em murais de frio positivo e troca de

centrais de refrigeração, estando perante uma potencial poupança de 9, 14 e 15% respectivamente.

Relativamente à climatização, ajustaram-se os parâmetros de funcionamento para valores que

melhoraram a performance dos equipamentos no Verão, reduzindo-se o consumo energético em 5%

para 74 Lojas. Através da eliminação de energia reactiva com manutenção e compra de baterias de

condensadores reduziu-se o impacto de emissões de CO2 em 135 Toneladas. Todas estas melhorias

fazem mais sentido tendo por base um uso racional de energia por parte dos funcionários em loja,

tendo-se comprovado que por vezes não era o mais indicado e por forma a melhorar este

comportamento e sensibilizar os utilizadores propôs-se um documento de boas práticas energéticas.

Palavras-chave

Supermercados

Eficiência Energética

Sistemas de Refrigeração

Ar Condicionado

Intensidade Energética.

vii

Índice

Agradecimentos....................................................................................................................................i

Abstract .............................................................................................................................................. iii

Resumo ...............................................................................................................................................v

1 Introdução .................................................................................................................................... 1

1.1 Motivação e objectivos de trabalho ...................................................................................... 1

1.2 Caso de Estudo: Supermercados Dia Portugal .................................................................... 3

1.3 Estrutura da Tese ................................................................................................................. 6

2 Conceitos Teóricos e Revisão Bibliográfica ................................................................................ 7

2.1 Caracterização de supermercados ....................................................................................... 7

2.1.1 Evolução da área média e quantidade de supermercados em Portugal .................... 7

2.1.2 Impacto da factura de energia na estrutura de custos de um supermercado ............. 8

2.1.3 Consumos desagregados de supermercado .............................................................. 9

2.2 Racionalização e Eficiência Energética .............................................................................10

2.2.1 Racionalização de consumos .................................................................................... 10

2.2.2 Eficiência energética no contexto dos supermercados ............................................. 10

2.3 Consumo de Energia Final nos Serviço .............................................................................11

2.4 Intensidade Energética .......................................................................................................12

2.5 Sistemas de Refrigeração ..................................................................................................14

2.5.1 Ciclo de Refrigeração ................................................................................................ 14

2.5.2 Cortina de Ar – Murais de Frio Positivo ..................................................................... 18

2.6 Sistema de Gestão de Consumos ......................................................................................21

2.7 Nível de tensão eléctrica ....................................................................................................22

2.8 Energia Activa e Reactiva ..................................................................................................23

3 Metodologia e recolha de dados ............................................................................................... 26

3.1 Caracterização do Perfil de Consumo Energético .............................................................26

3.1.1 Impacto da sazonalidade no consumo energético anual .......................................... 26

3.1.2 Análise do diagrama de carga e efeitos de sazonalidade ......................................... 29

3.1.3 Impacto de medidas de eficiência energética implementadas até 2015................... 31

3.2 Modelo de Análise de Consumos Energéticos ...................................................................32

viii

3.3 Sistemas de Gestão de Consumos ....................................................................................33

3.4 Análise dos Sistemas de Refrigeração ..............................................................................34

3.4.1 Metodologia de identificação de lojas com potenciais problemas ............................ 34

3.4.2 Análise por segmento ................................................................................................ 35

3.4.3 Substituição dos motores dos ventiladores nos murais de frio positivo .................... 39

3.4.4 Portas dos murais de frio positivo ............................................................................. 40

3.5 Análise aos Sistema de Ar Condicionado ..........................................................................41

3.5.1 Enquadramento ......................................................................................................... 41

3.5.2 Metodologia de implementação ................................................................................. 41

3.6 Energia Activa e Reactiva ..................................................................................................42

3.6.1 Metodologia de implementação ................................................................................. 42

4 Resultados ................................................................................................................................. 43

4.1 Sistema de Gestão de Consumos ......................................................................................43

4.1.1 Resultados de Parametrização de Alarmes .............................................................. 43

4.1.2 Medida proposta ........................................................................................................ 44

4.2 Análise dos Sistemas de Refrigeração ..............................................................................45

4.2.1 Auditoria Energética aos Sistemas de Refrigeração ................................................. 45

4.2.2 Estimativa do impacto – Cenário ideal para lojas critica ........................................... 50

4.2.3 Propostas de melhoria ............................................................................................... 51

4.2.4 Extensão do modelo de análise de centrais de refrigeração a todas as lojas críticas

53

4.2.5 Resultado de troca de ventiladores – loja teste ........................................................ 54

4.2.6 Extensão do projecto de ventiladores a todo o parque ............................................. 55

4.2.7 Extensão do projecto de portas a todo o parque ...................................................... 56

4.3 Análise dos Sistemas de Ar Condicionado ........................................................................57

4.3.1 Cenário de funcionamento dos sistemas de ar condicionado auditados .................. 57

4.3.2 Impacto de alteração temperaturas ........................................................................... 58

4.3.3 Validação dos resultados obtidos .............................................................................. 59

4.4 Análise Energia Reactiva ...................................................................................................60

4.4.1 Enquadramento e plano de acções ........................................................................... 60

4.4.2 1ª Fase - Diagnósticos e reparações imediatas ........................................................ 61

4.4.3 2ª Fase - Substituição de baterias ............................................................................. 62

ix

4.4.4 Impacto Económico e Ambiental ............................................................................... 62

4.5 Síntese de Projectos Estudados ........................................................................................64

5 Conclusões ................................................................................................................................ 66

Bibliografia ........................................................................................................................................ 69

Anexos ................................................................................................................................................ A

Anexo 1 ......................................................................................................................................... A

Anexo 2 ......................................................................................................................................... C

x

Índice de Tabelas

Tabela 1.1 Áreas por Formato de Loja – Rede própria ........................................................................... 5

Tabela 2.1 Número de Lojas em Portugal. Fonte: [6] – Adaptado de APED (2009) .............................. 8

Tabela 2.2 Potência de equipamentos de frio negativo - supermercados ............................................ 17

Tabela 2.3 Condições ambientais vs condições ideais de funcionamento em murais de frio positivo 21

Tabela 2.4 Nível de Tensão - Peso na rede nacional de lojas .............................................................. 22

Tabela 2.5 Factor multiplicativo de acordo com o escalão ................................................................... 24

Tabela 3.1 Intensidade energética anual para áreas de venda entre 0 e 280 m2 ................................ 28

Tabela 3.2 Intensidade energética anual para áreas de venda entre 280 e 1400 m2 .......................... 28

Tabela 3.3 Parâmetros de funcionamento de alarme da Padaria ........................................................ 33

Tabela 3.4 Parametrização de alarme do Sistema de Ar Condicionado .............................................. 34

Tabela 3.5 Parametrização de alarme do Sistema de Iluminação........................................................ 34

Tabela 3.6 Identificação de lojas com perfil energético acima do padrão - formato B ......................... 38

Tabela 3.7 Identificação de lojas com perfil energético acima do padrão - formato C ......................... 39

Tabela 3.8 Intensidade energética do sistema de ar condicionado ...................................................... 41

Tabela 4.1 Alarme accionados no sistema de monitorização ............................................................... 43

Tabela 4.2 Tópicos abordados no manual de boas práticas ................................................................ 45

Tabela 4.3 Critérios identificados das lojas auditadas .......................................................................... 45

Tabela 4.4 Resultados previstos com implementação de medidas propostas em auditoria ................ 51

Tabela 4.5 Custos e payback associados a implementação de central de refrigeração ...................... 52

Tabela 4.6 Custos e payback associados a substituição de central de refrigeração ........................... 53

Tabela 4.7 Previsões de redução energética e financeira em lojas críticas ......................................... 53

Tabela 4.8 Universo de aplicação do projecto de ventiladores - estimativa total de impacto .............. 55

Tabela 4.9 Indicadores financeiros do projecto de Ventiladores .......................................................... 55

Tabela 4.10 Resumo de estimativas para análise de impacto de portas nos murais de frio ................ 56

Tabela 4.11 Cenários de retorno de investimento do projecto de portas ............................................. 57

Tabela 4.12 Resumo de alteração de parâmetros de funcionamento do AC por formato de loja ........ 58

Tabela 4.13 Retorno da alteração de parâmetros de funcionamento do Ar Condicionado .................. 59

Tabela 4.14 Impacto da alteração de Temperatura em AC - validação através de lojas monitorizadas

............................................................................................................................................................... 60

Tabela 4.15- Custos de Energia Reactiva por loja - média do período de análise ............................... 61

Tabela 4.16 Diagnóstico e custo de avaliação - 1ª fase ....................................................................... 62

Tabela 4.17 Custos de instalação de baterias ...................................................................................... 62

Tabela 4.18 Impacto económico - Energia Reactiva ............................................................................ 63

Tabela 4.19 Impacto ambiental de Baterias de Condensadores .......................................................... 63

Tabela 4.20 Sintese de projectos estudados ........................................................................................ 64

xi

Índice de Figuras

Figura 1.1 Consumo de energia final por área económica em Portugal- Fonte: DGEG/MEc ................ 2

Figura 1.2 Área media vs nº de lojas - Grupo Dia Portugal .................................................................... 3

Figura 1.3 Disposição da Rede Nacional de Lojas (Dados disponibilizados por Dia, 2015) .................. 4

Figura 1.4 Estrutura de custos (incluindo custo de produto e lucro) – caso de estudo .......................... 5

Figura 1.5 Estrutura de custos (excluindo custo de produto e lucro) – caso de estudo ......................... 6

Figura 2.1 Estrutura de custos (incluindo custo de produto e lucro) de supermercado típico Sueco,

2000 ......................................................................................................................................................... 8

Figura 2.2 Estrutura de custos (excluindo custo de produto e lucro) de supermercado típico Sueco,

2000 ......................................................................................................................................................... 9

Figura 2.3 Consumo energético característico de um supermercado .................................................... 9

Figura 2.4 Consumo de Energia Final por Sector em Portugal (Tep) ................................................... 11

Figura 2.5 Peso do Sector de Serviços no consumo de energia final em Portugal, RU, Suécia e

Europa ................................................................................................................................................... 12

Figura 2.6 Variação da intensidade de energia eléctrica de 2570 lojas de retalho alimentar no RU com

áreas de 80 a 10,000 m2. ...................................................................................................................... 13

Figura 2.7 Esquema genérico do diagrama referente a um ciclo de refrigeração ................................ 14

Figura 2.8 Diagrama esquemático de ciclo de refrigeração – frio à distância ...................................... 16

Figura 2.9 Cortina de Ar em murais de frio positivo .............................................................................. 19

Figura 2.11 Impacto energético da instalação de portas em murais de frio: Caso prático de loja na

Nova Zelândia, 2013 ............................................................................................................................. 20

Figura 2.12 Triângulo de Potências ...................................................................................................... 23

Figura 2.13 Desfasamento entre tensão e intensidade de carga resistiva ........................................... 24

Figura 3.1 Evolução da intensidade energética média mensal diária no período entre 2010 e 2015 -

efeitos de sazonalidade – universo de 55 lojas .................................................................................... 26

Figura 3.2 Impacto da Sazonalidade na intensidade energética média mensal em 2015 – universo de

400 lojas ................................................................................................................................................ 27

Figura 3.3 Evolução da intensidade energética média mensal por ano – universo de 55 lojas ........... 27

Figura 3.4 Evolução do consumo energético total anual – universo de 55 lojas .................................. 28

Figura 3.5 Intensidade energética anual do parque de lojas - 400 lojas .............................................. 28

Figura 3.6 Diagrama de Carga dia típico de Verão ............................................................................... 29

Figura 3.7 Diagrama de Carga dia típico de Inverno ............................................................................ 30

Figura 3.8 Consumo médio diário (kWh) - Verão .................................................................................. 30

Figura 3.9 Consumo médio diário (kWh) - Inverno ............................................................................... 30

Figura 3.10 Fluxograma – Algoritmo ..................................................................................................... 32

Figura 3.11 Energia eléctrica máxima por loja de 2015 em função da área de venda – Formato B .... 36

Figura 3.12 Energia eléctrica máxima por loja de 2015 em função da área de venda - Formato C .... 36

Figura 3.13 Dispersão de consumo energético - intervalo 1, formato B ............................................... 37

xii







Figura 3.20 Dispersão de consumo energético - intervalo 1, formato C ............................................... 38




Figura 4.1 Manual de boas práticas ...................................................................................................... 44

Figura 4.2 Central de refrigeração: Loja 19........................................................................................... 47

Figura 4.3 Central de Refrigeração: Loja 8 ........................................................................................... 47

Figura 4.4 Central de Refrigeração: Loja 10 ......................................................................................... 48

Figura 4.5 Central de Refrigeração - Loja 17 ........................................................................................ 49

Figura 4.6 Grupo condensador - Loja 3 ................................................................................................ 49

Figura 4.7 Central de Refrigeração - loja 4 ........................................................................................... 50

Figura 4.8 Central de Refrigeração - Loja 5 .......................................................................................... 50

Figura 4.9 Sobreposição de curvas de funcionamento de centrais de refrigeração – formato B ......... 52

Figura 4.10 Sobreposição de curvas de funcionamento de centrais de refrigeração – formato C ....... 52

Figura 4.11 Resultado da troca de ventiladores – Loja Teste ............................................................... 54

Figura 4.12 Potencial impacto de implementação de projecto de portas - 6 cenários de poupança ... 56

Figura 4.13 Condições de funcionamento encontradas - Ar Condicionado .......................................... 58

Figura 4.14 Diagrama de carga - Loja 46 .............................................................................................. 59






Figura 4.20 Custo de energia reactiva entre Jul/14 e Jun/15 ............................................................... 61

Figura 0.1 Horários legais de Inverno ..................................................................................................... A

Figura 0.2 Horários legais de Verão ........................................................................................................ B

xiv

Acrónimos

AC – Ar Condicionado

AIE – Agência Internacional de Energia

BPIE – Buildings Performance Institute Europe

BER – Bureau for Economic Research

CE – Comissão Europeia

COP – Coeficiente de performance

DGEG – Direcção Geral de Energia e Geologia

DDC – Diagrama de carga

ERSE – Entidade Reguladora Dos Serviços energéticos

EUR - Euro

GEE – Gases do efeito estufa

INE - Instituto Nacional de Estatística

IST – Instituto Superior Técnico

LED – Light Emiting Diode

OECD – Organization for Economic Co-coperation and Development

PIB - Produto Interno Bruto

PNAEE - Plano Nacional de Acção para a Eficiência Energética

PNAER - Plano Nacional de Acção para as Energias Renováveis

RU – Reino Unido

Tep – Tonelada Equivalente de Petróleo

UE – União Europeia

UE - União Europeia

VA – Valor Acrescentado

VN – Volume de Negócios

1

1 Introdução

1.1 Motivação e objectivos de trabalho

A eficiência energética é vista hoje em dia como uma das mais importantes ferramentas para o

cumprimento de normas ambientais com o qual Portugal está comprometido no sentido de reduzir as

emissões de CO2 e também pelo impacto significativo que pode ter na redução da estrutura de custos

de desenvolvimento das várias áreas económicas.

Enquadrar este tema no sector do comércio e retalho alimentar, em particular no Grupo Dia, foi o

principal objectivo, estruturando todo o trabalho numa perspectiva de desenvolvimento e estudo de

potenciais medidas de eficiência energética com prazos de implementação a curto e médio prazo.

Trata-se de um sector no qual a eficiência energética pode assumir um papel preponderante na

redução do consumo intensivo de energia final, que se aproxima de 40% em toda a Europa, segundo

dados do Eurostat, atingindo números aproximados por todo o mundo, ganhando ainda mais

expressão no sector do comércio e retalho quando resultados comprovam que um corte da factura

energética de 20 % pode significar o mesmo que aumentar o resultado líquido em 5% [1], não

dependendo neste caso do factor externo: Cliente, para além da óbvia contribuição para a mitigação

de emissões de CO2.

Graças a um grande aumento do consumo energético de energia final na primeira metade do

século XXI, Figura 1.1, a Europa tem vindo a consciencializar-se cada vez mais em relação à

necessidade de melhorias no sistema energético sobretudo devido à oscilação em torno dos custos e

necessidades elevadas de importações de energia que de acordo com a Comissão Europeia (CE) se

situam nos 53% a nível Europeu com custos inerentes na ordem dos mil milhões de EUR diários [2].

Por este motivo reforçou-se a necessidade de definir uma posição estratégica e simultaneamente

investir em tecnologia no sentido de gerar competitividade, baixos níveis de carbono, uma economia

resiliente e um sistema energético sustentável e seguro.

Com o intuito de perceber como se desenvolveu o perfil de consumo energético do sector dos

Serviços em Portugal nos últimos anos, em particular a área económica do comércio por grosso e

retalho analisou-se o contributo médio para o consumo de energia final entre 2000 e 2014, situando-

se este nos 8,8%, Figura 1.1 para além de se ter analisado em simultâneo o crescimento do sector

dos supermercados em Portugal.

2

Figura 1.1 Consumo de energia final por área económica em Portugal- Fonte: DGEG/MEc

Apesar do forte crescimento do número de lojas nos últimos 8 anos no caso do Grupo Dia, que

abrandou ligeiramente entre 2013 e 2016, investiu-se à semelhança de outras cadeias de

supermercados a nível mundial, e não só, outros sectores também, em medidas de eficiência

energética.

Em particular no caso de estudo apostou-se na implementação de tecnologia LED e ferramentas

para optimização do funcionamento dos sistemas de refrigeração, como portas em murais de frio

positivo em parte dos murais, sistemas de condensação flutuante, ventiladores electrónicos e trocas

de centrais por modelos mais eficientes passando de unidades mono-compressoras para multi-

compressoras e unidades multi-compressoras com frio e clima incorporados, tirando partido de uma

maior segurança da instalação, coeficientes de simultaneidade e controlo electrónico e de

emergência, contribuindo assim para uma atenuação da intensidade energética do parque de lojas,

que de acordo com uma amostra de 55 lojas foi de 14,2% entre 2010 e 2014, comparando-se

posteriormente o perfil de intensidade energética actual com o caso de estudo do Reino Unido.

Por forma a dar seguimento a este trabalho o primeiro passo passou por caracterizar o perfil de

consumo energético de todos os supermercados do Grupo Dia em Portugal Continental, recorrendo-

se para isso inicialmente a um sistema de gestão de consumos (limitado a 30 lojas) desagregando-se

o perfil nas várias áreas de um supermercado, nomeadamente a refrigeração, climatização,

congelados, iluminação e secções como talho e padaria.

Desta desagregação percebeu-se rapidamente quais as áreas com maior impacto no perfil de

consumo energético: Refrigeração e Climatização, definindo-se assim como prioritário avaliar estas

duas áreas, dado maior potencial de redução da factura energética. Analisando em detalhe estas

áreas identificaram-se padrões de consumo energético que suscitaram dúvidas quanto à regularidade

e até eficiência de equipamentos das lojas em questão e sobretudo identificou-se má utilização, como

por exemplo o esquecimento de equipamentos como fornos de padaria ligados durante a noite.

Dada a limitação de informação do sistema de gestão de consumos, instalado em apenas 6% do

parque de lojas, foi necessário desenvolver um algoritmo para avaliação do perfil de consumo

-

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

Co

ns

um

o d

e e

ne

rgia

fin

al

an

ua

l (G

Wh

) Restauração e Alojamento Comércio por grosso e retalho Indústrias transformadoras Outros

3

energético de todas as lojas, baseando-se este na facturação de electricidade mensal, permitindo

desta forma construir um modelo de avaliação identificação de lojas potencialmente críticas do ponto

de vista da refrigeração, sustentando-se este estudo em critérios definidos.

1.2 Caso de Estudo: Supermercados Dia Portugal

O Grupo Dia é uma empresa multinacional com representação em países como Espanha,

Argentina, Brasil, China e Portugal Continental tendo actualmente activas em todo o mundo cerca de

sete mil e setecentas lojas. Em Portugal, país sobre o qual incidiu o estudo, estão associados mais de

600 locais desde lojas a centros de distribuição, armazéns de apoio e escritórios, focando-se o

presente documento exclusivamente na rede de lojas.

Relativamente ao parque de lojas estudado para além de ter uma dimensão significativa,

apresenta características muito díspares que vão desde dimensões a quantidade e diversidade de

equipamento contribuindo para uma grande heterogeneidade entre as várias lojas. Além desta

questão, a par da evolução do sector do retalho em Portugal, também o Grupo Dia nos últimos teve

um forte investimento em projectos de expansão, tendo aumentado consideravelmente o seu parque

de lojas e respectiva área média, Figura 1.2.

Por estes motivos reforçou-se a necessidade de criar uma ferramenta que caracterizasse o perfil

de consumo energético para cada loja independentemente do conteúdo, sedo que para tal foi

necessário implementar um algoritmo que permitisse analisar os consumos energéticos com base na

facturação de electricidade, tema este abordado posteriormente.

Figura 1.2 Área media vs nº de lojas - Grupo Dia Portugal

A notória evolução acima deve-se em parte a um forte investimento em novas aberturas, no

entanto foram também adquiridos com o passar dos anos lojas pertencentes a outras insígnias, como

por exemplo em finais de 2013 em que se adquiriam cerca de 50 lojas, tendo-se atingido o máximo

de 642 lojas. A rede de lojas é extensiva a todos os distritos de Portugal Continental, com maior

presença nos distritos de Lisboa e Porto, tendo actualmente uma distribuição semelhante à

apresentada na Figura 1.3.

386

642

Area (2016) - 349,07

0

100

200

300

400

500

600

700

1979

1980

1981

1982

1984

1985

1986

1990

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

Áre

a m

éd

ia (

m2)

vs n

º d

e

loja

s

Nº de Lojas Área Média

4

Figura 1.3 Disposição da Rede Nacional de Lojas (Dados disponibilizados por Dia, 2015)

Os números apresentados acima reflectem o total entre lojas próprias e franchising, no entanto o

foco deste estudo foi apenas na rede de lojas próprias, para as quais existiam dados para análise,

limitando esta análise para cerca de 500 lojas.

Existem três formatos de lojas: A, B e C importando neste subcapítulo dar a conhecer as principais

diferenças entres os três e que influência pode ter no perfil de consumo energético.

As lojas do tipo A são caracterizadas por terem um perfil de consumo energético sustentado em

equipamentos de Iluminação e Ar condicionado, e a área de negócio é maioritariamente o comércio

de produtos não alimentares. Por outro lado, os formatos de loja B e C têm no seu interior outro tipo

de secções, variando estas consoante as dimensões de área de venda:

Padaria – para o funcionamento desta secção existe uma câmara de congelados

(aproximadamente 12 m3 com uma temperatura de funcionamento de aproximadamente -20ºC),

dois fornos para produção de pão e um sistema de ventilação;

Talho – Vitrinas com um comprimento entre 2,5 metros a 7,5 metros, consoante dimensão da

loja e uma ou duas câmaras de frio positivo (12 a 30 m3); temperatura de funcionamento 0 a 4ºC)

para além de, dependendo dos casos, uma antecâmara com temperaturas em torno dos 15 °C

Arcas de Congelados (Frio Negativo) e Murais de Frio Positivo – arcas frigoríficas de frio

incorporado cujo número varia entre 8 e 21, consoante o tamanho da loja e murais de frio positivo

que variam entre 10 a 40 metros lineares (frutas de legumes, charcutaria, lacticínios e carne);

Churrasqueira e Take Away – que para o funcionamento têm um forno/grelhador, sistema de

ventilação, frigorífico de apoio, vitrina com comprimento entre 2,5 e 5 ml e um expositor aquecido -

existente em cerca de 50 lojas – comum a lojas do formato B e C

5

Peixaria – existente em apenas 10 lojas e que para seu funcionamento tem uma câmara de

frio positivo (aproximadamente 12 m3; temperatura de funcionamento 0 a 4 ºC), máquina de gelo e

equipamentos de pesagem e apoio – apenas existente em lojas do formato C

Em 2.5.1.3 falar-se-á em detalhe sobre o perfil de consumo energético e impacto de cada secção,

mas mesmo sem fazer esta descrição é possível perceber que existe uma grande heterogeneidade

de secções de loja para loja e que dentro das próprias secções existem outros factores que

contribuem para que o consumo energético não seja uniformes em lojas de dimensões semelhantes.

Nesta fase, embora se apresente na Tabela 1.1 a gama dimensões dos três formatos referidos

importa dizer que dada a baixa intensidade energética das lojas do formato A, justificada pelo facto de

serem lojas relativamente modernas cujo foco é o retalho de produtos não alimentares, estas foram

excluídas da presente análise, focando-se o estudo aqui apresentado nas lojas do tipo B e C.

Tabela 1.1 Áreas por Formato de Loja – Rede própria

Área de Venda (m2) Área Total (m

2)

Formato Lojas Mínimo Máximo Mínimo Máximo

A 62 100,00 220,00 130,00 600,00

B 333 150,00 620,00 190,00 1.500,00

C 107 380,00 1.150,00 600,00 2.200,00

Estamos como se pode perceber perante uma rede de lojas com uma vasta gama de dimensões e

características sendo por isso a identificação de um perfil de consumo energético fundamental para a

compreensão do impacto que possa ter qualquer implementação de medida de eficiência energética,

assim como percepção de qual poderá ser o consumo de referência para uma determinada

dimensão.

Para além de ser importante perceber qual a dimensão física do parque de lojas e quais as

consequências das várias secções e diferenças entre equipamentos, é também importante perceber

como se comporta a estrutura de custos do caso de estudo e qual o impacto de áreas como energia e

respectivo impacto no resultado líquido. Por forma a retirar conclusões apresenta-se abaixo a

estrutura de custo quer para o caso em que se inclui custo de produto e lucro, que para o caso em

que se exclui estes dois últimos, Figura 1.4 e Figura 1.5, respectivamente.

Figura 1.4 Estrutura de custos (incluindo custo de produto e lucro) – caso de estudo

Produtos 82,51%

Salários 8,19%

Rendas 3,25%

Outros 1,98%

Resultado Liquido 1,60%

Energia 1,50%

Manutenção 0,86%

Marketing 0,11%

6

Figura 1.5 Estrutura de custos (excluindo custo de produto e lucro) – caso de estudo

Das distribuições percentuais percebe-se que a energia tem um peso significativo na estrutura de

custos, 9% se se excluir os custo de produto e lucro, mas mais importante do que perceber o impacto

na estrutura de custos, é importante ter consciência da preponderância directa que esta área tem no

resultado líquido da empresa.

1.3 Estrutura da Tese

Caso de Estudo: Supermercados Dia Portugal

Inicialmente é feito um ponto de situação do consumo energético de energia final em Portugal e na

Europa, abordando-se o peso que tem o consumo de energia de fontes renováveis e em particular o

consumo de energia final por sector. De seguida analisam-se temas de pertinente compreensão para

abordagem do comportamento que têm os supermercados quer do ponto de vista energético quer do

ponto de vista estrutural e sectorial.

Metodologia e Recolha de Dados

Dado que esta dissertação está contextualizada com um caso prático, é feito um enquadramento

com o caso em questão do ponto de vista energético, no qual numa fase intermédia, na metodologia

e recolha de dados se analisa o perfil de consumo energético desagregado e impacto de alguns

sectores pertinentes como sistemas de gestão de consumos e a área de refrigeração, ar

condicionado e energia reactiva. É feito nesta fase um ponto de situação relativamente a medidas de

eficiência energética implementadas no passado assim como medidas a implementar nas áreas

referidas.

Resultados, Discussão e Conclusões

Posteriormente analisa-se o trabalho feito e resultados decorrentes das medidas implementadas

ao longo do trabalho desenvolvido, terminando o documento com as conclusões e síntese de todo o

trabalho feito e enquadramento com os objectivos a que se propõe este documento. Com base em

todo o trabalho executado, são feitas no final do documentos algumas propostas de trabalho futuro.

Salários 52%

Rendas 20%

Outros 13%

Energia 9%

Manutenção 5%

Marketing 1%

7

2 Conceitos Teóricos e Revisão Bibliográfica

2.1 Caracterização de supermercados

De acordo com o Eurostat ‘Retalho é tipicamente a fase final da cadeia de distribuição entre

produtores e consumidores’ processando-se hoje em dia através de dois formatos: tradicional através

de superfícies comerciais e outro, o mercado on-line - e-commerce ocupando a nível europeu uma

cota média de mercado de 3%, [3] no entanto este estudo não se focará nesta vertente de comércio.

As superfícies comerciais de retalho alimentar podem ser caracterizadas de três formas [4]:

Hipermercados – áreas de venda superiores a 2500 m2

Supermercados – áreas de venda entre os 400 e 2500 m2

Lojas de Conveniência – áreas inferiores a 400 m2

O limite definido dos 400 m2 é tido em conta no conceito de retalho moderno, já que [1] diz que

este limite é 280 m2.

Actualmente o comércio a retalho é responsável por 11% do produto interno bruto Europeu [5],

caracterizando-se pela forte dinâmica estabelecida entre produtor e consumidor final. Diariamente

são efectuadas mais de 500 milhões de transacções por parte dos consumidores, estando envolvidos

nesta área cerca de 20 milhões de empregados em mais de 6 milhões de lojas de comércio, nos

quais 95 % são pequenas e médias empresas, tratando-se de uma área económica que gera um

grande volume de negócio, embora apresente valor acrescentado relativamente pequeno, com uma

relação entre estes indicadores de apenas 16% (Volume de Negócio vs Valor Acrescentado).

2.1.1 Evolução da área média e quantidade de supermercados em Portugal

A estratégia e posição no mercado deste sector têm vindo com o passar dos anos a adaptar-se à

procura do consumidor. Para tal abordam-se vários pontos, desde factor preço, o formato de

supermercado ou hipermercado e diferentes tipos de sortido, isto é, número de referências de artigos.

Para além de uma aposta em novas estratégias comerciais e aumento de oferta, o mercado

retalhista em Portugal apostou intensivamente na expansão de novas lojas e aumento de área de

venda no período entre 2000 e 2012 [6].

8

Tabela 2.1 Número de Lojas em Portugal. Fonte: [6] – Adaptado de APED (2009)

Empresa 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009

Minipreço 341 344 351 384 440 478 506

Pingo Doce 177 178 192 202 223 334 356

Lidl 142 147 162 182 197 215 223

Intermarché n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. 188

Modelo e Continente 91 92 95 124 136 155 164

Auchan 15 16 n.d. n.d. 19 26 31

Outros 61 71 114 138 152 56 67

Total 827 848 914 1030 1167 1264 1535

Inerente a uma expansão de negócio, que para alguns casos no espaço de 7 anos representou

um aumento de mais de 50% do número de lojas, e que a nível nacional chegou aos 86%, o aumento

do número de supermercados e hipermercados têm como consequência o aumento do consumo de

energia final, reflectindo-se este no forte crescimento do sector dos Serviços, 2.3.

2.1.2 Impacto da factura de energia na estrutura de custos de um supermercado

Desde que surgiu a crise económica (intensificada em 2009) as cadeias de supermercados

tiveram de se adaptar ao menor poder de compra por parte dos clientes e como tal o preço da cesta

média passou a ser cada vez mais um factor diferenciador na competitividade. Para manter esta

competitividade e a própria saúde financeira das empresas os custos de estrutura tiveram de ser

repensados.

Esta alteração de paradigma fez com que vários sectores depois de uma forte revisão dos

recursos humanos, que teve como consequência o aumento do desemprego a nível nacional,

centrassem as estratégias de redução da estrutura custos em áreas como a Energia e o impacto que

poderiam ter as medidas de eficiência energética ajustadas a cada sector.

A estrutura de custos de um supermercado engloba vários pontos, que vão desde o transporte de

mercadoria à manutenção de um equipamento em loja, passando por custos de pessoal, energia, etc.

Para se ter ideia do peso da apresenta-se a estrutura de custos para um supermercado na Suécia, à

data de 2000 e para um cenário em que se excluiu o lucro e custo de produto, Figura 2.1 e Figura 2.2

respectivamente [7].

Figura 2.1 Estrutura de custos (incluindo custo de produto e lucro) de supermercado típico Sueco, 2000

Produtos; 76%

Salários; 11%

Outros; 4%

Lucro; 3%

Renda; 3%

Marketing; 2% Energia; 1%

9

Figura 2.2 Estrutura de custos (excluindo custo de produto e lucro) de supermercado típico Sueco, 2000

O ponto pertinente desta exclusão é o facto de uma alteração no perfil de consumo energético se

reflectir directamente no resultado líquido que uma loja apresenta [7]. Ou seja, se a potencial redução

de custos de energia for em torno dos 20 % (e há vários casos que sim como se verá posteriormente,

tudo depende da capacidade de investimento e sobretudo, do payback a que uma empresa estiver na

disposição de se sujeitar) o resultado líquido poderá ter um aumento de 7%. Esta relação directa leva

a que hoje em dia todas as cadeias de supermercados vejam a Energia como um dos aspectos mais

importantes, já que uma redução na factura energética resulta directamente no aumento do resultado

líquido, para além da influência directa em termos de manutenção correctiva e respectivo custo,

reduzindo ainda mais a estrutura de custos.

Para poder retirar conclusões mais específicas seria fundamental ter dados mais concretos no que

diz respeito ao tipo de equipamentos no interior de um e outro caso (Sueco e Grupo Dia), assim como

se tornaria necessário perceber que factores contribuíam para que surgissem diferenças tão

significativas em salários e em rendas. No que diz respeito à diferença de 4 pontos percentuais em

relação à contribuição da energia na estrutura de custos é a acentuada diferença de temperatura

média entre cada país, causando um maior esforço no caso de Portugal nos equipamentos de frio

positivo e negativo.

2.1.3 Consumos desagregados de supermercado

Relativamente ao impacto de cada secção no perfil de consumo energético de um supermercado

[8], tipicamente segue-se uma distribuição percentual para cada área de acordo com Figura 2.3,

representativa de um caso geral.

Figura 2.3 Consumo energético característico de um supermercado

Salários; 52%

Outros; 19%

Renda; 11%

Marketing; 10%

Energia; 5%

Refrigeração; 43%

AVAC; 20%

Iluminação; 13%

Plug Loads; 17%

Outros; 7%

10

É notório o forte impacto que tem a área de refrigeração e climatização num supermercado, não

querendo dizer que a distribuição acima seja igual para todos os supermercados, já que como se

poderá perceber posteriormente, existem vários factores que contribuem de forma significativa para a

variação do perfil de consumo energético, nomeadamente a sazonalidade.

2.2 Racionalização e Eficiência Energética

2.2.1 Racionalização de consumos

Uma vez que se falará de racionalização de energia e eficiência energética ao longo do presente

documento importa fazer uma distinção dos mesmos, embora ambos estejam directamente ligados a

redução de energia e de emissões de partículas de CO2.

Por um lado a racionalização de consumos energéticos pode ser feita através da eliminação de

consumos de equipamentos em Standby, como por exemplo caixas registadores e computadores

dentro de um supermercado, que permanecem toda a noite neste modo, por outro lado através da

alteração de parâmetros de funcionamento de equipamentos como Ar Condicionado, um dos temas

aqui abordados, sendo frequente a alteração de temperaturas de funcionamento, ou mesmo

desligando por completo o equipamento em períodos desnecessários.

2.2.2 Eficiência energética no contexto dos supermercados

Relativamente a eficiência energética pressupõe-se que se mantenha o mesmo nível de serviço

com um consumo energético inferior, ou aumentar o nível de serviços mantendo o consumo

energético, passando por trocas de equipamentos mais evoluídos tecnologicamente. Como exemplo

tem-se uma das medidas a que se recorre mais nos últimos anos, a troca de lâmpadas

incandescentes ou fluorescentes por lâmpadas LED ou como se poderá analisar posteriormente, a

troca de uma central de refrigeração com cerca de 20 anos por um modelo moderno e mais eficiente.

Quer isto dizer que a racionalização de energia visa a redução do consumo energético por corte

energético enquanto a eficiência energética pretende utilizar a energia de modo mais eficaz.

A crise económica que se instalou em 2009 na Europa [9] e em particular em Portugal fez com que

fossem repensadas várias estratégias de negócio. Entre vários encerramentos de empresas, parte

das estratégias de contenção de custos passaram por investimentos em Eficiência Energética graças

ao reflexo que estas tinham de forma imediata nos resultados líquidos. Em particular para o caso dos

supermercados, como será analisado posteriormente, os resultados podem ser consideráveis.

Supermercado “zero carbono” é a referência para o futuro, e cadeias como Wal Mart, Carrefour e

Tesco, alguns dos líderes mundiais no comércio e retalho, tem investido milhões na construção de

novos estabelecimentos e reabilitação das suas cadeias em vários países. Optar por gerir as cadeias

de supermercado com padrões de excelência no que diz respeito a normas ambientais tem como

11

grande vantagem, para além do já referido retorno a curto e médio prazo dos investimentos, a boa

visibilidade para os clientes por criar supermercados mais sustentáveis.

A cadeia de supermercados Carrefour, sediada em França e que conta com mais de 16 mil lojas

distribuídas mundialmente investiu em várias medidas de eficiência energética [10] desde 2008,

sensivelmente 30 milhões de EUR por ano em várias áreas, como sistemas de refrigeração e

iluminação, algumas das áreas que fazem com que se coloque na vanguarda da eficiência

energética. Na China, um investimento de 38 milhões de EUR em cerca de 130 lojas proporcionou

uma redução da despesa do consumo energético de 15 milhões de EUR, que se tem verificado de

ano para ano. O payback deste investimento foi atingido em 3 anos, reforçando a ideia de investir

assertivamente em eficiência energética.

A Wal-Mart, outro dos líderes mundiais tem dois casos particulares de inovação e simplicidade

para que se reduza o consumo energético também na China [11]. Um caso é o das instalações em

Pequim, nas quais se aumentou a luminosidade dentro do supermercado com recurso a luz natural,

permitindo uma racionalização do consumo eléctrico referente à iluminação em 60%. Outro foi

Shenzhen, onde se instalou o primeiro projecto de painéis solares não geridos pelo Estado ao abrigo

do China’s Golden Sun Solar Program, tendo-se atingindo uma geração de energia de 35MWh

mensais. Com a introdução de medidas de gestão de energia, em média, esta cadeia de

supermercados atingiu uma redução da factura energética de 30 a 40%.

2.3 Consumo de Energia Final nos Serviço

O consumo de energia final em Portugal divide-se em cinco sectores e várias áreas económicas:

Transportes, Indústria, Serviços, Agregados Domésticos e Agricultura e Pescas sendo actualmente o

sector dos Transportes e Industria os que têm maior peso no consumo de energia final,

respectivamente 40,9 e 27,9%, Figura 2.4 (Fonte PORDATA/DGEG).

Figura 2.4 Consumo de Energia Final por Sector em Portugal (Tep)

Entre 1990 e 2005 Portugal teve um crescimento médio do consumo de energia final total de

3,2%, acima dos valores da União Europeia, 0,7%. A partir de 2005 inverteu-se o registo, tendo vindo

-

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

En

erg

ia f

ina

l (M

Tep

)

Industria Transportes Serviços Agricultura e Pescas Doméstico

12

a diminuir o consumo de energia final ano após ano a uma média de 1,5% à imagem do que vem

sucedendo com a União Europeia (28 países), que decresce a uma média de 0,7% por ano, de

acordo com dados do Eurostat.

A inversão da tendência que se vinha a registar até 2005 deveu-se em parte à crise económica

que se instalou na Europa, e por outro lado à intensificação de medidas de eficiência energética,

acentuando-se mais tarde em 2008, ano a partir do qual os consumos de energia final decresceram

de forma mais significativa.

O sector dos Serviços no qual se enquadram os supermercados teve um crescimento médio do

consumo de energia final na ordem dos 9,4%, contribuindo assim de forma significativa para que o

total em Portugal aumentasse. A partir de 2005 verificou-se também uma inversão da tendência de

crescimento, tendo vindo a decrescer a uma média de 1,5%, à excepção de 2014 em que se verificou

novamente um crescimento de 6,7%. As reduções verificadas foram também abaixo da média da

União Europeia, em 0,7%.

O crescimento deste sector em Portugal aproximou o país da média da União Europeia (UE) – no

que diz respeito ao peso que o sector tem no consumo de energia final total Figura 2.5 (Fonte

PORDATA/DGEG), estando ainda com os 12,1% de 2014 abaixo 1,4 pontos percentuais da média da

UE dos 28, ao contrário de exemplos como Suécia e Reino Unido que desde 1990 se aproximaram

dos valores médios.

Figura 2.5 Peso do Sector de Serviços no consumo de energia final em Portugal, RU, Suécia e Europa

2.4 Intensidade Energética

A intensidade energética é um indicador fundamental para poder analisar e comparar resultados

em estudos de eficiência energética. Dada a heterogeneidade entre supermercados, este indicador

será bastante importante para retirar conclusões do impacto de medidas que se venham a

implementar e estudar assim como para identificar desvios significativos do perfil de consumo

energético desagregado. A quantidade de energia por metro quadrado de área de venda útil será por

isso adoptada no presente texto, referindo-se esta a intensidade de consumo energético, kWh/m2.

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

UE 28 Portugal Reino Unido Suécia

13

Em [1] foi feita uma análise cujos resultados serão interessantes para posterior comparação. O

objecto do estudo referenciado foi uma análise à intensidade energética no sector do retalho no Reino

Unido datada a 2011 para um universo de 2570 lojas com áreas de venda compreendidas entre 80 e

10,000 m2.

Para elaborar os resultados que se apresentam na Figura 2.6 o autor considerou o consumo de

energia anual em kWh por metro quadrado de área de venda.

Figura 2.6 Variação da intensidade de energia eléctrica de 2570 lojas de retalho alimentar no RU com áreas de 80 a 10,000 m

2.

Os resultados obtidos interessam particularmente para lojas com áreas compreendidas entre 80 e

1200 m2, intervalo de dimensões em que se enquadra o parque de lojas dos supermercados do

Grupo Dia em Portugal. Para posterior comparação interessa analisar dois segmentos em particular,

primeiro para uma gama de áreas entre 80 e 280 m2 cujo indicador de intensidade energética variou

entre 1700 e 1320 kWh/m2 com uma média de 1480 kWh/m

2 e um desvio padrão de 325 kWh/m

2.

No segmento seguinte, para áreas entre 280 e 1400 m2, a intensidade energética variou entre

1500 e 850 kWh/m2, seguindo uma média de 1000 kWh/m

2 com um desvio padrão de 220 kWh/m

2

respeitando esta evolução a distribuição da equação abaixo, na qual We se refere à energia eléctrica

consumida por unidade de área de venda e As é a área de venda.

Eq 2.4.1 𝑊𝑒 = 3600𝐴𝑠−0,18 (kWh/m

2)

Na descrição do caso de estudo abordou-se uma parte dos factores que contribuem para a

diferença entre supermercados a nível nacional do ponto de vista de equipamentos e secções. Esta

variedade é um dos factores com maior peso na variação de intensidade energética de um

supermercado, no entanto existe outro tipo de questões que contribuem sendo possível agrupar em

dois tipos de factores:

1 - Associados à loja e características físicas de loja: Área de venda e quantidade de

equipamentos de frio positivo e negativo (metros lineares de móveis refrigerados e arcas de

congelados), dimensão e intensidade do sistema de iluminação, tipo e características de

14

equipamentos de climatização e por fim as secções existentes em loja e respectivas dimensões

(talho, peixaria, etc.). Ainda associados às características físicas da loja é de ter em conta o tipo

de construção e qualidade de isolamentos e infiltrações.

2 - Factores externos: Localização dos edifícios e respectiva zona de intensidade climática e

exposição solar, clima, em particular efeitos da sazonalidade na temperatura e humidade relativa e

por fim afluência de pessoas às lojas.

2.5 Sistemas de Refrigeração

Os sistemas de refrigeração são parte vital de um supermercado contribuindo de forma

significativa para o consumo energético, sendo responsáveis em média por 40 a 60% do consumo

total [7], dependendo sobretudo da dimensão e antiguidade de instalação e clima em que se insere,

conforme se poderá analisar posteriormente.

2.5.1 Ciclo de Refrigeração

No ciclo de refrigeração, Figura 2.7, todos os componentes são fundamentais, em particular no

caso dos supermercados o papel de cada componente está rigorosamente definido.

Figura 2.7 Esquema genérico do diagrama referente a um ciclo de refrigeração

O papel do condensador é fazer a permuta de calor com o líquido refrigerante, permitindo desta

forma fazer a transição do estado gasoso para líquido. O fluido entra no condensador sob a alta

pressão e temperatura, proveniente do compressor, saindo a alta pressão e baixa temperatura. Esta

diminuição de temperatura faz com que o fluido refrigerante atinja um ponto de saturação e

posteriormente passe ao estado líquido.

Para que se dê a condensação a diferença de temperatura deverá ser da ordem dos 6 a 10ºC

entre Set Point de temperatura de condensação e meio ambiente [12].

15

Tipicamente os condensadores utilizam como agente condensador um caudal de ar forçado

através de trabalho realizado por ventiladores axiais ou turbinas, existindo alternativas de permuta

com água, condensadores evaporativos em que se combina água e ar.

A válvula de expansão tem como principal papel regular o caudal de refrigerante recebido pelo

evaporador para que este tenha o máximo rendimento, ou seja, regular a pressão do líquido

refrigerante fazendo com que este varie o seu estado de líquido para gasoso, podendo este processo

hoje em dia ser feito através de válvulas de expansão electrónicas em vez das convencionais

válvulas mecânicas. Com este tipo de válvula todo o processo de cálculo é feito através de um

algoritmo associado a uma placa electrónica, regulando assim a pressão e temperatura de entrada do

líquido no evaporador aproximando-o do seu melhor rendimento. Desta forma

O evaporador tem como função evaporar o líquido refrigerante no sentido de realizar a troca de

calor entre o líquido refrigerante o meio a arrefecer. O calor absorvido por este componente depende

essencialmente da superfície de permuta, A (m2), da diferença de temperatura exterior e de

evaporação. ∆𝑇(ºC) e do coeficiente de transmissão de calor do material, k (W/m²/Cº).

Eq. 2.5.1 𝑄 = 𝐴 × ∆𝑇 × 𝑘 (W)

Por fim, a compressão, não é mais do que como indica o próprio nome um processo de aumento

de pressão através do compressor, que pode ser através de mono ou multi compressão, onde o fluido

refrigerante é aspirado no estado gasoso a baixa pressão e temperatura e comprimido para facilitar a

condensação, entregando-o no condensador a alta temperatura e pressão.

2.5.1.1 Frio Incorporado e à Distância

No contexto dos supermercados existem dois tipos de instalação no que diz respeito a sistemas

de refrigeração, isto é, directos ou indirectos, ou na gíria de supermercados, frio incorporado ou frio à

distância, nomenclatura usada no presente texto.

Relativamente a equipamentos de frio incorporado, todos os componentes do ciclo apesentado na

Figura 2.7 estão no interior de um mural e tem como vantagens o facto de simplesmente ter maior

disponibilidade para alterações de posição na área da loja por motivos comerciais e também por

apresentarem um custo inicial inferior, já que não carecem de uma ligação à central de refrigeração

através de tubagem devidamente projectada.

Graças à menor complexidade de instalação reduzem-se fugas de refrigerante tornando-se

também a sua identificação mais fácil. Por outro lado, do ponto de vista tecnológico estes

equipamentos são por norma menos eficientes dada a baixa performance dos compressores e

condensadores e uma base electrónica mais simples sendo que no Verão contribuem também de

forma negativa, ao dissipar calor no interior da loja, causando assim um maior desequilíbrio térmico e

consequentemente maior esforço dos sistemas de climatização para manter a temperatura interior da

loja dentro das condições de conforto ideais para os clientes.

16

Relativamente aos equipamentos de frio à distância, Figura 2.8, toda a compressão e

condensação são feitas no exterior da área de venda da loja, tipicamente no armazém ou numa casa

de máquinas preparada. Através da tubagem o líquido de refrigeração chega aos móveis refrigerados

onde estão os produtos alimentares e aí sim, é feita a expansão do líquido e respectiva evaporação.

Este tipo de equipamentos por norma tem uma forte componente electrónica que permite regular a

capacidade de compressão por escalões, para além de regular também o número de ventiladores

necessários para compensar a instalação. O processo de condensação flutuante, que será

posteriormente explicado, está também incorporado em instalações recentes (2012 para a frente).

Figura 2.8 Diagrama esquemático de ciclo de refrigeração – frio à distância

Este tipo de instalação apresenta, para além de um melhor rendimento, uma menor intensidade

energética. Como desvantagem tem a necessidade de maior quantidade de líquido de refrigeração e

dada a dimensão das tubagens maior probabilidade de fugas de refrigerante que tipicamente se

situam entre 10 e 30%, para além de perdas de carga na tubagem.

Um dos factores que contribui significativamente para a maior intensidade energética é o facto de

em lojas de pequena dimensão, com áreas de venda entre os 200 e os 350 m2, os sistemas de

refrigeração serem tipicamente de frio incorporado, já que existem maiores limitações de espaço para

poder instalar um sistema de maior complexidade (central + tubagens + móveis refrigerados).

2.5.1.2 Frio Positivo e Frio Negativo

É recorrente falar em frio positivo e frio negativo quando se aborda o perfil de consumo energético

desagregado de um supermercado, sendo por isso importante distinguir de forma breve um e outro.

Relativamente aos equipamentos de frio positivo, tipicamente são alimentados por um ciclo de

refrigeração à distância, de acordo com 2.5.1, trabalhando com temperaturas que variam entre 0 e

10ºC, tendo como base de funcionamento uma temperatura de evaporação de -8 ºC para que se

17

possa atingir a temperatura necessária em todos murais sendo o de carnes o mais “crítico”,

tipicamente entre os 0 e 4ºC.

Por outro lado, os equipamentos de frio negativo, como o próprio nome sugere, trabalham com

temperaturas abaixo dos 0ºC, funcionando tipicamente as arcas com temperaturas entre os -19 e -25

ºC, sendo o processo de remoção de calor em certos casos através de uma central de frio, no entanto

este tipo de equipamento está mais “vulnerável” a alterações de layout por necessidades comerciais,

como tal opta-se por uma questão de custos e facilidade de execução por trabalhar com

equipamentos de frio incorporado

2.5.1.3 Impacto dos equipamentos de supermercado no perfil de consumo energético

O perfil de consumo energético é muito influenciado pela componente de frio negativo e frio

positivo e como tal, sucintamente, serve este sub-capitulo para mostrar o efeito oque poderá ter a

escolha de um equipamento de frio negativo em função da sua capacidade de armazenar mercadoria,

ou mesmo modelo, Tabela 2.2 e a influencia que tem também o dimensionamento dos murais de frio

positivo.

Tabela 2.2 Potência de equipamentos de frio negativo - supermercados

Equipamento Consumo

energético diário

Arca de Congelados – Modelo 1 (capacidade 612 L) 4,5 kWh

Arca de Congelados – Modelo 2 (capacidade 634L) 10 kWh

Arca de Congelados – Modelo 3 (capacidade 1270L) 22 kWh

Arcas de congelados – Modelos 4 (capacidade ~ 1300 L) 35 kWh

Como se pode perceber, a simples opção por diferentes equipamentos pode influenciar bastante o

perfil de consumo energético de um supermercado, sendo este um dos factores que contribui mais

para as diferentes intensidades energéticas de cadeia para cadeia de supermercado, e dentro das

próprias cadeias.

Por outro lado, relativamente aos murais de frio positivo, também o facto de se optar por mais ou

menos metros lineares pode fazer com que o dimensionamento de uma central de refrigeração

necessite de uma potência frigorífica superior para satisfazer a instalação, sendo um valor de

referência para murais de carne 700 W por metro linear, se se considerar um equipamento com

portas a evaporar a -8ºC, ou então 1700 W com uma temperatura de evaporação logicamente

superior, -9,5ºC para um mural de carnes sem portas.

Em relação aos murais de lacticínios, charcutaria ou frutas e legumes, que acabam por poder com

temperaturas de evaporação de -4 a -5ºC, requerem uma potência frigorifica na ordem dos 1200 W

por metro linear.

18

É perceptível que a dimensão de uma instalação de frio positivo e negativo têm um forte contributo

para o perfil de consumo energético de um supermercados e conforme descrito em 2.4 na

intensidade energética.

A diferença que se faz sentir no perfil de consumo energético de um supermercado por cada

mural, deve-se muito ao facto de cada equipamento, em função do tipo de mercadoria ter de trabalhar

com temperaturas de evaporação significativamente diferentes, que interferem por sua vez no

trabalho realizado pela instalação, sendo a gama de temperaturas entre sensivelmente -8 ºC a -2ºC,

respectivamente mural de carne e mural de frutas e legumes.

2.5.1.4 Condensação Flutuante

A condensação flutuante é uma ferramenta dos sistemas de refrigeração que tem como principal

função a regulação da performance do condensador em função da temperatura exterior através de

componentes electrónicos. Desta forma é calculado o ponto de funcionamento ideal em função das

condições ambientais do exterior da loja minimizando-se a relação de compressão, já que a pressão

do fluido a condensar é inferior, consequentemente, menor trabalho realizado pela central.

Para que a central funcione nestas condições é indispensável a colocação correcta da sonda de

medição de temperatura exterior, viabilizando por sua vez a alteração da Temperatura/Pressão de

condensação do sistema em função do meio envolvente gerando uma maior eficiência do sistema.

Para além de se controlar a Temperatura/Pressão de condensação, a existência de uma sonda que

controle a temperatura do líquido de refrigeração viabiliza o controlo de funcionamento do

condensador através do arrefecimento de um modo mais eficiente.

A redução associada à implementação desta medida depende sobretudo das condições

exteriores, variando por isso ao longo do ano, podendo atingir, em particular no verão, valores da

ordem dos 15%. Esta medida foi implementada no grupo no ano 2011 em cerca de 80 lojas e permitiu

que fosse atingida uma poupança na ordem dos 1.4 GWh anuais, ou seja uma contribuição para a

mitigação de emissões de CO2 de 504 Ton.

2.5.2 Cortina de Ar – Murais de Frio Positivo

O processo de arrefecimento dos murais de frio positivo é feito através de uma cortina de ar frio

que mantém os produtos a uma temperatura média aceitável e dentro dos padrões de qualidade

exigidos por lei. Este processo é feito através evaporação e ventilação do ar frio, produzindo-se uma

cortina de ar de acordo com a Figura 2.9.

19

Figura 2.9 Cortina de Ar em murais de frio positivo

A produção da cortina de ar de forma contínua é uma das causas de maior sobrecarga dos

compressores e condensadores de uma instalação. A optimização e racionalização de consumos

energéticos deste processo podem ser resolvidas através de várias vias, nomeadamente a introdução

de portas, teoricamente a mais eficaz [13], ou através da substituição de componentes como

ventiladores ou válvulas de expansão por tecnologias mais eficientes.

Por forma a não se dissipar energia durante a noite existe uma solução que por norma vem

incorporada em todos os murais que são as cortinas que tem o mesmo efeito que uma porta. Ou seja,

assim que a loja estiver encerrada e a mercadoria reposta, os funcionários descem as cortinas dos

murais, diminuindo a exposição do mural ao ambiente da loja e evitando que a cortina de ar se

dissipe para os corredores funcionando como uma porta.

2.5.2.1 Ventiladores Electrónicos

Por trás da redução de consumos inerente à troca de ventiladores está uma optimização dos

critérios de funcionamento do motor, associados a uma menor potência necessária para o

funcionamento e produção do caudal de ar frio.

Ou seja, os motores a instalar permitem atingir uma eficiência de 70% com uma redução da

potência necessária entre 15 e 30% de acordo com dados de fabricantes. Para além de permitir uma

redução do consumo energético associada à instalação de frio positivo está também inerente uma

redução do calor dissipado através do rotor, diminuindo ligeiramente a carga térmica na loja e

consequentemente menor esforço para homogeneizar o clima através do sistema de ar condicionado.

A redução de consumo energético devido a substituição dos motores dos ventiladores será

abordada e os resultados apresentados posteriormente, baseando-se os mesmos na análise do perfil

de consumo energético de uma loja teste, extrapolando-se posteriormente para o restante parque de

lojas. O objectivo deste ponto é quantificar o impacto directo da implementação desta medida no

consumo geral de uma loja teste e estender a medida a todo o parque de lojas.

20

2.5.2.2 Portas nos murais de frio positivo

Em 2013 implementaram-se portas em praticamente todos os murais de carne existentes no

parque de lojas. Para além de diminuir o esforço para produção constante da cortina de ar frio esta, já

que a colocação de portas diminui a dissipação de energia, esta medida permite também reduzir a

temperatura de evaporação a que trabalha a central de frio, ou seja, diminui o esforço e trabalho

realizado por toda a instalação.

A implementação desta medida gerou resultados que serão demonstrados posteriormente,

existindo no entanto ainda um grande potencial em estender este tipo de iniciativa aos restantes

murais, como por exemplo charcutaria, lacticínios, entre outros, sendo necessário ter em conta vários

aspectos [14], nomeadamente impacto na compra por impulso/quebra de vendas; condições

ambiente na loja e em que se insere (nível de humidade e temperatura); operação de reposição de

produtos; impacto no consumidor e indicadores de investimento. Em [14] é feita uma abordagem a a

estes temas enquadrando-se na implementação de portas por parte de uma cadeia de

supermercados da Nova Zelândia, importado destacar aqui o impacto directo no consumo energético

da instalação e loja.

No projecto referido o consumo energético médio diário dos murais de frio positivo sofreu um

impacto significativo, tendo sido reduzido em aproximadamente 42%, Figura 2.10, que extrapolado

para 8760 horas anuais permitiria uma redução no consumo energético de 152,8 MWh. Os resultados

obtidos situaram-se acima do previsto pelo autor, aproximadamente 30%, também acima de outros

casos citados no mesmo documento [15] e [16] , tais como Suécia 26% e outro na Região Oeste dos

Estados Unidos, onde se conseguiu uma redução na ordem dos 23%.

Figura 2.10 Impacto energético da instalação de portas em murais de frio: Caso prático de loja na Nova Zelândia, 2013

21

As diferenças de resultados entre países devem-se alguns factores, mas sobretudo, de acordo

com o autor: Nível de humidade e temperatura média do ar que variam de local para local em todo o

mundo, reflectindo-se na variação de Entalpia (∆ℎ).

Tabela 2.3 Condições ambientais vs condições ideais de funcionamento em murais de frio positivo

Parâmetros Região Oeste,

EUA Auckland, NZ

Condições Ideais

Mural de Frio

Temperatura média (℃) ~14 ~18 4

Humidade relativa (%) 50 80 95

∆𝒉 (𝒌𝑱 𝒌𝒈⁄ ) 28 45 16

O facto de a diferença de entalpias entre o caso de estudo da Nova Zelândia e as condições ideais

de funcionamento ser maior face ao caso dos EUA (quase o dobro), conforme tabela acima, faz com

que os resultados apresentem as diferenças citadas acima de país para país.

No que diz respeito à instalação de portas nos murais de carne por parte do Grupo Dia, os

resultados que se conseguiram obter foram uma gama de valores de poupança para um mural de

6,25 m, gama esta entre 1,19 e 1,29 kWh/h, provenientes da análise com recurso a um analisador de

rede.

2.6 Sistema de Gestão de Consumos

A monitorização de edifícios e sobretudo o tratamento dos dados obtidos é uma peça fundamental

da Gestão de Energia com vista ao aumento da eficiência e racionalização do uso dos recursos

energéticos, em particular no caso de um supermercado torna-se um tema de particular importância,

como se poderá ver posteriormente.

Através de um sistema de gestão de consumos facilmente se desagregam e caracterizam as

áreas mais importantes dos supermercados: refrigeração, iluminação, ar condicionado (AC) e

secções (talho, cafetaria, padaria, etc).

No caso de estudo, para todo o parque de lojas a ferramenta está instalada em 30 lojas, estando

no início deste trabalho com todo o potencial ainda por explorar, existindo em 13 do tipo B e 17 do

tipo C, representando por isso uma pequena amostra da rede de lojas, 6%, sendo as suas principais

funcionalidades:

Elaboração de diagramas de carga e perfis de consumo energético desagregado nas secções

mais relevantes dos supermercados;

Parametrização de alarmes de funcionamento por secção;

Simulações e estimativas de custos associados ao consumo energético

22

No sentido de compreender o potencial desta ferramenta, em 3.1 recorrer-se-á a esta para

calcular diagramas de carga dos consumos desagregados por secção e explicar-se-á também o

procedimento de parametrização de alarmes.

2.7 Nível de tensão eléctrica

A rede nacional de lojas tem como já se percebeu diferentes dimensões e, de caso para caso,

consequentemente diferentes necessidades energéticas. Para os três formatos citados a cima, A, B e

C existem três níveis de tensão.

Baixa Tensão – Tensão inferior a 1kV

o BTN – Baixa Tensão Normal – cuja potência contratada tem como valor máximo 41,4

kW (existente em praticamente todas as lojas do formato A e parte residual do formato B)

o BTE – Baixa Tensão Especial- com valores de potência superiores as 41,4 kW

(existente na grande maioria das lojas de formato B e residualmente em A e C)

MT – Média Tensão – Nível de tensão entre 1 kV e 45 kV – apenas em lojas do formato C

Esta segmentação surge no sentido de posteriormente identificar lojas com necessidades de

aplicação de medidas de eficiência energética em matéria de energia reactiva, aplicando-se apenas

este tema a níveis de tensão BTE e MT em Portugal

Estes dois níveis de tensão têm leituras através de contadores electrónicos com dados a cada 15

minutos e por este motivo a facturação de electricidade não sofre acertos por estimativas ao contrário

dos pontos BTN onde as leituras reais são semestrais na maior partem dos casos, sendo por isso

calculadas nos restantes meses com base em estimativas que em geral apresentam desvios. Uma

vez que os pontos BTN sofrem de acertos regularmente ficam excluídos desta análise, não querendo

com isto dizer que as medidas de eficiência energética não sejam transversais a todos os locais.

Na Tabela 2.4 apresenta-se a quantidade de locais para cada nível de tensão, assim como o

respectivo peso no consumo energético relativamente ao ano 2015.

Tabela 2.4 Nível de Tensão - Peso na rede nacional de lojas

Nível de Tensão Locais Peso na Facturação

BTE 333 62%

BTN 119 4%

MT 85 35%

Totais 537 100%

Uma informação relevante para analisar os perfis de consumo energético é a segmentação de

consumos feita por período horário gerida regulada pela Entidade Reguladora dos Serviços

Energéticos (ERSE) (horários no Anexo 1) para os níveis de tensão BTE e MT. Estes subdividem-se

por quatro períodos de acordo com:

23

Super-Vazio – Este segmento é fundamental como se perceberá posteriormente para analisar

os consumos durante a noite e em particular o desempenho das instalações de frio, por isso

explica-se aqui que as leituras deste reportam ao período entre as 02:00 h e as 06:00h da

madrugada, período coincidente com a hora a que todas as lojas do parque estão encerradas e no

qual todos os equipamentos se encontram desligados à excepção do frio

Vazio Normal

Cheia

Ponta

Por fim, importa aqui também referir que por ordem decrescente o período horário para o qual o

preço da energia é superior é o de Ponta, Cheia, Vazio e Super-Vazio e que entre BTE e MT, tendo

em conta as tarifas médias em vigor, a diferença de preços é em torno dos 16,6%, sendo o preço

pago em MT mais reduzido.

2.8 Energia Activa e Reactiva

A Energia Activa e Reactiva são um tema importante sempre que se fala em eficiência energética

de uma instalação cujo nível de tensão seja BTE ou MT. A primeira porque é a componente que está

associada à energia eléctrica que é cobrada na facturação de electricidade e a segunda uma despesa

que pode surgir na facturação se não forem tomadas medidas necessárias.

Para qualquer equipamento eléctrico com alimentação de corrente alternada são necessárias duas

componentes de energia: Activa e Reactiva, sendo que a energia activa resulta do consumo de

energia para produzir trabalho útil, calor, força ou movimento, como por exemplo um sistema de

refrigeração de um supermercado, enquanto a componente reactiva se trata de uma consequência do

funcionamento dos equipamentos e campo electromagnético produzido pelos próprios [17].

Os equipamentos existentes na maioria da indústria e em particular nos supermercados são do

tipo indutivo, provocando por isso um forte desfasamento entre corrente e tensão, contribuindo assim

para que surja energia reactiva. Associada a esta está uma penalização, medida de acordo com o

factor de potência, FP, que é resultado da relação entre Potencia Activa e Reactiva, que somadas

vectorialmente resultam na Potencia Aparente, S (triângulo potências entre a potencia activa, P e

reactiva, Q), Figura 2.11.

Figura 2.11 Triângulo de Potências

24

O co-seno de Φ , ou Factor de Potência, indica-nos o desfasamento entre tensão e intensidade de

onda, provocados pela adição de carga indutiva numa instalação, Figura 2.12.

Figura 2.12 Desfasamento entre tensão e intensidade de carga resistiva

Este desfasamento não é mais do que diferença entre Energia Activa e Energia Reactiva (indutiva

e capacitiva) de uma instalação, ou seja, eficiência de um sistema eléctrico na conversão de corrente

(A) em trabalho.

A solução ideal de um sistema eléctrico traduzir-se-á num 𝐹𝑃 =𝑃

𝑆= 1, correspondente a um Φ de

zero graus e consequentemente ausência de Energia Reactiva. Para os casos que seja inferior a

0,97, ao tender para zero, para além de uma ineficiência do sistema, traduzir-se-á numa penalização

monetária para o utilizador. Esta penalização deve-se ao aumento de corrente total que circula na

rede e consequente sobrecarga de centrais eléctricas e a própria rede, gerando perdas e quedas de

tensão.

Consoante o tipo de equipamento, caso não exista uma bateria de condensadores (possível

solução) capaz de compensar a energia reactiva, o FP pode atingir três tipos de escalões e

consequentes penalizações. Estas penalizações aplicam-se de acordo com o factor multiplicativo

presente na Tabela 2.5 para cada escalão de energia reactiva indutiva.

Tabela 2.5 Factor multiplicativo de acordo com o escalão

Escalão Descrição Factor

Multiplicativo

1 0,3 ≤ tan Φ < 0,4

0,93 ≤ cos Φ < 0,97 0,33

2 0,4 ≤ tan Φ < 0,5

0,89 ≤ cos Φ < 0,93 1

3 tan Φ ≥ 0,5

cos Φ < 0,93 3

Os factores indicados na tabela anterior aplicam-se ao preço de referência de energia reactiva

estipulados pela Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos (ERSE) apenas em instalações que

tenham níveis de BTE ou MT.

25

Para contrariar eventuais factores de potência susceptíveis de penalização existem alternativas,

nomeadamente a instalação de uma bateria de condensadores em paralelo com a carga. Este tipo de

medida representa em certos casos uma poupança significativa na factura mensal, como se poderá

ver posteriormente.

Os condensadores da bateria funcionam como geradores de energia reactiva, fornecendo às

máquinas toda a energia para manter um campo magnético, impedindo que desta forma se injecte na

rede diminuindo-se a intensidade de corrente de entrada que por sua vez, resultante do triangulo de

potencias se reflecte num “melhor” co-seno de Φ.

26

3 Metodologia e recolha de dados

3.1 Caracterização do Perfil de Consumo Energético

É fundamental numa primeira instância caracterizar o consumo típico de uma loja para diferentes

dimensões e estações do ano, já que efeitos de sazonalidade, como se poderá perceber adiante têm

um impacto significativo no desempenho energético e com base nestes níveis médios actuar. Numa

segunda fase avaliou-se a evolução do consumo energético ao longo dos anos, em particular o

desenvolvimento do indicador de intensidade energética por metro quadrado sendo que para as duas

análises se dispôs das seguintes fontes de informação:

Sistema de gestão de consumos – Analise em detalhada do perfil de consumo energético

desagregado: Refrigeração, AVAC; Iluminação; Congelados; Secções (Talho e Padaria);

Base de dados de facturação de electricidade desde Julho de 2014 até Abril de 2016 para

todo o universo de lojas, da qual só se utilizaram dados até 31de Dezembro de 2015;

Consumo energético diário por período horário (Ponta, Cheia, Vazio e Super Vazio para lojas

com Nível de Baixa Tensão Especial e Média Tensão) no portal da EDP distribuição – Esta fonte

de informação está completa para 55 lojas desde dia 1 de Janeiro de 2010 até à data. Foram

acrescentados alguns pontos com o passar dos anos, sendo estes dados algo incompletos para

fazer uma análise consistente a todo o parque de lojas. Para 2014, 2015 e 2016 os dados estão

completos para 100 lojas. A partir de Maio de 2015 foram carregados mais 250 pontos, sendo a

informação do 2º semestre de 2015 e 1º semestre de 2016 completa para cerca de 350 pontos.

3.1.1 Impacto da sazonalidade no consumo energético anual

Os parâmetros que contribuem de forma mais significativa para a oscilação dos consumos

energéticos são sobretudo as condições climatéricas em que as lojas se encontram inseridas,

excluindo claro o factor construção. Para perceber exactamente o efeito da sazonalidade analisou-se

a evolução da intensidade energética média mensal entre 2010 e 2015 para uma amostra de 55 lojas,

cuja área média é 586 m2, Figura 3.1.

Figura 3.1 Evolução da intensidade energética média mensal diária no período entre 2010 e 2015 - efeitos de sazonalidade – universo de 55 lojas

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

Inte

ns

idad

e e

ne

rgé

tica

méd

ia m

en

sald

iári

a

(kW

h / m

2)

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

27

A evolução da intensidade energética atinge o seu máximo em Agosto para todos os casos,

excepto em 2015, que foi em Julho, enquanto o mínimo variou entre Novembro, Dezembro, Fevereiro

e mais recentemente, em 2015 no mês de Março, não sendo no entanto significativa a diferença no

período entre Dezembro e Março.

A diferença entre picos de intensidade energética do Verão e Inverno diminui com o passar dos

anos, em parte graças às medidas de eficiência energética que se implementaram, em particular a

introdução de sistemas de refrigeração mais sofisticados. Em 2010 a diferença entre picos foi de 29,1

% e 2014 de 21,8%. Relativamente a 2015 o mínimo foi de 1,27 e o máximo 1,6 kWh/m2, ou seja uma

variação de 20,6 %.

Com o objectivo de validar e extrapolar a análise anterior dos efeitos de sazonalidade ao restante

parque, é possível através de uma base de dados de facturação de electricidade fazer a mesma

análise para 2015, sendo a base de dados referente a 400 lojas (todas MT e BTE) com uma área

média de venda é de 405 m2.

Figura 3.2 Impacto da Sazonalidade na intensidade energética média mensal em 2015 – universo de 400 lojas

Verifica-se uma oscilação entre picos de intensidade energética de 20,7%, tendo sido o mês de

Dezembro o menos intenso e o de Julho o oposto, respectivamente 1,30 e 1,64 kWh/m2, não diferindo

do que foi apresentado na Figura 3.1.

Para se perceber como variaram os consumos totais e intensidade energética média anual

apresentam-se na Figura 3.3 e Figura 3.4 respectivamente para um universo de 55 lojas entre 2010 e

2015.

Figura 3.3 Evolução da intensidade energética média mensal por ano – universo de 55 lojas

1,00 1,10 1,20 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70

inte

ns

idd

e e

ne

rgé

tica

méd

ia m

en

sal

(k

Wh

/ m

2)

1,300

1,400

1,500

1,600

1,700

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Inte

ns

idad

e

En

erg

éti

ca M

éd

ia

men

sal p

or

an

o

(kW

h/m

2)

28

Figura 3.4 Evolução do consumo energético total anual – universo de 55 lojas

Concluiu-se que entre 2012 e 2013 houve a maior redução de intensidade energética e

obviamente do consumo total anual. Estas reduções energéticas devem-se sobretudo à

implementação de várias medidas de eficiência energética, detalhadas no subcapítulo seguinte. Em

suma, para o período avaliado a redução acumulada foi de 17%.

Ainda relativamente ao ano 2015, apresenta-se na Figura 3.5 dispersão de intensidade energética

anual em função da área de venda para uma amostra de 400 lojas com base nos consumos

energéticos facturados.

Figura 3.5 Intensidade energética anual do parque de lojas - 400 lojas

Fazendo o mesmo tipo de análise que em 2.4, para um mesmo segmento de área é possível obter

a comparação apresentada na Tabela 3.1 e Tabela 3.2, comparando-se desta forma os resultados

para o Reino Unido (UK) [1] e Dia Portugal (DIA PT).

Tabela 3.1 Intensidade energética anual para áreas de venda entre 0 e 280 m2

País Mínimo kWh/m

2 Máximo kWh/m

2 Média

kWh/m2

DP

UK 1320 1770 1480 325

DIA PT 429 1224 767,6 144,1

Diferença 891 546 712,4 180,9

Desvio (%) 68% 31% 48% 56%

Tabela 3.2 Intensidade energética anual para áreas de venda entre 280 e 1400 m2

-

2.500

5.000

7.500

10.000

12.500

15.000

17.500

2010 2011 2012 2013 2014 2015

En

erg

ia E

léctr

ica

To

tal

(MW

h)

-

150,00

300,00

450,00

600,00

750,00

900,00

1.050,00

1.200,00

1.350,00

150,00 250,00 350,00 450,00 550,00 650,00 750,00 850,00 950,00 1.050,00 1.150,00

inte

ns

idad

e e

ne

rgé

tica

(kW

h a

nu

al / m

2)

Área de venda (m2)

29

País Mínimo kWh/m

2 Máximo kWh/m

2 Média

kWh/m2

DP

UK 850 1500 1000 220

DIA PT 204 891 480,7 127,2

Diferença 646 609 519,3 92,8

Desvio (%) 76% 41% 52% 42%

As diferenças são significativas e um dos factores que poderá contribuir mais é o intervalo de

tempo que separa os dois estudos e também as diferenças climatéricas de país para país. Por outro

lado, sabe-se que foram implementadas várias medidas de eficiência energética no Grupo Dia a partir

de 2012, reflectidas na Figura 3.3., ao contrário do caso do UK para a qual se desconhece medidas

que se tenham implementado assim como se desconhece como evoluiu o perfil de consumo

energético a partir do ano em que se apresentou o estudo.

Por fim a equação que define o perfil de intensidade energética do parque de lojas é a seguinte:

Eq. 3.1.1 𝑊𝑒 = 10596𝐴𝑠−0,5 (kWh/m

2)

Como seria de esperar os coeficientes da equação acima diferem bastante dos que foram

apresentados por [1].

3.1.2 Análise do diagrama de carga e efeitos de sazonalidade

Para poder perceber como varia o consumo energético em cada área dos supermercados do caso

de estudo e o impacto na factura energética elaboraram-se com ao sistema de gestão de consumos

os diagramas de carga para um dia típico de Verão e Inverno, Figura 3.8 e Figura 3.9,

respectivamente.

Figura 3.6 Diagrama de Carga dia típico de Verão

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

En

erg

ia C

on

su

mid

a k

Wh

Horas

AVAC Congelados Iluminação Refrigeração Secções

30

Figura 3.7 Diagrama de Carga dia típico de Inverno

Estes diagramas de carga foram elaborados com base nos dados de 13 lojas, que apresentavam

maior regularidade no perfil de consumo energético, concluindo-se que os sistemas de AVAC e

Refrigeração são as áreas com maior preponderância de acordo com [7] e que tem comportamentos

opostos em cada estação do ano, já nos congelados não se verifica uma oscilação tão significativa

graças ao facto de a dissipação de energia neste tipo de equipamento ser menor por causa das

portas de vidro.

Para clarificar o impacto de cada área de um supermercado no consumo energético total,

desagregaram-se os consumos energéticos médios também para cada estação do ano, Verão e

Inverno, Figura 3.8 e Figura 3.9. respectivamente.

Figura 3.8 Consumo médio diário (kWh) - Verão

Figura 3.9 Consumo médio diário (kWh) - Inverno

Através da análise das figuras acima fica clara a variação que surge nas áreas de climatização e

refrigeração. No geral existe uma variação de 12,8% no consumo total sendo que estas duas áreas

são responsáveis por aproximadamente 60% do consumo de uma loja, quer no inverno, quer no

verão.

Dada a intensidade e impacto que estas duas áreas têm no perfil de consumo energético definiu-

se como objectivo a analise dos factores que poderiam contribuir para que estes tivessem tanta

preponderância, analisando-se os resultados posteriormente.

-

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

En

erg

ia C

on

su

mid

a k

Wh

Horas

AVAC Congelados Iluminação Refrigeração Secções

115,02 13%

433,02 47%

86,77 9%

162,52 18%

115,10 13%

119,23 15%

271,80 34% 85,54

11%

144,50 18%

174,79 22% Secções

Refrigeração

Iluminação

Congelados

AVAC

31

3.1.3 Impacto de medidas de eficiência energética implementadas até 2015

Entre 2010 e 2016 investiu-se em medidas de eficiência energética nas diferentes áreas dos

supermercados, apresentando-se abaixo as mais pertinentes.

Iluminação

Quanto aos sistemas de iluminação implementaram-se três medidas:

1. Autómato de iluminação – sistema de domótica: o objectivo é controlar os horários de

funcionamento da iluminação e eliminar a influência humana no controlo da iluminação,

contornando-se assim a questão que surgiu muitas vezes no passado em que os funcionários

deixavam a iluminação activa durante a noite. A grande vantagem de poder regular a quantidade

de lâmpadas acesas é fundamental essencialmente nos horários em que a loja não está aberta ao

público, sendo possível programar os escalões:

0% de Luz - Inactividade total na loja

60% - Reposição de mercadoria na loja e outras tarefas de preparação – por norma

activo duas horas antes da abertura ao público e outras tantas depois do encerramento –

activo cerca de 4 horas diárias – fora do horário de funcionamento

100% - Horário de funcionamento normal

2. Tipo de iluminação da loja: Passagem de lâmpadas fluorescentes para tubos LED quer na

iluminação de corredores, quer na iluminação dos produtos em murais de frio positivo e arcas de

congelados.

3. Sistema crepuscular: O objectivo deste sistema é controlar a iluminação exterior em função

do índice de luminosidade natural para além de ter associado um relógio que desliga a uma

determinada hora todo o sistema de iluminação exterior, evitando-se também desta forma a

dependência humana.

O resultado da implementação destas três medidas em cerca de 350 lojas permitiu reduzir o

consumo energético anual em 7,9 GWh anuais, reduzindo-se em cerca de 2700 Ton de emissões de

CO2 anuais.

Refrigeração

1. Implementação de condensação flutuante, 2.5.1.4 em 80 lojas.

2. Portas nos murais de carne em 330 lojas.

Os resultados de aplicação destas duas medidas permitiram que reduzir o consumo energético em

3,4 GWh anuais e 818 Ton de CO2.

Foram também optimizadas algumas centrais com a introdução de reguladores de capacidade de

compressores e optimizações de tubagens de condução dos líquidos refrigerantes que alimentam à

distância os murais de refrigerados e congelados, assim como se substituíram alguns equipamentos

que em certos casos datavam a 1991.

32

Sistema de Gestão de Consumos

Ao longo de 3 anos instalou-se este sistema em 30 lojas, permitindo identificar más práticas por

parte dos colaboradores de loja, validação das medidas de eficiência energética e identificar

problemas em áreas específicas como Iluminação para casos em que o sistema de Domótica deixou

de funcionar por avaria, ou picos de consumos nas centrais de refrigeração por défice de nível de

refrigerante e sobrecarga de compressores.

3.2 Modelo de Análise de Consumos Energéticos

Para aplicação de medidas de eficiência energética e identificação de locais potencialmente

críticos no que diz respeito a desvios de consumo esperados para uma determinada instalação e

formato de loja, foi necessário implementar um modelo para acompanhamento mensal do consumo

energético ponto a ponto, desenvolvendo-se para isso um algoritmo que permite registar e analisar

caso a caso as oscilações de consumos de energia eléctrica mensais.

O Input deste algoritmo é um ficheiro de facturação mensal referente a todas as lojas, da qual

interessa retirar o consumo energético por período horário e respectivo custo e também os consumos

e custos inerentes a energia reactiva, seguindo os passos descritos no fluxograma apresentado na

Figura 3.10, sendo que a sua construção foi com recurso à ferramenta Microsoft Excel 2010.

Figura 3.10 Fluxograma – Algoritmo

33

Após manipulação da informação e tratamento de dados é possível extrair várias informações

discriminados ou filtrados da forma que o utilizador entender, sendo o principal foco dois tipos de

análises:

Estabelecer o perfil de consumo energético ponto a ponto que viabiliza:

o Elaboração de relatórios energéticos impacto económico

o Acompanhamento de indicadores de sustentabilidade

o Acompanhamento de medidas de eficiência energética implementadas

o Avaliação da intensidade energética

o Identificação de lojas com desvios significativos de consumo energético

Identificação de lojas que apresentem energia reactiva (acima de um determinado valor

considerado crítico – 25 € / mês) e mediante um plano de acção paralelo, actuar no sentido de a

eliminar.

Anteriormente a informação era bastante limitada, agora através deste algoritmo é possível ter

noção da carga energética de cada loja, assim como realizar o acompanhamento das referidas

medidas e elaborar um histórico de consumo. Para além desta vantagem também a definição do

impacto real na estrutura de custos na empresa é mais fidedigno.

3.3 Sistemas de Gestão de Consumos

O sistema de gestão de consumos tem como grande vantagem, como se percebeu em 2.6 o facto

de poder analisar o perfil de consumo energético desagregado e perceber quando surgem

indicadores inesperados, como um pico de consumo de uma determinada secção fora de horas.

Os perfis de consumo energético de cada loja, semelhantes aos apresentados em 3.1.2, permitem

compreender qual o padrão de uma loja e desta forma estabelecer alarmes para os casos em que o

perfil não se desenvolva de acordo com o pretendido. Isto é, para consumos que fiquem a cima, ou

abaixo do esperado, são enviadas notificações por e-mail para o utilizador responsável pelo sistema

de monitorização, ou consoante a gravidade do alarme, uma mensagem para o telemóvel.

A parametrização foi feita para três áreas e os alarmes são accionados para casos em que os

consumos sejam acima de valores de potência definidos.

1. Padaria: Nesta secção existem três equipamentos importantes – forno, sistema de ventilação

e camara frigorífica, sendo do interesse neste caso perceber se se deixa o forno e equipamentos

inerentes ligados durante a noite. Para tal a parametrização foi de acordo com os valores da

Tabela 3.3

Tabela 3.3 Parâmetros de funcionamento de alarme da Padaria

Horário de Início Horário de Fim Critério

02:00 05:00 Potência superior a 3000 W

34

2. Ar Condicionado: O objectivo é verificar se fica activo durante a noite e para tal a

parametrização foi de acordo com da Tabela 3.4.

Tabela 3.4 Parametrização de alarme do Sistema de Ar Condicionado



O controlo do sistema de ar condicionado é feito através de um dispositivo electrónico que coloca

o equipamento a funcionar entre as 8:00 h e as 21 h, tipicamente. No entanto este sistema em certos

casos é manipulado pelos funcionários e aí, por vezes, não é desligado quando abandonam a loja e

nesses casos o alarme intervém, não sendo este caso único.

O controlo horário é feito de forma analógica na grande maioria das lojas o que para casos em que

surjam picos de tensão no quadro eléctrico faz com que o relógio deixe de trabalhar e

consequentemente se desajuste da hora de funcionamento pretendida. Nesses casos só é possível

perceber que o horário está desajustado através de parametrização do alarme ou por notificação dos

próprios funcionários em loja, situação que habitualmente não se verifica.

3. Iluminação: Pretende-se verificar se o sistema de iluminação fica activo durante a noite, ou

se sistema de domótica não está a funcionar de acordo com a parametrização, Tabela 3.5.

Tabela 3.5 Parametrização de alarme do Sistema de Iluminação



Para além dos três alarmes referidos, criou-se um quarto:

4. Ausência de Dados: Permite perceber se houve corte de energia na loja, também com

notificação via e-mail. Este alarme é importante para poder intervir por forma a que não ocorram

perdas de mercadoria de congelados ou frio positivo.

3.4 Análise dos Sistemas de Refrigeração

3.4.1 Metodologia de identificação de lojas com potenciais problemas

Com recurso ao algoritmo construído elaborou-se um histórico com base no consumo energético

entre Julho de 2014 e Dezembro de 2015 para todos os pontos de consumo com nível de tensão BTE

e MT, com foco nos formatos de loja B e C. Desta forma foi possível analisar duas variáveis: o

consumo de energia eléctrica mensal e o consumo de energia eléctrica em Super-Vazio, sendo o

objectivo de cada variável definir critérios para identificação de lojas potencialmente críticas.

35

O modelo de análise passou por através do consumo de energia eléctrica mensal avaliar a

evolução do perfil energético e desta forma detectar máximos inesperados para algum mês.

Posteriormente utilizou-se este máximo para comparar resultados entre lojas de dimensões

semelhantes. Esta variável definiu dois critérios de identificação de lojas:

Critério 1 – Desvio de Média – para lojas com consumo acima da média, calculada com

recurso aos máximos obtidos através do histórico – ou seja utilizar os piores cenários

Critério 2 – Desvio de Média + DP – para lojas com consumo acima da média + desvio

padrão – permitindo desta forma ter um intervalo de segurança maior e identificar lojas

potencialmente críticas, minimizando assim diferenças substanciais de equipamentos para lojas de

dimensões idênticas.

Com recurso ao consumo de energia eléctrica em Super-Vazio, por na sua maioria ser

influenciado pelo consumo de equipamentos de refrigeração, chegou-se ao terceiro critério:

Critério 3 – DP SV - à semelhança do critério dois, utilizou-se o desvio padrão dos consumo

em super-vazio para identificar as lojas potencialmente críticas.

Para identificar então as lojas que eventualmente teriam consumo acima do padrão, utilizou-se

finalmente como critério a área útil de uma loja, partindo-se do princípio que para lojas de dimensões

semelhantes os consumos seriam aproximados e que os equipamentos no seu interior são idênticos.

O objectivo da definição destes critérios foi após refinar a malha de análise por formato de loja e

segmentos de áreas mais reduzidos por fim obter um gráfico de dispersão e identificar as lojas que se

afastam do consumo esperado para a sua dimensão.

Após identificar as lojas que tinham este tipo de comportamento realizou-se uma auditoria

preliminar a uma amostra da população identificada, com o intuito de validar o método e em função

da mesma propor medidas de eficiência ou acções a tomar.

3.4.2 Análise por segmento

Analisando-se o consumo energético através do gráfico de dispersão, logo à primeira vista

chamam a atenção locais cujo consumo energético é bastante superior quando comparado com lojas

de dimensões semelhantes. Como existem para cada formato várias lojas, e em cada formato estas

podem diferir bastante umas para as outras, segmentou-se a análise por intervalos de área mais

reduzidos, evitando desta forma que as lojas analisadas sejam muito diferentes.

Para se ter uma noção da intensidade energética do parque de lojas, na Figura 3.11 e Figura 3.12,

apresenta-se numa primeira instância a dispersão de consumo energético em função da dimensão

das lojas para o formato B e C, respectivamente. Esta dispersão permite ter noção da evolução do

consumo energético máximo anual por metro quadrado de área de venda.

36

Figura 3.11 Energia eléctrica máxima por loja de 2015 em função da área de venda – Formato B1

Figura 3.12 Energia eléctrica máxima por loja de 2015 em função da área de venda - Formato C

Identificam-se logo à partida pontos críticos com potencial consumo de energia eléctrica acima do

esperado, sendo a dúvida qual o equipamento que poderia estar a causar este incremento, no

refinaram-se as amostras de estudo, analisando-se os dois formatos nos subcapítulos seguintes.

3.4.2.1 Formato B

Para análise do formato B existia uma amostra de 275 lojas, sendo que a segmentação efectuada

foi em função da área útil para intervalos de 40 lojas, à excepção do último em que se analisou a

dispersão de 35. Entre a Figura 3.13 e Figura 3.19 é possível observar os resultados obtidos para

este primeiro critério.

1 Os pontos com perfil em losango são os que se identificam numa análise inicial como críticos

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

152 178 196 205 216 223 235 247 255 268 275 285 301 319 337 368 408 485 546

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

Área de venda (m2)

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

50.000

386 579 647 691 722 759 772 803 851 926 1007

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

Área de venda (m2)

37

Figura 3.13 Dispersão de consumo energético - intervalo 1, formato B







Os gráficos acima demonstram a dispersão por segmento, sendo que para cada um deles, de

acordo com os três critérios enunciados em 3.4.1 se identificaram várias lojas, apresentando-se os

7.500

12.500

17.500

22.500

27.500

32.500

152

166

174

176

176

178

183

189

189

194

196

197

200

202

En

erg

ia E

lectr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

7.500

12.500

17.500

22.500

27.500

32.500

202

204

206

210

211

213

213

216

219

219

221

222

223

226

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

7.500

12.500

17.500

22.500

27.500

32.500

227

228

233

235

236

237

240

242

246

247

251

251

254

255

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

7.500

12.500

17.500

22.500

27.500

32.500

255

257

259

262

263

268

269

269

270

272

275

277

279

279

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

7.500

12.500

17.500

22.500

27.500

32.500

279

280

285

289

292

298

299

301

306

309

312

314

319

320

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

7.500

12.500

17.500

22.500

27.500

32.500

321

327

331

334

338

347

349

353

361

369

375

384

387

394

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

7.500,00

12.500,00

17.500,00

22.500,00

27.500,00

32.500,00

401

413

426

430

451,7

9

478

487

495

518

528

538

611

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

38

resultados na Tabela 3.6 para o formato B. Com base nos critérios definidos ajustaram-se os valores

para identificar lojas potencialmente críticas de acordo com os pontos abaixo.

1. Critério 1 – Com base na média calculada utilizou-se o valor arredondado por excesso;

2. Critério 2 – Soma de critério 1 + Desvio padrão – os valores acima deste definem lojas a

analisar;

3. Critério 3 – Soma de média em Super Vazio + Desvio Padrão – define-se o consumo máximo,

lojas acima serão consideradas críticas

Tabela 3.6 Identificação de lojas com perfil energético acima do padrão - formato B

Critérios por intervalo 1 2 3 4 5 6 7 Total

𝑳𝒐𝒋𝒂 𝒂𝒏𝒂𝒍𝒊𝒔𝒂𝒅𝒂𝒔 40 40 40 40 40 40 35 275

𝑨𝒎í𝒏(𝒎𝟐) 150 200 225 255 280 320 390

𝑨𝒎á𝒙(𝒎𝟐) 200 225 255 280 320 390 700

Critério 1 Desvio de Média

16.000 17.000 18.000 18.000 20.000 20.000 22.500

𝑳𝒐𝒋𝒂𝒔 #𝟏 17 11 17 10 11 19 12 97

Critério 2 Desvio de Média + DP

18.029 18.440 19.791 19.573 21.437 21.203 25.220

𝑳𝒐𝒋𝒂𝒔 #𝟐 7 5 3 8 6 5 5 39

Critério 3 DP SV

66,3 65,2 68,6 69,1 77,1 67,9 78,2

𝑳𝒐𝒋𝒂𝒔 #𝟑 3 5 5 6 7 8 4 38

Cruzando as informações entre os vários segmentos analisados, para os três critérios resultam 38

lojas que potencialmente podem ter melhorias a implementar no sistema de refrigeração e que

consequentemente devem ser auditadas. Este argumento é reforçado pelo facto de para além de

apresentarem o critério 1 e 2, simultaneamente revelam debilidade segundo critério 3 associado a

perfis de consumo excessivos entre as 2 e as 6 horas da madrugada.

3.4.2.2 Formato C

À semelhança do que se fez para a formato B, analisou-se a dispersão dos perfis de consumo

energéticos para as lojas do tipo C, sendo que os resultados para cada intervalo estão apresentados

entre a Figura 3.20 e a Figura 3.23. Neste caso analisaram-se 103 lojas em quatro intervalos de

análise.

Figura 3.20 Dispersão de consumo energético - intervalo 1, formato C


7.500

17.500

27.500

37.500

47.500

57.500

386

512

522

535

539

579

602

608

616

637

647

656

662

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

7.500

17.500

27.500

37.500

47.500

57.500

668

674

690

695

703

709

716

722

727

730

740

755

758

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

39



Mais uma vez, à imagem do que sucedeu coma formato C se destacaram como era de esperar

vários pontos potencialmente críticos, tendo-se posteriormente seguido a metodologia descrita em

3.4.2.1 convergindo os resultados para os apresentados na Tabela 3.7.

Tabela 3.7 Identificação de lojas com perfil energético acima do padrão - formato C

Critérios 1 2 3 4 Total

𝑳𝒐𝒋𝒂 𝒂𝒏𝒂𝒍𝒊𝒔𝒂𝒅𝒂𝒔 25 25 25 28 103

𝑨𝒎í𝒏(𝒎𝟐) 380 660 760 835

𝑨𝒎á𝒙(𝒎𝟐) 660 760 835 1.120

Critério 1 Desvio de Média

29.500 31.000 33.000 36.000

𝑳𝒐𝒋𝒂𝒔 #𝟏 8 7 4 8 27

Critério 2 Desvio de Média + DP

34.683 33.036 35.222 38.841

𝑳𝒐𝒋𝒂𝒔 #𝟐 2 4 2 3 11

Critério 3 DP SV

110,8 111,9 104,8 131,3

𝑳𝒐𝒋𝒂𝒔 #𝟑 4 3 5 5 17

Seguindo o mesmo procedimento que se adoptou para o formato B, identificaram-se também 17

lojas para o formato 7.

3.4.3 Substituição dos motores dos ventiladores nos murais de frio positivo

Por forma a analisar o impacto deste tipo de medida seleccionou-se uma loja, seguindo como

requisito de escolha a idade dos equipamentos, isto é, nunca inferior a 5 anos, por ainda estarem sob

amortização de investimento (também porque equipamentos mais recentes já vem com este tipo de

solução) e nunca superiores a 15 anos por um investimento não ser já justificado. Desta forma

substituíram-se os motores nos seguintes murais:

Lacticínios, 6,25 metros lineares – frio à distância;

Frutas e legumes, 2,5 metros lineares – frio à distância;

Bacalhau, 1,25 metros lineares – frio incorporado;

7.500

17.500

27.500

37.500

47.500

57.500

759

762

763

764

769

772

774

784

796

800

803

820

835

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

7.500

17.500

27.500

37.500

47.500

57.500

837

840

848

855

870

883

894

914

935

959

965

975

982

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

área útil (m2)

40

Carne, 2,5 metros lineares – frio à distância;

Charcutaria, 2,5 metros lineares – frio à distância.

Ou seja no total 15 metros lineares de equipamentos com um total de 35 ventiladores a serem

substituídos. O processo de troca foi executado durante a noite em cerca de 4 horas.

Com base nos resultados da redução de consumo energético inerente à troca de ventiladores na

loja teste, será extrapolado para o restante parque de lojas o possível impacto que se poderá ter este

projecto, isto assumindo que consumo energético será maioritariamente afectado pela potência dos

motores a substituir e que o resultado será linear em função do número de ventiladores.

3.4.4 Portas dos murais de frio positivo

Os resultados de implementação do projecto de portas em murais de carne no ano 2013 são

conhecidos, apesar de extrapolados da análise de uma pequena amostra.

Tendo em conta o impacto que este projecto teve nos murais de carne, em termos de consumo

energético anual, que são os dados disponíveis, o que se fará posteriormente é uma extrapolação

dos resultados para os murais de frio de todas as lojas para as quais existem dados, à semelhança

do que se fará com o projecto de ventiladores.

Para poder numa primeira instância avaliar o possível impacto e de certa forma validar ou não a

implementação desta medida dispôs-se da seguinte informação:

1. Quantidade de metros lineares de murais de frio positivo, por tipo de mural (Lacticínios,

Charcutaria, Bacalhau, Frutas e Legumes, Carne e Outros)

2. Consumo energético do 2º Semestre de 2015 e 1º Semestre de 2016 – fonte EDP

3. Informação relativa a 328 Lojas

Com base nesta informação, o que se fará posteriormente é uma estimativa para três cenários:

1. Cenário 1 - Com base na poupança atingida com a implementação das portas nos murais de

carne no caso de estudo, utilizar-se á o melhor e o pior cenário 1,19 e 1,29 kWh /h;

2. Cenário 2 - Extrapolação dos resultados do estudo realizado por [14] para os dois cenários,

ou seja 42% de redução real do consumo energético e outro com, base na estimativa feita

inicialmente de 30%;

3. Cenário 3 - Com base nos resultados obtidos também em [14], de [15] para o caso da Suécia

em que se atingiu uma poupança de 26%, poupança esta relativamente a toda a instalação de frio

positivo e de [16] onde se atingiu uma poupança de 23%, será feita também uma estimativa.

41

3.5 Análise aos Sistema de Ar Condicionado

3.5.1 Enquadramento

Para identificar lojas que eventualmente tivessem problemas no funcionamento deste tipo de

equipamento, recorrendo ao sistema de monitorização analisaram-se também vários perfis de

consumo de energia eléctrica de sistemas de ar condicionado e detectaram-se algumas

discrepâncias, nomeadamente entre lojas de características semelhantes. Na Tabela 3.8 apresenta-

se um indicador de intensidade energética que tem como objectivo perceber se o consumo dos

equipamentos de ar condicionado é ou não proporcional à área útil de cada loja.

Tabela 3.8 Intensidade energética do sistema de ar condicionado

Loja Formato Área Útil

(𝒎𝟐)

Total mensal (𝒌𝑾𝒉)

Intensidade energética

(𝒌𝑾𝒉 𝒎𝟐⁄ )

1 B 247 657,30 2,66

2 B 308 1.414,80 4,59

3 B 430 4.469,70 10,39

4 B 456 4.489,00 9,84

5 B 532 4.673,20 8,78

6 C 727 2.945,49 4,05

7 C 763 5.771,25 7,56

8 C 769 2.981,71 3,88

9 C 800 2.985,71 3,73

10 C 862 5.301,80 6,15

11 C 878 4.143,50 4,72

12 C 914 3.316,70 3,63

13 C 959 3.913,29 4,08

14 C 975 7.359,70 7,55

15 C 982 3.101,28 3,16

16 C 1008 3.726,21 3,70

Percebeu-se que algumas lojas apresentam uma intensidade energética com um crescimento

contrário ao aumento de área útil de uma loja, em particular a loja 3, 4, 5, 7, 10 e 14, sugerindo que o

sistema de AC poderia não estar a funcionar com os parâmetros ajustados às condições de Verão.

3.5.2 Metodologia de implementação

Tendo em conta estas discrepâncias, analisaram-se as temperaturas de funcionamento do ar

condicionado de algumas lojas na região de Lisboa e concluiu-se que existia disparidade, oscilando

entre 16 e 25℃. Sabendo à partida que a influência da variação de 1℃ se pode traduzir na redução

de 3 a 7% do consumo de um equipamento [18] e que as condições ideais de funcionamento de um

equipamento destes são:

Verão: Temperatura de funcionamento 25 ℃ modo frio;

Inverno: Temperatura de funcionamento 20 ℃ modo quente

42

Iniciou-se um plano de acção que tinha como objectivo verificar se as condições de funcionamento

dos equipamentos das lojas se adequavam às condições de Verão. Sempre que não se verificasse,

proceder-se-ia à alteração.

Uma limitação a esta questão prende-se com o acesso ao sistema que controla estes parâmetros,

que varia por formato de loja. Isto é, as lojas do tipo B tem um sistema acessível pelos funcionários,

podendo a qualquer altura ajustar a temperatura para seu próprio conforto, descuidando por vezes as

indicações e regras transmitidas e sobretudo, contrariando esta medida implementada, sendo por

isso a sensibilização para este tema fundamental. No caso do formato C, o controlo deste

equipamento é através de uma central localizada em pontos específicos de cada loja e inacessíveis

aos funcionários.

Por forma a que no caso de lojas cujo controlo esteja acessível aos funcionários é importante

reforçar e passar a mensagem de sensibilização para o bom uso deste tipo de equipamentos, tema

este abordado posteriormente.

Tendo estes dois factores em conta, deu-se início ao plano de parametrização dos equipamentos

de ar condicionado para 153 lojas, apresentando-se os resultados dos mesmos posteriormente.

3.6 Energia Activa e Reactiva

3.6.1 Metodologia de implementação

Para resolver este problema, através do algoritmo implementado para análise da energia reactiva

identificaram-se vários pontos cujo custo desta componente da factura de electricidade era bastante

acima do esperado. Uma vez que a grande maioria das lojas apresentavam custos neste campo

aplicou-se um filtro no modelo que identificava todas as que o custo ultrapassava os 25 €. Desta

forma poder-se-ia focar nas mais problemáticas numa primeira fase.

Todas estas lojas em conjunto com o departamento de manutenção da empresa seriam

analisadas por um técnico com o objectivo de perceber o motivo para a existência desta despesa. Em

função do motivo, que poderia ir desde ausência de bateria a uma avaria completa do equipamento

seria criado um plano de acções.

43

4 Resultados

4.1 Sistema de Gestão de Consumos

4.1.1 Resultados de Parametrização de Alarmes

A parametrização do sistema de monitorização revelou ser positiva uma vez que foi possível

identificar potenciais melhorias sobretudo comportamentais, mas que no entanto geraram alguma

preocupação por reflectirem falta de sensibilidade por parte de alguns funcionários para o tema da

eficiência energética e racionalização de consumos.

O período analisado foi entre Junho e Setembro em que surgiram ocorrências em todas as áreas

programadas de acordo com as quantidades apresentadas na Tabela 4.1.

Tabela 4.1 Alarme accionados no sistema de monitorização

Loja Ar Condicionado Iluminação Padaria

1 9 1

2

3

3 22 35

4 34

5

1

6 3

7

15

8 15

2

9

1

10 3 1

11

12

12

1

Total 86 70 2

A loja 3 foi uma loja remodelada durante o período analisado e para a qual não foi reprogramado o

sistema de domótica que controla a iluminação por lapso das equipa envolvidas na obra. O sistema

de gestão de consumos revelou ser bastante útil, sendo a poupança associada a este ponto na

ordem dos 10% do consumo energético da loja.

No entanto o ponto mais pertinente de avaliar aqui é o impacto negativo que tem em termos

energéticos sempre que é accionado um dos alarmes e para tal é necessário perceber a base deste

tipo de situações.

44

4.1.2 Medida proposta

Para que não seja recorrente este tipo de ocorrências criou-se um documento de boas práticas

com o intuito de sensibilizar os utilizadores, Figura 4.1, finalizado pelo departamento de manutenção

e operações da empresa.

Figura 4.1 Manual de boas práticas

O principal objectivo deste documento é sensibilizar os utilizadores principalmente com questões

que motivem as ocorrências até hoje verificadas pelo sistema de monitorização, assim como outros

temas sugeridos pelo departamento de manutenção.

Para elaborar este manual estudaram-se todas as secções monitorizadas através do sistema de

gestão de consumos e o impacto que tinha cada ocorrência no consumo energético de uma loja,

tendo sobretudo dado foco a esses valores. Isto é, analisou-se o impacto do uso indevido de cada

equipamento ou secção referidos no documento, apresentando-se na Tabela 4.2 todas as áreas

focadas até a data e valores considerados críticos, importando referir que estes valores apresentados

são meramente para sensibilizar os utilizadores em cada loja, tentando com isto sensibilizar para o

impacto que uma acção incorrecta pode ter em cada área.

Por forma a que a mensagem fosse passada sem cair em esquecimento definiu-se um

responsável pela temática da sustentabilidade em cada loja: Embaixador da Sustentabilidade e para

tal fez-se uma pequena formação nos vários temas acima no sentido de que estes responsáveis

ganhem sentido de responsabilidade na matéria e sejam capazes de identificar más práticas por parte

da equipa de trabalho e os motivem no sentido de melhorar esses e outros procedimentos.

45

Tabela 4.2 Tópicos abordados no manual de boas práticas2

Tópicos abordados Poupança associada Consumo total

Cortinas de moveis refrigerados* 20 a 30% 15%

Refrigeração (associada aos moveis refrigerados)

45% 40%

Arcas de congelado abertas 15% 20%

Iluminação

10%

Padaria 20% 10%

Temperatura AC 7% / ºC 20%

Forno Churrasqueira 20%

4.2 Análise dos Sistemas de Refrigeração

4.2.1 Auditoria Energética aos Sistemas de Refrigeração

As lojas identificadas com consumo acima do padrão foram como dito alvo de uma auditoria, com

o intuito de validar o método implementado, mas sobretudo para identificar potenciais medidas e

soluções de eficiência energética a implementar. Numa primeira instância seleccionaram-se lojas na

região da grande Lisboa com base nos critérios descritos e também na posição geográfica.

Os resultados foram de encontro ao esperado e identificaram-se vários pontos pertinentes de

análise e possível implementação de medidas de eficiência energética. Para além das lojas

seleccionadas, por uma questão de proximidade, analisaram-se outras 4 isentas de qualquer tipo de

critério, revelando as auditorias que estava tudo bem com essas instalações, validando-se de certa

forma o modelo implementado.

No total desta primeira auditoria analisaram-se 19 lojas, sendo para estas disponibilizados os

critérios accionados com o modelo implementado, Tabela 4.3.

Tabela 4.3 Critérios identificados das lojas auditadas

Loja 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Critério 1 Desvio da

média x x x x x x x

x x

x

x x x

Critério 2 Desvio da

média + DP x

x x x x x

x

x

Critério 3 DP SV

x x

x x x

x

x x

x

2 Os valores foram retirados de análises aos perfis de consumo energético desagregados através do sistema de gestão de

consumos, à excepção dos resultados das cortinas de ar que foram facultados de análises anteriores do Grupo Dia.

46

4.2.1.1 Resultados da auditoria

Loja 2 - Apesar de esta accionar o critério 1, define-se a mesma, de acordo com o modelo

implementado como não crítica. A auditoria revela que esta não apresenta qualquer tipo de problema,

tratando-se inclusive de uma instalação relativamente recente – 2015.

Loja 7 - Três critérios accionados no entanto, não foi possível extrair conclusões desta loja uma

vez que esta se encontrava encerrada para obras e com os equipamentos inoperacionais.

Loja 9 - O único critério accionado foi o primeiro, não se tratando por isso de uma loja

problemática. A auditoria revelou que se tratava de uma central de refrigeração relativamente recente

(2012), não tendo problemas de maior.

A única recomendação para que se optimizasse a performance desta foi subir o setpoint da

temperatura de evaporação, podendo esta atingir assim um melhor desempenho.

Loja 11, 12, 15 e 16 - Estas quatro lojas não apresentaram nenhum critério, tendo sido no entanto

auditadas por uma questão de proximidade de outras lojas e também para validar o método. A

auditoria apenas aconselhou pequenos ajustes com o intuito de optimizar o funcionamento das

centrais de refrigeração, nomeadamente, reparar uma pequena fuga numa conduta de saída de ar,

ajustar os parâmetros da condensação flutuante, repor níveis de refrigerante e de óleo, assim como

colocar as sondas de temperatura de condensação no exterior da divisão onde se encontra a central.

Estas sondas com a leitura da temperatura correcta optimizam o funcionamento da condensação

flutuante e consequentemente o desempenho da central, conforme explicado em 2.5.1.4.

Apesar de se referirem estas pequenas melhorias, no geral a performance das centrais esta de

acordo com o pretendido.

Loja 18 - Para esta loja foi accionado apenas o primeiro critério, não sendo por isso uma loja

crítica. A auditoria revelou que o funcionamento e regulação da máquina estavam correctos, sendo o

único ponto a melhorar o isolamento do equipamento (tubagem de liquido refrigerante), que em certos

locais apresentava algumas falhas, assim como substituir pequenos componentes oxidados.

Loja 19 - Apenas foi accionado o critério 1 para este ponto, sendo que a auditoria confirmou que o

funcionamento da central de refrigeração apenas apresentava falta de óleo e problemas no

isolamento, que deveriam ser rectificados o quanto antes. Para além desta questão, devido ao facto

de a loja em questão ter sido remodelada, apresentava bastante sujidade o que a médio prazo

poderia interferir com os sistemas de ventilação e exaustão da casa de máquinas.

47

Figura 4.2 Central de refrigeração: Loja 19

Loja 1 - Considera-se uma loja a melhorar mas não crítica, sendo que os resultados da auditoria

nos dizem que a central de refrigeração trabalha com uma banda de aspiração demasiado elevada,

levando a que esta trabalhe por vezes a −20℃, elevando-se desta forma a potência debitada. Esta

situação não é crítica, no entanto como proposta de melhoria do rendimento da máquina sugere-se:

Montagem de reguladores de capacidade dos compressores;

Variador de Frequência no primeiro compressor;

Subir o set-point da máquina para −8℃.

Loja 6 - Trata-se de um equipamento bastante antigo e pouco eficiente, daí se terem accionado os

três critérios. Recomenda-se um redimensionamento das condutas de aspiração numa primeira

instância, sendo que a sua total substituição da central é aconselhada.

Loja 8 - Accionou o último critério, sugerindo os consumos da central de refrigeração que algo de

errado poderia estar a acontecer e que estivesse a influenciar de forma negativa o desempenho da

central. A auditoria revelou que existiam problemas com um dos compressores, estando a central a

trabalhar em défice e até a sobrecarregar os restantes, já que estes trabalham na maior parte do

tempo a 100%.

Como proposta de melhoria sugere-se:

Instalação de um variador de

frequência no primeiro compressor;

Reformulação da central de comandos

(electrónica) e instalação de condensação

flutuante de modo a optimizar o

desempenho da estrutura em particular no

Verão.

Figura 4.3 Central de Refrigeração: Loja 8

48

Loja 10 - Trata-se de uma loja que accionou todos os critérios, sendo a sua revisão aconselhável.

A auditoria confirmou a existência de problemas, revelando que se tratava de uma central bastante

antiga e por isso com performance aquém do esperado. Para além da idade do equipamento, o

sistema electrónico é desactualizado e o sistema de condensação é insuficiente para a procura

energética. Para suprimir estes problemas e aumentar a performance da instalação aconselha-se:

Substituição do condensador por um condensador bi-estadio (caudal mínimo; máximo

rendimento e maior superfície de troca), podendo desta forma diminuir as pressões de descarga;

Substituição dos comandos electrónicos do equipamento.

Figura 4.4 Central de Refrigeração: Loja 10

Loja 13 - Accionou o critério 1 e 3. A auditoria revelou-nos que a condensação flutuante não

estava bem regulada, baixando desta forma a performance da máquina, aumentando também o

consumo energético no Verão. Trata-se de um equipamento equilibrado que no entanto pode ter

alterações estruturais que melhorariam significativamente o seu desempenho, nomeadamente:

Regulação da condensação flutuante para baixar a pressão de descarga;

Instalação de um variador de frequência no primeiro compressor;

Reposição dos níveis de óleo.

Loja 14 - Foi accionado o critério 3, sendo que se aconselha neste caso verificar o motivo para um

consumo em super-vazio atípico. A auditoria revelou que a central estava equilibrada em termos de

funcionamento, no entanto sugere:

Regulação da condensação flutuante

Instalação de variador de frequência no primeiro compressor

Loja 17 - Mais uma vez foram accionados os três critérios recomendando-se por isso intervenção

imediata. A auditoria revelou que a central desta loja se encontrava sempre a trabalhar no máximo da

sua capacidade independentemente da necessidade da loja.

49

Figura 4.5 Central de Refrigeração - Loja 17

Para aumentar a performance da máquina e diminuir a sobrecarga dos compressores propõe-se

as seguintes medidas:

Substituir um dos compressores por um de maior capacidade, para aumentar a potência da

máquina;

Substituir o equipamento de condensação por um mais potente para ajuste à nova potência;

Instalar um regulador de frequência em cada compressor para que a central não trabalhe a

100% constantemente.

Loja 3 - Tratou-se novamente de uma loja que accionou todos os critérios, sendo por isso

considerada crítica. A auditoria revelou que se tratava de uma instalação em péssimo estado cujo

potencial de rotura e falha mecânica com todas as consequências evidentes para a loja, era enorme,

recomendando-se por isso a substituição imediata. Na Figura 4.6 podemos observar o estado em que

se encontra a mesma.

Figura 4.6 Grupo condensador - Loja 3

Loja 4 - Mais uma vez, trata-se de uma central cujos 3 critérios foram accionados, classificando-se

por isso como crítica. Através da auditoria constatou-se que esta se encontrava em risco de entrar em

colapso a qualquer momento dada a sobrecarga dos compressores, sendo por isso a sua substituição

aconselhada com a maior brevidade possível.

50

Figura 4.7 Central de Refrigeração - loja 4

Loja 5 - Relativamente a esta loja foram

accionados os critérios 1 e 2, sendo por isso

aconselhável perceber o porquê de os

consumos se revelarem acima o padrão. A

auditoria revelou que também esta instalação

se encontra com sérios problemas ao nível da

condensação, correndo o risco de entrar em

colapso, sendo por isso a sua substituição

também aconselhada.

Figura 4.8 Central de Refrigeração - Loja 5

A auditoria realizada validou os critérios estabelecidos para identificação de lojas que tivessem

potenciais problemas ao nível da refrigeração, confirmando-se desta forma a validade do modelo

implementado. Os modelos de dispersão e critérios definidos identificaram correctamente lojas que

tinham potenciais problemas na central de refrigeração, não sendo os desvios causados por outro

tipo de equipamentos. Sempre que se verificou existência dos três critérios em simultâneo os

problemas eram claros e os consumos elevados perfeitamente justificáveis. A conciliação do 1º e 2º

critério também garante bastante fiabilidade do modelo para identificar lojas onde intervir.

4.2.2 Estimativa do impacto – Cenário ideal para lojas critica

Por forma a estimar o impacto que poderá ter a implementação de todas as medidas sugeridas na

auditoria assumiu-se com hipótese que a possível redução de consumo de energia eléctrica seria da

ordem do desvio padrão para cada intervalo face ao máximo obtido. Em função do resultado obtém-

se uma redução percentual, aplicada posteriormente sobre o consumo de energia eléctrica total de

cada ponto no período entre Julho de 2014 e Junho de 2015. Para tal apresentam-se na Tabela 4.4

os valores em questão.

51

Tabela 4.4 Resultados previstos com implementação de medidas propostas em auditoria

Loja Segmento Total kWh Máximo

kWh DP % mensal

Poupança anual (kWh)

Redução de emissões ton CO2

6 4 - B 267.184 23.060,1 2.865,1 12,4% 33.196,7 11,9

5 5 - B 227.223 22.968 3.591 15,6% 35.533 12,7

3 5 - B 253.978 24.045 3.591 14,9% 37.937 13,6

7 5 - B 267.323 23.005 3.591 15,6% 41.737 15,0

2 6 - B 230.942 20.280 3.740 18,4% 42.592 15,3

4 7 - B 228.908 30.264 4.586 15,2% 34.686 12,4

1 7 - B 281.419 31.788 4.586 14,4% 40.599 14,6

11 7 - B 213.594 19.585

19 7 - B 227.650 22.830 4.586 20,1% 45.728 16,4

10 1 - C 489.332 52.253 7.605 14,6% 71.221 25,5

17 2 - C 414.248 36.267 4.046 11,2% 46.214 16,6

9 3 - C 362.805 34.250 4.865 14,2% 51.542 18,5

14 3 - C 313.150 28.885 4.865 16,8% 52.752 18,9

8 3 - C 326.232 28.370 4.865 17,2% 55.953 20,1

15 4 - C 321.502 30.680

16 4 - C 362.520 33.754

13 4 - C 412.213 37.886 5.508 14,5% 59.935 21,5

18 4 - C 378.794 38.014 5.508 14,5% 54.891 19,7

12 4 - C 353.815 32.225

Total

5.932.832

704.523 252,6

Perante este cenário a atenuação no perfil de consumo energético por implementação das

medidas de eficiência energética propostas acima pode atingir, ou mesmo superar os 15 % sendo no

entanto este valor uma estimativa.

Por forma a validar esta estimativa, no subcapítulo seguinte analisou-se o perfil de consumo

energético de duas lojas com recurso ao sistema de gestão de consumos para dois tipos de central,

uma recente e uma igual as que se pretende substituir. Fez-se esta análise para os dois formatos de

loja em particular para os casos das lojas consideradas como críticas, 3, 4, 5 e 17.

4.2.3 Propostas de melhoria

No caso do formato B sobrepõe-se as curvas obtidas de duas lojas de dimensões e características

semelhantes, no entanto uma com uma central moderna (A), idêntica à proposta para as lojas 3, 4 e

5, e outra com uma central antiga (B), Figura 4.9.

52

Figura 4.9 Sobreposição de curvas de funcionamento de centrais de refrigeração – formato B

Analisando-se os consumos desagregados referentes aos sistemas de refrigeração para os dois

casos, a redução de consumo energético associada à uma substituição por um modelo idêntico ao

proposto é da ordem dos 23%. Esta redução projectar-se-ia de em igual proporção para as lojas 3, 4

e 5, já que a central proposta é igual. Para estes casos específicos apresentam-se na Tabela 4.5 os

custos de investimento, impacto ambiental e também o payback do investimento, factor decisivo para

levar acabo este tipo de acção.

Tabela 4.5 Custos e payback associados a implementação de central de refrigeração

Loja Consumo energético anual kWh

Impacto Energético anual kWh

Impacto ambiental anual – emissões

de ton CO2

Impacto Financeiro

anual €

Custo da medida €

Payback Anos

5 227.223 35.534 12,7 4.797 15.000 3,1

3 253.978 37.938 13,6 5.122 15.000 2,9

4 228.908 34.687 12,4 4.683 15.000 3,2

Total 710.109 108.158 38,8 14.601 45.000 3.1

Redução de consumo energético ~15%

Relativamente à loja identificada do formato C, foi feito o mesmo tipo de exercício. Sobrepuseram-

se as curvas obtidas através do sistema de gestão de consumos para as curvas dos sistemas de

refrigeração das duas lojas idênticas, que em termos de equipamentos e dimensões não

apresentavam grandes diferenças, Figura 4.10.

Figura 4.10 Sobreposição de curvas de funcionamento de centrais de refrigeração – formato C

100

150

200

250

300

Co

ns

um

o e

ne

rgé

tico

diá

rio

(k

Wh

)

Evolução diária (Setembro - Outubro 2015)

A - Nova B - antiga

300

400

500

600

700

Co

ns

um

o e

ne

rgé

tico

diá

rio

(k

Wh

)

Evolução diária (Setembro - Outubro 2015)

A - nova B - antiga

53

Para o caso acima apresentam-se os diagramas de carga do sistema de refrigeração da loja 16 e

17 respectivamente curva A e B, ambas alvo da auditoria. Conforme explicado acima, a loja 16 não

apresentou qualquer tipo de critério, servindo para despiste da auditoria, revelando os resultados que

tudo estava a funcionar dentro da normalidade, o que era de esperar para uma central relativamente

recente, 2014.

Neste caso, em vez de optar por adquirir os componentes propostos na auditoria para a loja 17,

que potencialmente aumentariam a performance da máquina e consequentemente o seu tempo de

vida, poder-se-ia substituir integralmente o equipamento por um semelhante ao que existe na loja 16.

O gráfico acima mostra que um potencial investimento num equipamento poderia fazer com que a

redução do consumo pudesse atingir 30 %, reflectindo-se numa redução do consumo total da loja na

ordem dos 11,5% de acordo com o previsto pelo modelo implementado e apresentado na Tabela 4.4.

Para o caso da loja 17 apresentam-se os parâmetros associados ao investimento num

equipamento igual ao existente na loja 16 na Tabela 4.6.

Tabela 4.6 Custos e payback associados a substituição de central de refrigeração

Loja Consumo energético anual kWh

Impacto energético anual kWh

Impacto ambiental anual

emissões de CO2

Impacto financeiro

anual €

Custo da medida €

Payback anos

17 414.248,0 46.214,5 16,6 ton 6.239,0 26.000 4,17

Redução de consumo energético 11,5%

4.2.4 Extensão do modelo de análise de centrais de refrigeração a todas as lojas

críticas

Com base nos resultados apresentados em 4.2.3 e análise através do sistema de gestão de

consumos, aplica-se aqui a mesma metodologia a todas as lojas críticas, para as quais se

accionaram os três critérios apresentados acima. Tendo por base esta premissa identificaram-se 32

lojas que potencialmente terão problemas e para as quais se aconselha uma auditoria o mais breve

possível.

Partindo do princípio que o resultado obtido no que diz respeito à diminuição da sobrecarga dos

sistemas de refrigeração é, tal como admitido anteriormente, idêntico ao desvio padrão relativamente

ao máximo atingido no período analisado, estamos perante uma possível redução do consumo

energético de acordo com os dados apresentados na Tabela 4.7.

Tabela 4.7 Previsões de redução energética e financeira em lojas críticas

Lojas Consumo anual kWh

Impacto energético anual kWh

Impacto financeiro

anual €

Impacto ambiental anual

Emissões CO2

Redução %

32 8.592.079 1.214.157 163.911 435,37 14%

54

A redução de consumo energético de 14 % é fundamentada com base na extrapolação de

resultados obtidos através da análise detalhada dos resultados extraídos do sistema de gestão de

consumos apresentado no subcapítulo 3.1.2.

Com base nestes resultados, é possível afirmar que estamos perante uma redução

potencialmente significativa no perfil de consumo energético, contribuindo assim de forma sólida para

atingir as metas a que se propôs este trabalho.

4.2.5 Resultado de troca de ventiladores – loja teste

Conforme descrito acima instalaram-se 35 ventiladores em 15 metros lineares de frio

positivo e o reflexo desta medida foi uma redução do perfil de consumo energético da loja de acordo

com o apresentado na Figura 4.11.

Figura 4.11 Resultado da troca de ventiladores – Loja Teste

Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios e enquadrados com as expectativas. A análise

foi feita num período em que não existe grande oscilação térmica por efeitos de sazonalidade,

durante Janeiro e Fevereiro, em que as temperaturas médias foram 15,8 e 15,0 ºC.

Em média a redução diária de consumo energético foi na ordem dos 9%, ou seja 38 kWh / dia, o

que extrapolando para um ano poderá reflectir uma poupança de 13,8 MWh admitindo que a

instalação mantém uma evolução do consumo energético estável, ou seja uma redução de emissões

de CO2 de 4,7 Ton.

Tendo em conta a magnitude do investimento neste tipo de projecto e o retorno a curto prazo, a

extrapolação de valores para o restante parque pode ser feita com alguma segurança, já que o que

afecta em grande parte a redução do consumo energético deste tipo de inversão é a potência

necessária de cada motor.

Para estimar a poupança em todo o parque utilizou-se um factor de redução de 1,08 kWh / dia por

motor instalado, resultante da análise acima.

300

350

400

450

500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Co

ns

um

o e

ne

rgé

tico

d

iári

o (

kW

h)

Dias analisados

Antes Depois

55

4.2.6 Extensão do projecto de ventiladores a todo o parque

Com base na linearidade de redução no consumo energético em função do número de

ventiladores extrapolou-se a redução do consumo energético para o restante parque de lojas

utilizando para o efeito a quantidade total de metros lineares de frio positivo e consumo total anual da

amostra analisada.

Para esta estimativa consideraram-se 338 lojas e o respectivo consumo energético do 2º semestre

de 2015 e 1º semestre de 2016 das lojas do formato B e C, de acordo com Tabela 4.8:

Para estimar a poupança atingida num ano considerou-se conforme obtido acima o facto 1,08 kWh

/motor instalado (valor diário)

Tabela 4.8 Universo de aplicação do projecto de ventiladores - estimativa total de impacto

Formato

de Loja Lojas Ventiladores

Frio

Positivo (m)

Consumo energético

12 meses (kWh)

Poupança

(kWh)

B 236 8657 3.675,00 43.839.152 3.430.645

C 102 6442 2.741,25 30.907.541 2.552.873

Total 338 15099 6.416,25 74.746.693 5.983.518

Com base nestes critérios a poupança média anual para os formatos B e C seriam de 7,8 e 8,3%

respectivamente, ou de uma forma global 8%, conseguindo-se com esta redução uma potencial

redução de emissões de CO2 de aproximadamente 2.052 Toneladas anuais.

Relativamente ao investimento e respectivo retorno, tendo em conta custos de instalação,

equipamento, reciclagem do equipamento retirado e equipamento acessório para execução da tarefa

estaríamos perante um cenário de acordo com o apresentado na Tabela 4.9:

Tabela 4.9 Indicadores financeiros do projecto de Ventiladores

Indicadores de investimento

Total de ventiladores (unidades) 15.099

Custos de Projecto (€) 436.059,12

Impacto financeiro anual (€) 718.022,16

Payback (anos) 0,61

Payback com margem de erro 20% (anos) 0,73

Apesar de se ter considerado a linearidade de poupança com o número de ventiladores a

substituir, calculou-se ainda uma margem de erro de 20%, um valor bastante elevado e que ainda

assim nos permite atingir um retorno de investimento bastante aceitável, o que a conciliar com o

56

impacto financeiro nos permite dizer que se trata de um projecto de impacto a curto prazo e de rápido

retorno, tal como se pretendia neste trabalho.

4.2.7 Extensão do projecto de portas a todo o parque

Á imagem do que foi feito com o projecto dos ventiladores estudaram-se 3 cenários de poupança a

extrapolar para o restante parque de lojas com a instalação de portas nos murais de frio positivo de

acordo com os valores projectados na Tabela 4.10:

Tabela 4.10 Resumo de estimativas para análise de impacto de portas nos murais de frio

Cenário Local Base Redução

1 Portugal Mínimo - Base murais

de carnes 1,19 kWh /hora por metro linear

2 Portugal Máximo - Base murais

de carnes 1,29 kWh/ hora por metro linear

3 Nova Zelândia Valor médio real 42% Redução do consumo da

instalação de frio

4 Nova Zelândia Valor médio estimado 30% Redução do consumo da


5 Suécia Valor médio real 26% Redução do consumo da


6 Região Oeste

Estados Unidos Valor médio real

23% Redução do consumo da instalação de frio

A aplicação dos cenários acima permitiu calcular e dar uma perspectiva daquilo que poderá ser a

poupança que se poderá atingir ao implementar portas nos murais de frio positivo do grupo dia.

Os resultados dos cenários 1, 2, 4, 5 e 6 apresentaram coerência de valores, potenciando-se uma

redução média do consumo energético total de cada loja na ordem dos 11,8%, sendo o melhor caso o

cenário 2, com uma redução de 13,8% e o pior o cenário 6 com um potencial redução de 9,5% do

consumo energético. Se tivermos em conta o cenário 3, um caso real, a poupança que se poderia

atingir numa loja do Grupo Dia seria de aproximadamente 17,3%.

Figura 4.12 Potencial impacto de implementação de projecto de portas - 6 cenários de poupança

Perante os vários cenários da Figura 4.12, podemos estar perante uma gama de poupança entre

os 9,5 e os 17,3%. Considerando estes valores, a implementação desta medida poderia viabilizar a

redução do consumo energético anual entre 6,92 e 12,4 GWh/ano que se aproxima de 13% do

consumo total da rede de lojas do Grupo Dia, ou seja, uma redução nas emissões de CO2 entre 2,4 e

-

10.000.000

20.000.000

30.000.000

40.000.000

50.000.000

60.000.000

70.000.000

80.000.000

CenárioActual

Cenário 1 Cenário 2 Cenário 3 Cenário 4 Cenário 5 Cenário 6

Co

ns

um

o e

ne

geti

co

kw

h

[Ju

l15-J

un

16]

Consumo energético Poupança potencial

57

4,3 MTon tratando-se assim do projecto analisado com maior potencial para que se cumpram os

objectivos da União Europeia para 2020.

Por forma a poder estimar o investimento deste projecto e potencial tempo de retorno financeiro

assumiu-se um custo por metro linear idêntico ao que foi pago em 2013 no âmbito do projecto de

portas nos murais de carne: 550€, que é, após breve consulta de mercado, o preço médio praticado.

Teve-se também em conta o nível de tensão em cada instalação, já que entre BTE e MT o preço

médio do kWh difere cerca de 16,6%. Importa salientar que nesta fase para o cálculo do payback

apenas se teve em conta custos directos de energia, ou seja, o custo de energia activa, tendo-se

desprezado os custos associados à potência em hora de ponta, assim como o custo dos terminais de

acesso à energia activa.

Perante este cenário seria necessário investir cerca de 3.064 M€ e o payback deste investimento

variaria conforme a poupança energética, que de acordo com os 6 cenários seria o que se apresenta

na Tabela 4.11.

Tabela 4.11 Cenários de retorno de investimento do projecto de portas

Cenário Poupança Payback

1 869.542,50 € 3,52

2 942.613,30 € 3,25

3 1.182.896,99 € 2,59

4 844.926,42 € 3,63

5 732.269,57 € 4,19

6 647.776,93 € 4,73

4.3 Análise dos Sistemas de Ar Condicionado

4.3.1 Cenário de funcionamento dos sistemas de ar condicionado auditados

Definiu-se como objectivo desta medida a parametrização dos equipamentos de ar condicionado,

em particular temperatura e modo de funcionamento. Na Figura 4.13 apresenta-se um resumo das

temperaturas a que se encontravam os equipamentos, quer para a formato B, quer para a formato C

na hora de redefinir os parâmetros do AC, sendo a amostra analisada apenas para as lojas para as

quais foram disponibilizadas informações por parte do técnico de manutenção – as datas em que se

procederam às alterações de funcionamento encontram-se no Anexo 2.

58

Figura 4.13 Condições de funcionamento encontradas - Ar Condicionado

Os resultados obtidos vão de encontro às expectativas, isto é, encontraram-se vários

equipamentos com parâmetros de funcionamento que não são o que seria de esperar para a estação

do ano em questão – Verão. Para esses casos o responsável de manutenção foi encarregue de

efectuar as alterações necessárias por forma a regularizar o funcionamento de todos os

equipamentos.

4.3.2 Impacto de alteração temperaturas

Para calcular qual o impacto ambiental e económico que teve a implementação desta medida o

ideal seria ter todas as lojas monitorizadas para poder verificar directamente qual seria a variação do

consumo de energia eléctrica dos equipamentos de ar condicionado, mas tal não é possível.

Das lojas onde se parametrizaram as temperaturas e modo de funcionamento, apenas 6 estão

monitorizadas através do sistema de gestão de consumos. No entanto, para validar a implementação

desta medida é possível recorrer ao sistema de tele-contagem disponível no portal da EDP. Fez-se

então uma recolha de dados para todas as lojas, apresentando-se um excerto do mesmo na Tabela

4.12 e a versão alargada no Anexo 2.

Tabela 4.12 Resumo de alteração de parâmetros de funcionamento do AC por formato de loja

Formato B C

Lojas 44 30

Temperatura média ℃ encontrada 21,91 22,80

Temperatura mínima ℃ encontrada 16,00 16,00

Temperatura máxima ℃ encontrada 25,00 25,00

Redução média diária kWh -30,53 -37,86

Redução consumo total médio % -5% -4%

Redução média diária € -4,12 -5,11

Redução média diária de emissões de CO2 kg/CO2

10,95 13,58

Para as 74 lojas a cima – únicas para o qual foi possível retirar a informação pretendida – a

implementação desta medida permitiu reduzir em média diariamente por loja 33,51 kWh, que se

traduzem num impacto económico diário de 4,52 € e ambiental de 12,01 kg CO2.

0369

12151821242730

16 18 19 20 21 22 23 24 25 Off s/ inf.

Qu

an

tid

ad

e d

e l

oja

s

Temperatura encontrada

B C

59

De uma forma global, nestas 74 lojas, a alteração de parâmetros de funcionamento do ar

condicionado fez com que se reduzisse o consumo total energético em 5%, sendo este número ainda

mais aliciante se se tiver em conta que não teve qualquer tipo de custo.

Com base nestes pressupostos a redução teve efeitos até meados de Outubro de 2015, altura em

que se redefiniram os parâmetros de funcionamento para modo inverno e o impacto total foi de

acordo com o apresentado na Tabela 4.13.

Tabela 4.13 Retorno da alteração de parâmetros de funcionamento do Ar Condicionado

74 lojas Energia

Eléctrica kWh Impacto

Financeiro € Impacto

Ambiental Kg COs

Redução total diária -2479,40 -334,72 -889

Valor médio por lojas -33,51 -4,52 -12,01

Impacto total Verão -125.661,93 -16.964,36 -45060

4.3.3 Validação dos resultados obtidos

Para validar e quantificar de forma exacta se a medida implementada de facto tinha tido um efeito

positivo na redução de consumo energético dos sistemas de ar condicionado analisaram-se todas as

lojas monitorizadas através do sistema de gestão de consumos para as quais existiam registos de

variação de temperatura, tendo-se obtido os diagramas de carga das lojas 46, 49, 52, 72, 63 e 66,

respectivamente entre a Figura 4.14 e Figura 4.19, nos quais a linha (encarnada) que atravessa o

gráfico define a data de alteração de temperatura,

Figura 4.14 Diagrama de carga - Loja 46




0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

01-a

go

11-a

go

21-a

go

31-a

go

10-s

et

20-s

et

30-s

et

10-o

ut

20-o

ut

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

01-a

go

11-a

go

21-a

go

31-a

go

10-s

et

20-s

et

30-s

et

10-o

ut

20-o

ut

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

01-a

go

11-a

go

21-a

go

31-a

go

10-s

et

20-s

et

30-s

et

10-o

ut

20-o

ut

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

01-a

go

11-a

go

21-a

go

31-a

go

10-s

et

20-s

et

30-s

et

10-o

ut

20-o

ut

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

60



A alteração da temperatura e modo de funcionamento do Ar Condicionado provou ser eficaz para

os seis casos, verificando-se para todos eles uma redução do consumo médio associado ao consumo

desagregado do ar condicionado. Para os equipamentos em questão obteve-se uma redução de

acordo com os resultados da Tabela 4.14.

Tabela 4.14 Impacto da alteração de Temperatura em AC - validação através de lojas monitorizadas

Loja 46 49 52 72 63 66 Média

𝒌𝑾𝒉 𝒂𝒏𝒕𝒆𝒔 106,56 165,93 145,34 85,77 192,32 99,43 132,56

𝒌𝑾𝒉 𝒅𝒆𝒑𝒐𝒊𝒔 34,70 94,70 65,48 61,37 48,70 59,08 60,67

∆% 67% 43% 55% 28% 75% 41% 52%

∆𝑻(℃) 3 3 3 1 2 2 2,33 %

℃⁄ 22% 14% 18% 28% 37% 20% 22%

Os resultados desta análise ficaram acima do esperado, tendo-se obtido uma variação média de

22% por cada grau que se variou, ao contrário dos 7% inicialmente estimados.

Desde que se alterou o setpoint, os equipamentos apresentaram curvas de consumo

significativamente inferiores, estando inclusive maior parte do tempo parados quando comparados

com o período anterior a esta variação, uma vez que as temperaturas anteriormente programadas

eram bastante inferiores e como tal causavam maiores gradientes de temperatura e necessidade de

mais trabalho do equipamento para os compensar.

Os detalhes do impacto da alteração nas 74 lojas para as quais foi possível extrair informação

podem ser consultados no anexo 2.

4.4 Análise Energia Reactiva

4.4.1 Enquadramento e plano de acções

A metodologia implementada em relação a este tema passou numa primeira instância por

identificar lojas cuja facturação de electricidade apresentasse consumo de energia reactiva e

consequentemente um custo desnecessário. Apresenta-se na Figura 4.20 a evolução de facturação

de energia reactiva entre Julho de 2014 e Junho de 2015.

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

01-a

go

11-a

go

21-a

go

31-a

go

10-s

et

20-s

et

30-s

et

10-o

ut

20-o

ut

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

400,00

01-a

go

11-a

go

21-a

go

31-a

go

10-s

et

20-s

et

30-s

et

10-o

ut

20-o

ut

En

erg

ia E

léctr

ica (

kW

h)

61

Figura 4.20 Custo de energia reactiva entre Jul/14 e Jun/15

O custo médio mensal antes de proceder a qualquer tipo de intervenção era aproximadamente

12.700 € que podia em boa parte ser evitado. Para diminuir esta despesa seleccionaram-se lojas cujo

consumo médio de energia reactiva mensal se reflectisse num custo superior a 25 €, tendo-se obtido

uma amostra de 103 lojas com prioridade de análise. Os custos médios por lojas são apresentados

na Tabela 4.15 para diferentes gamas.

Tabela 4.15- Custos de Energia Reactiva por loja - média do período de análise

Custo médio de E.Reactiva €

Lojas Total Jul14-

Jun15

<25 300 18.518,83

25 - 100 59 33.068,19

100 - 200 24 33.374,17

200 - 300 11 26.623,24

300 - 400 4 17.473,84

400- 500 3 15.694,92

>500 2 8.038,66

Total 403 152.791,85

4.4.2 1ª Fase - Diagnósticos e reparações imediatas

Para eliminar este custo, como referido, trabalhando mais uma vez em equipa com o

departamento de manutenção definiram-se prioridades de intervenção. Elaboraram-se zonas e

percursos de acção consoante a posição geográfica das lojas identificadas, para que os custos de

contratação associados (deslocações e estadias) de um técnico especializado fossem minimizados.

Na Tabela 4.16 apresentam-se os custos e problemas encontrados para todos os locais identificados,

sendo que nesta primeira fase foram resolvidos alguns dos problemas, apresentando-se também este

custo médio por loja.

-

5.000,00

10.000,00

15.000,00

Cu

sto

de

En

erg

ia

Reacti

va (

€)

62

Tabela 4.16 Diagnóstico e custo de avaliação - 1ª fase

Diagnóstico Lojas Custo Total Custo por Loja 1ª fase

Avariada 2 85,85 42,93

Regulada 15 1.699,67 113,31

Sem Bateria 22 1.529,09 69,50

Sem potência suficiente 26 1.357,45 52,21

Substituição de Componente 38 8.009,58 210,78

Total Geral 111 12.681,64 114,25

O diagnóstico desta primeira fase concluiu que havia necessidade de reparação ou regulação de

baterias em 53 lojas, tendo-se substituído componentes como condensadores, contactores e fusíveis

de várias ordens de grandeza, conforme a necessidade de potência que cada bateria tinha, para além

de se terem regulado relés variométricos.

4.4.3 2ª Fase - Substituição de baterias

Para além de se repararem alguns componentes e de se regularem baterias na 1ª fase de

diagnóstico, foram também identificadas lojas com necessidade de instalação de uma nova bateria. A

justificar esta decisão estavam três tipos de cenário, desde lojas que tinham baterias com potência

insuficiente, avariadas e consequentemente inoperacionais ou mesmo por não existir uma bateria em

locais identificados. Ao todo definiram-se 50 locais com necessidade imediata de instalação de uma

nova bateria.

Numa segunda fase de intervenção foram encomendadas e instaladas as baterias para os pontos

identificados sendo o custo associado a esta segunda apresentado na Tabela 4.17.

Tabela 4.17 Custos de instalação de baterias

Diagnóstico Custo

Bateria Nova – 50 lojas 71.649,61

4.4.4 Impacto Económico e Ambiental

A substituição de equipamentos, assim como a manutenção de baterias foram concluídas com

sucesso. O impacto económico e ambiental previsto com a implementação desta medida apresenta-

se na Tabela 4.18.

63

Tabela 4.18 Impacto económico - Energia Reactiva

Manutenção de Equipamento

Baterias Novas

Lojas 53 50

Custo 1ª fase (€) 9.709,25 3.113,21

Custo 2 fase (€) - 71.649,61

Custo médio de E.Reactiva (€)

110,67 94,58

Retorno de investimento (anos)

0,14 1,32

Poupança mensal 11.189€

O custo médio mensal de energia reactiva apresentado na tabela a cima foi calculado com base

no histórico entre Julho de 2014 e Junho de 2015. Os resultados obtidos estão completamente

enquadrados com expectativa de retorno de investimento que a empresa tem, sendo em particular a

manutenção do equipamento um resultado de retorno quase imediato.

Para além de contribuir financeiramente, existe o impacto ambiental, reduzindo-se cada kVa

instalado uma 25 kg de CO2 [19]. Tendo em conta este factor de conversão os resultados de

implementação desta medida, no que diz respeito ao impacto ambiental foram os que se apresentam

na Tabela 4.19.

Tabela 4.19 Impacto ambiental de Baterias de Condensadores

Potência

instalada kVA

Baterias

Restauradas

Baterias

Novas

Redução de emissões

(Ton CO2 /ano)

45 33 36 77,36

65 17 11 45,6

75 2 3 9,38

100 1 2,5

Total 53 50 135 Ton

64

4.5 Síntese de Projectos Estudados

Abaixo apresenta-se uma síntese do ponto de vista da redução de consumo energético, impacto

ambiental, custos de implementação e tempos de retorno para os vários projectos estimados e

implementados no decorrer do trabalho realizado.

Tabela 4.20 Sintese de projectos estudados

Lojas Consumo total kWh

Poupança Anual kWh

Redução Consumo

%

Ton CO2

Impacto Financeiro

€ Custo €

Payback (anos)

Sistemas de Refrigeração - Lojas Auditadas - aproximação de consumos ideiais

19 5.932.832 704.516 12%

Sistemas de Refrigeração - Lojas Auditadas - Troca de Centrais

4 1.124.357 154.373 14% 55 20.841 71.000 3,41

Sistemas de Refrigeração - Extensão a todas as lojas critícas - troca de centrais

32 8.592.079 1.214.157 14% 435 163.911

Sistemas de Refrigeração - Projecto Ventiladores - Piloto

1

13.800 8% 5 1.799 1.363 0,76

Sistemas de Refrigeração - Extensão de Projecto de Ventiladores

338 74.746.693 5.983.518 8% 2.143 718.022 436.059 0,61

Sistemas de Refrigeração - Portas em murais de frio - Melhor Cenário

327 74.746.693 12.608.406 17% 4.516 1.182.896 3.064.875 2,59

Sistemas de Refrigeração - Portas em murais de frio - Pior Cenário

327 72.918.522 6.904.603 9% 2.473 647.776 3.064.875 4,73

Ar Condicionado - Troca de parâmetros de funcionamento

74

125.661 5% 45,06 16.964

Energia Reactiva - Manutenção e troca de baterias

103

134.268 84.472 0,63

Os estudos realizados aos sistemas de refrigeração provam que existe ainda um grande potencial

nesta área para investimento em eficiência energética e que existe uma grande diversidade de

medidas que se podem ainda implementar associadas a diferentes tipos de retorno, isto é, quer a

curto quer médio prazo.

É notório o potencial de investimento que existe por explorar tanto na implementação de centrais

de refrigeração, como na optimização de toda a instalação de frio de uma loja, quer por troca de

ventiladores ou introdução de portas de frio. Para além do retorno a que está associado este tipo de

investimento, as auditorias provaram e reforçam a necessidade de intervenção em casos críticos,

65

dado que se identificaram várias debilidades em componentes fundamentais para o funcionamento

das centrais, comprometendo sobretudo o tempo de vida da máquina.

Para além de se comprometer o funcionamento do equipamento, o histórico de manutenção revela

alguns caso de perda de mercadoria por falha no funcionamento de alguns equipamentos de frio com

consequência directa no cliente, reforçando a necessidade de analisar em detalhe o estado dos

equipamentos e considerar alguns investimentos.

Tendo em conta o parque de lojas que foi auditado seria possível em muitos casos através de uma

troca de todos os equipamentos, isto é, arcas de congelados, murais de frio positivo e centrais atingir

um nível de poupança e redução de emissões de CO2 ainda mais significativo, mas claro, estaríamos

perante um nível de investimento bastante superior.

É importante ter em conta as referências de consumo energético para os determinados projectos e

seguir uma filosofia de abertura de novas lojas com implementação de tecnologias eficientes para

que desta forma se possa contrariar o crescimento do sector de Serviço em Portugal a par do número

de supermercados a nível nacional.

O controlo de indicadores como intensidade energética provou ser bastante importante na

comparação de perfis de consumo energético de loja para loja considerando-se dimensões

semelhantes conseguindo-se com este identificar lojas cujo perfil de consumo desagregado do ar

condicionado deixava algumas dúvidas para além das questões a melhorar do ponto de vista da

refrigeração,

66

5 Conclusões

Ficou claro que os sistemas de refrigeração são os maiores responsáveis pelo consumo

energético, variando o impacto entre 34 e 47% entre inverno e verão, respectivamente. Num segundo

plano surge a área de climatização, que varia entre 22 e 13%, inverno e verão, respectivamente e por

fim os congelados com um consumo médio anual de 18%.

Por trás de toda esta análise e como base de validação para as análises feitas às áreas de

climatização e refrigeração estava o sistema de gestão de consumos. O objectivo principal foi a

parametrização e criação de alarmes que permitiram identificar consumos acima do padrão assim

como detectar alguns comportamentos por parte do staff em loja que se revelasse desajustado no

sentido do uso correto dos equipamentos.

Para melhorar este comportamento, com o objectivo de sensibilizar os utilizadores para a prática

de bom uso de energia criou-se um documento de boas práticas que foi implementado na empresa,

tendo como força de expressão a promoção de um embaixador da sustentabilidade em cada loja que

terá como missão motivar toda a equipa de trabalho e comunicar permanentemente com o

departamento técnico sempre que surjam questões derivadas de mau uso de equipamentos, ou seja,

referente a esta ultima questão, actuar num curto espaço de tempo em questões que estejam por

resolver e provoquem desvios de consumo energético e sobretudo impossibilidade de funcionamento

dos equipamentos dentro dos padrões de qualidade.

A análise à intensidade energética referida por [1] e a ausência de uma base de dados que

caracterizasse ou que simplesmente permitisse perceber qual o perfil de consumo energético anual e

respectiva intensidade energética em todas as lojas levou a que numa fase inicial com recurso à

facturação mensal se criasse um algoritmo que viabilizasse a análise pretendida.

A criação deste algoritmo permitiu elaborar uma base de dados que permitiu identificar de imediato

medida que viabilizou a redução do peso da facturação na estrutura de custos e também a redução

da emissão de partículas de CO2 – eliminação parcial de energia reactiva - gerando um retorno de

investimento para as baterias que foram restauradas de 1.3 meses e das que foram instaladas ou

substituídas na ordem de 1,3 anos. Para além do impacto significativo a nível financeiro a

contribuição para a redução de emissões de CO2 foi de 135 toneladas anuais.

Relativamente aos equipamentos de ar condicionado detectaram-se através do sistema de gestão

de consumos discrepâncias significativas nos perfis de consumo energético desagregados. Com base

em pressupostos teóricos [18] de que idealmente no Verão a temperatura mais adequada seria 25ºC

e no Inverno 20ºC, com modos de funcionamento de produção de frio e calor respectivamente, fez-se

uma auditoria preliminar para verificar quais os parâmetros de funcionamento destes equipamentos e

sempre que se verificasse que estes eram diferentes dos supostos ideais a ordem seria ajusta-los

parar o ponto de funcionamento óptimo, no caso de estudo, Verão.

67

Aplicou-se este procedimento em 74 lojas e o impacto foi imediato, reflectindo-se esta medida

numa redução do consumo energético nas lojas em questão de 5%, com uma redução de custo

imediata de 17 mil EUR e uma contribuição para a mitigação de emissões de CO2 de 45 toneladas.

A introdução desta medida foi em meados de Agosto, ou seja, no pico da intensidade energética

anual, conforme analisado em 3.1. Ou seja, o reflexo desta medida foi no início da fase descendente

da curva de intensidade energética o que extrapolando para a fase ascendente poderia ter duplicado

o impacto, isto se se tivesse implementado este procedimento no final de Maio, altura do ano em que

a temperatura em Portugal atinge vários picos superiores a 25ºC.

No que diz respeito aos sistemas de refrigeração, também porque foi a área mais explorada ao

longo da presente dissertação, motivado pelo forte impacto que tem no perfil de consumo energético

de uma loja, identificaram-se vários pontos de potencial melhoria. Parte das propostas de melhoria

surgiu no seguimento de uma auditoria a 19 lojas resultante da aplicação de um modelo de análise

sustentado em três critérios de análise, tendo-se obtido três tipos de incidências

1-Lojas com necessidade de pequenos ajustes que não comprometem o funcionamento dos

equipamentos;

2-Lojas que se aconselha a optimização da estrutura através da substituição de alguns

componentes como reguladores de frequência dos compressores, condensação flutuante, sistema

electrónico, entre outros;

3-Lojas que se aconselha a urgente substituição da central de refrigeração estando algumas

perto da rotura.

.Propôs-se um investimento de 71 mil EUR em quatro centrais de refrigeração sendo previsto um

payback entre 3 e 4 anos e uma redução de consumo de energia eléctrica estimada em 15%, além de

uma contribuição para mitigação de emissões de CO2 da ordem das 55 toneladas anuais. O tempo de

retorno de investimento está enquadrado com o tipo de equipamento que pode atingir um tempo de

vida entre 12 e 15 anos se os procedimentos e manutenção o viabilizarem.

A extrapolação destes critérios para o restante parque de lojas diz-nos que poderão existir mais 32

lojas cujos equipamentos poderão revelar resultados idênticos (críticos) e com base nos critérios e

indicadores criados, a potencial poupança associada a um investimento que viabilize a troca das

centrais de refrigeração das lojas em questão pode reflectir-se numa poupança anual que pode atingir

os 164 mil EUR e uma redução de consumo energético da ordem dos 14%, assim como contribuir

para a mitigação de emissões de CO2 em 453 toneladas.

Por outro lado a implementação de medidas como a integração de portas em todos os murais e a

instalação de ventiladores electrónicos apresentam-se como outras alternativas de investimento que

podem ter um forte impacto na redução da intensidade energética da rede de lojas do Grupo Dia,

projectando-se uma redução para o caso dos ventiladores de 8% e no caso das portas entre 9,5 e

17% em toda a rede de lojas.

68

Trabalho Futuro

Todo este trabalho deixaria de fazer sentido se não houvesse continuidade e como tal deixam-se

aqui algumas propostas de trabalho futuro consideradas como bastante importantes inclusive para a

Dia Portugal. Ficou claro que o ajuste de temperaturas no Verão para os 25ºC foi favorável, no

entanto o ajuste dos parâmetros de funcionamento, de forma automática, às condições ambientais

interiores na loja e exteriores poderá ser um caminho a percorrer. Desta forma, sugere-se um estudo

de viabilidade de um sistema que ajuste de forma automática a temperatura interior da loja em função

do clima em que se insere.

Será também interessante explorar de forma mais aprofundada qual o impacto que o sector do

retalho alimentar tem no perfil de consumo de energia final em Portugal, para além de ser

interessante tentar reunir informação das várias cadeias de supermercado no sentido de tentar

identificar alguns padrões de boas práticas do uso de energia, quer do ponto de vista

comportamental, quer do tipo de equipamentos em cada loja.

69

Bibliografia

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A

Anexos

Anexo 1

Figura 0.1 Horários legais de Inverno

B

Figura 0.2 Horários legais de Verão

C

Anexo 2

Cenários encontrados e poupanças atingidas com a alteração de parâmetros de funcionamento do

ar condicionado das 74 lojas auditadas.

loja Formato Data Temperatura encontrada

kWh /dia € / dia kg CO2 / dia %

1 B 07-09-2015 16 0,00 0,00 0,00 0%

2 B 03-09-2015 18 -62,07 -8,38 -22,26 -10%

3 B 17-09-2015 18 -13,93 -1,88 -5,00 -3%

4 B 03-09-2015 19 -61,53 -8,31 -22,06 -11%

5 B 21-09-2015 20 0,00 0,00 0,00 0%

6 B 09-09-2015 20 -67,87 -9,16 -24,34 -11%

7 B 09-09-2015 20 -49,60 -6,70 -17,79 -8%

8 B 19-09-2015 21 13,87 1,87 4,97 2%

9 B 26-08-2015 21 97,67 13,19 35,02 12%

10 B 10-09-2015 21 0,00 0,00 0,00 0%

11 B 07-09-2015 21 -39,27 -5,30 -14,08 -6%

12 B 07-09-2015 21 0,00 0,00 0,00 0%

13 B 17-09-2015 22 -92,73 -12,52 -33,25 -12%

14 B 16-09-2015 22 -31,67 -4,28 -11,36 -6%

15 B 21-09-2015 22 -21,20 -2,86 -7,60 -3%

16 B 10-09-2015 22 -133,93 -18,08 -48,03 -15%

17 B 07-09-2015 22 -48,67 -6,57 -17,45 -9%

18 B 10-09-2015 22 -71,93 -9,71 -25,79 -12%

19 B 14-09-2015 22 -48,27 -6,52 -17,31 -8%

20 B 08-09-2015 22 14,40 1,94 5,16 3%

21 B 07-09-2015 22 -46,60 -6,29 -16,71 -7%

22 B 02-09-2015 22 -50,53 -6,82 -18,12 -8%

23 B 02-09-2015 22 -54,93 -7,42 -19,70 -7%

24 B 07-09-2015 22 0,00 0,00 0,00 0%

25 B 19-09-2015 22 -13,73 -1,85 -4,92 -3%

26 B 04-09-2015 22 -71,87 -9,70 -25,77 -10%

27 B 07-09-2015 22 -36,20 -4,89 -12,98 -6%

28 B 10-09-2015 22 0,00 0,00 0,00 0%

29 B 04-09-2015 22 0,00 0,00 0,00 0%

30 B 10-09-2015 23 -47,07 -6,35 -16,88 -11%

31 B 14-09-2015 23 -61,27 -8,27 -21,97 -8%

32 B 16-09-2015 23 -18,87 -2,55 -6,77 -4%

33 B 09-09-2015 23 -53,53 -7,23 -19,20 -10%

34 B 18-09-2015 23 8,33 1,13 2,99 1%

35 B 11-09-2015 23 -47,13 -6,36 -16,90 -6%

36 B 15-09-2015 24 -42,60 -5,75 -15,28 -8%

37 B 16-09-2015 24 0,20 0,03 0,07 0%

38 B 18-09-2015 24 -22,93 -3,10 -8,22 -4%

39 B 25-08-2015 24 0,00 0,00 0,00 0%

40 B 04-09-2015 24 -41,20 -5,56 -14,77 -7%

41 B 16-09-2015 24 -30,93 -4,18 -11,09 -6%

42 B 03-09-2015 24 -95,93 -12,95 -34,40 -15%

43 B 04-09-2015 24 0,00 0,00 0,00 0%

44 B 02-09-2015 24 0,00 0,00 0,00 0%

D

45 C 24-08-2015 16 -1,73 -0,23 -0,62 0%

46 C 16-09-2015 22 -107,07 -14,45 -38,39 -10%

47 C 16-09-2015 22 -92,40 -12,47 -33,13 -11%

48 C 26-08-2015 22 12,67 1,71 4,54 1%

49 C 27-08-2015 22 -54,60 -7,37 -19,58 -3%

50 C 09-09-2015 22 -82,20 -11,10 -29,48 -10%

51 C 19-09-2015 22 -104,07 -14,05 -37,32 -10%

52 C 17-09-2015 22 -57,73 -7,79 -20,70 -6%

53 C 18-09-2015 23 0,00 0,00 0,00 0%

54 C 16-09-2015 23 -40,20 -5,43 -14,41 -4%

55 C 21-09-2015 23 3,40 0,46 1,22 0%

56 C 26-08-2015 23 -19,93 -2,69 -7,15 -2%

57 C 15-09-2015 23 -76,60 -10,34 -27,47 -8%

58 C 17-09-2015 23 -30,67 -4,14 -11,00 -4%

59 C 18-09-2015 23 -15,87 -2,14 -5,69 -2%

60 C 24-08-2015 23 0,00 0,00 0,00 0%

61 C 26-08-2015 23 -26,07 -3,52 -9,35 -3%

62 C 02-09-2015 23 -9,33 -1,26 -3,35 -1%

63 C 08-09-2015 23 -131,80 -17,79 -47,26 -12%

64 C 09-09-2015 23 -69,33 -9,36 -24,86 -6%

65 C 09-09-2015 23 0,00 0,00 0,00 0%

66 C 08-09-2015 23 -92,60 -12,50 -33,20 -9%

67 C 17-09-2015 24 -31,93 -4,31 -11,45 -4%

68 C 26-08-2015 24 -2,07 -0,28 -0,74 0%

69 C 25-08-2015 24 3,40 0,46 1,22 0%

70 C 26-08-2015 24 0,00 0,00 0,00 0%

71 C 26-08-2015 24 -59,73 -8,06 -21,42 -10%

72 C 08-09-2015 24 -49,00 -6,62 -17,57 -4%

73 C 21-09-2015 24 -3,47 -0,47 -1,24 0%

74 C 21-09-2015 24 3,07 0,41 1,10 0%

identificação de potencial de eficiência energética no ... · para 74 lojas. através da...

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