manual eficiencia energetica

7/25/2019 Manual Eficiencia Energetica

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MANUAL DE BOAS PRTICAS


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manual de boas prticas

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NDICE

1. Introduo2. Ar Comprimido 2.1 Medidas sem Custos de Utilizao de Ar Comprimido3. Iluminao 3.1 Iluminao em instalaes industriais 3.1.1 Pavilhes com altura inferior a 6 metros: utilizao de balastros eletrnicos 3.1.2 Pavilhes com alturas superiores a 6m: lmpada de vapor de sdio de alta presso 3.1.3 A quantidade de luz adequada 3.1.4 Armaduras estanques 3.1.5 Luz e controle de qualidade 3.1.6 Sensores de luz natural e regulao de fluxo 3.1.7 Clculo

3.1.7.1 Tipo de local Pot. (W/m2)4. Motores 4.1 Utilizao eficiente de energia em motores 4.2 Aplicaes tpicas de motores 4.3 Sistemas de fora motriz

4.4 Utilizao eficiente dos motores

4.5 Perdas e Rendimento 4.6 Perdas tpicas nos motores 4.7 Desvantagens do sobredimensionamento 4.8 Motores de alto rendimento

4.9 Motores de Alto Rendimento 4.10 Deciso de Instalao de Motores de Alto Rendimento

4.10.1 Instalao de um novo equipamento ou motor 4.10.2 O motor existente avariou 4.10.3 O motor existente est fortemente sobredimensionado 4.10.4 Reparao/Rebobinagem

4.10.5 Controlo de Velocidade4.10.6 Aplicaes com carga varivel ou parcial4.10.7 Bombas e Ventiladores

4.10.8 Mtodos Convencionais de Controlo de Velocidade4.10.9 Variadores Eletrnicos de Velocidade (VEVs)

5. Fator Potncia 5.1 Energia Reativa, Potncia Ativa, Reativa e Aparente 5.2 Fator de Potncia 5.2.1. Causa dos baixos Fatores de Potncia

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5.2.2 Efeitos da energia reativa nas redes eltricas 5.2.2.1 Aumento das Perdas na Rede 5.2.2.2 Reduo da vida til dos equipamentos 5.2.2.3 Penalizaes Tarifrias 5.2.3 Subutilizao da capacidade instalada 5.2.4 Cabos de maior seco 5.2.5 Fatores de Potncia dos recetores mais usuais

5.2.6 Determinao do Fator de Potncia 5.3 Como compensar o Fator de Potncia 5.3.1 Modos de compensao do Fator de Potncia 5.3.1.1 Compensao Individual 5.3.1.2 Compensao por grupos de recetores 5.3.1.3 Compensao geral

5.3.1.4 Compensao combinada5.3.1.5. Compensao com regulao automtica

5.3.2 Aspetos tcnico-econmicos e alguns benefcios de uma compensao5.3.3 Diversos benefcios devem ser considerados na ponderao de um investimentoem compensao do fator de potncia:

5.4. Mtodos de gerar energia reativa (VArs) 5.4.1 Motor sncrono sobreexcitado

5.4.2 Condensador

5.4.2.1 Ligao de condensadores em baterias de condensadores com controlomanual.5.4.2.2 Ligao de condensadores em baterias e controlo automtico(por rel tvarimtrico).

5.4.3 Condensadores associados Eletrnica de Potncia6. Energias Renovveis 6.1 Energia fotovoltaica 6.1.1 Sistemas autnomos 6.1.2 Sistemas ligados rede 6.1.3 Avaliao econmica 6.2 Breves notas sobre a radiao solar

6.2.1 Os tipos de energia predominantemente utilizados na era industrial so limitados.6.2.2 Distribuio da radiao solar

6.2.3 Radiao direta e difusa 6.2.4 Definio do ngulo 6.2.5 Posio e espetro do Sol 6.2.6 Radiao solar em planos inclinados 6.3 Breves notas sobre a energia solar trmica 6.3.1 Radiao solar proveniente do sol 6.3.1.1 Energia solar 6.3.2 Bases astronmicas e meteorolgicas

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6.3.3 Mudanas climticas e as suas consequncias 6.3.4 Argumentos a favor dos sistemas solares 6.3.5 Iniciativa Pblica gua Quente Solar para Portugal 6.4 Energia Calorfica 6.5 Energia mecnica 6.6 Bioenergia

6.6.1 Bioenergia - energia proveniente do sol 6.6.2 Fontes de energia eficientes 6.6.2.1 Uso a longo prazo 6.6.2.2 Tipos de biomassa 6.6.2.3 Fontes de biomassa 6.6.2.3.1 Culturas para fins energticos 6.6.2.3.2 Resduos agrcolas e florestais 6.6.2.3.3 Sub-produtos orgnicos 6.6.2.3.4 Resduos orgnicos 6.6.3 Tipos de fontes de bioenergia 6.6.3.1 Fontes de biomassa slida 6.6.3.2 Fontes de biocombustveis lquidos 6.6.3.2.1 leo vegetal natural 6.6.3.2.2 Biodiesel 6.6.3.2.3 Etanol

6.6.4 Fontes de biocombustveis gasosos6.6.4.1 Possveis usos tcnicos6.6.5 Fontes de biomassa slida6.6.6 Produo de calor6.6.7 Combusto de fontes slidas de biomassa6.6.8 Gerao combinada de calor e energia6.6.9 Motor de ignio a gs6.6.10 Motor gs-diesel6.6.11 Motor de injeo a diesel

7. Setor Domstico 7.1 Como poupar energia em casa? 7.1.1 Casa-de-banho: 7.1.2 Cozinha 7.1.3 Quarto 7.1.4 Despensa

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Com o apoio do FEDER Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional e atravs do ProgramaOperacional Regional do Centro, a Associao Empresarial de gueda (AEA) est a desenvolver,em parceria com outras entidades relevantes nos meios cientficos e tecnolgicos da regio, um projetoconjunto de implementao de medidas de eficincia e racionalizao energtica, a aplicar em 15empresas selecionadas, estando, ainda, prevista formao nessas reas, para alm de aes de divulgaoe sensibilizao em empresas, escolas e sociedade em geral.

A ideia de desenvolver um projeto desta natureza resultou da constatao do peso crescente da faturaenergtica na estrutura de custos das empresas industriais, bem como da imposio legal da elaboraode Planos de Racionalizao de Consumos de Energia (PRCE). A eficincia energtica assume, cada vezmais, um papel relevante na gesto das empresas, na medida em que contribui diretamente paraa competitividade das unidades industriais.

De acordo com o Decreto-Lei n 71/2008, de 15 de abril, as empresas que no ano civil imediatamenteanterior tenham tido um consumo energtico superior a 500 toneladas equivalentes petrleo (500 tep/ano), so obrigadas a realizar auditorias energticas e a elaborar Planos de Racionalizao de Consumosde Energia (PRCE).

Como qualquer fator de produo, a energia deve ser gerida contnua e eficazmente, devendoo processo comear pelo diagnstico da empresa.

A auditoria energtica a radiografia ao desempenho energtico da unidade fabril.

Atravs dela, avalia-se quanta energia efetivamente consumida e de que forma essa energia utilizada,estabelecem-se os principais fluxos e identificam-se os setores ou equipamentos onde prioritrio atuar.

De acordo com o mesmo decreto-lei, a auditoria energtica uma obrigao legal, surgindo, assim,como um instrumento fundamental, que o gestor de energia possui para contabilizar os consumos deenergia, a eficincia energtica dos seus equipamentos e as perdas que se verificam, tendo comofinalidade ltima reduzir essas perdas sem afetar a produo, isto , economizar energia atravs do usomais eficiente da mesma, dando, depois, lugar aos j referidos Planos de Racionalizao do Consumode Energia.

O manual de boas prticas o culminar das auditorias energticas, sendo elaborado com a participaode todos os parceiros.

O presente manual aponta melhores prticas na utilizao do:

Ar comprimido; Na iluminao; Na correo do fator potncia; Na utilizao da energia renovvel; No utilizao da energia no setor domstico

INTRODUO1


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O ar comprimido um fluido de utilizao intensiva em inmeras empresas industriais como: Controlo e a instrumentao;Acionamentos pneumticos;Sopragens;

Limpezas; Formas de Produo de Ar Comprimido.Muito embora se trate duma forma cmoda e segura de "transmitir" energia a um processo, o seu custo, normalmente, mais elevado do que a utilizao direta de energia eltrica ou hidrulica. frequente encontrarem-se instalaes de ar comprimido em que o consumo eltrico dos respetivoscompressores de ar, representa mais de 10% do consumo global de eletricidade da unidade industrial.Face aos elevados custos energticos do ar comprimido, devem ser adotadas as seguintes medidasde otimizao e racionalizao: Desligar o compressor nos perodos de paragem, como pausa para refeies e perodos deno laborao; Produzir o ar comprimido a uma presso mnima de laborao, uma vez que os consumosenergticos aumentam quase proporcionalmente com a presso; Escolher um compressor de ar corretamente dimensionado para as necessidades do processo; Garantir que o ar aspirado pelo compressor limpo e frio.

A manuteno peridica do compressor (limpeza de grelhas, filtros, lubrificao, etc.) e tambm

essencial para um funcionamento perto dos valores de fbrica; A eliminar todas as fugas de ar imprescindvel para a reduo do consumo energtico; Evitar velocidades de escoamento do ar superiores a 6 m/seg, utilizando, para esse efeito,dimetros de tubagem dimensionados com folga suficiente; este sobredimensionamento da tubagem,para alm de garantir menores perdas de carga, permite tambm, fazer face a um eventual aumentode consumo de ar na instalao; Evitar o mais possvel, curvas e outros acidentes no traado da rede.Nos troos retos, adotar uma inclinao apropriada, que permita o escoamento da gua condensada natubagem; para isso, devero tambm instalar-se purgadores, nos pontos mais baixos da rede, e proceder,regularmente, verificao do correto funcionamento destes dispositivos. Remover, ou isolar

convenientemente com vlvula (ou tampo), eventuais troos da rede de distribuio, que deixaramde ser utilizados; Verificar regularmente, o correto funcionamento dos equipamentos e ferramentas pneumticas,e cumprir os prazos de manuteno recomendados.Regular a presso de trabalho em funo da utilizao; o recurso a eventuais vlvulas redutoras depresso, localizadas junto dos utilizadores, traduz-se sempre por uma economia de energia, a par dumamelhoria na segurana de manuseamento. Um caso tpico, so as pistolas pneumticas usadas paralimpeza e/ou secagem de materiais ao longo do processo, equipamentos que, normalmente, trabalhamcom uma presso de ar demasiado elevada, contribuindo para grandes desperdcios de energia; nestescasos devero ser ensaiadas presses de trabalho mais baixas (mantendo o nvel de satisfao desejado)

AR COMPRIDO2


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pois, por exemplo, uma pistola regulada a 1.4 bar, consome um tero do ar, que uma outra que laboraa 6.2 bar; Instalar electrovlvulas nos equipamentos principais consumidores de ar, por forma a isol-losconvenientemente, quando os mesmos se encontram fora de servio.

2.1 Medidas sem Custos de Utilizao de Ar Comprimido

a. ajustar a presso de utilizaoProduo de 1 m2

g 1

Se tivermos um compressor a 8,5 bar e reduzir para 5,5 bar a a reduo ser de 0,02 kWh. O que paraum dia tipo de 7 horas e 8m3 corresponderia a uma poupana de 4,12/dia.

Face aos elevados custos (e consumos) energticos que esto associados produo deste fluido,a deteo sistemtica e a posterior eliminao das fugas de ar, devero constituir uma das rotinas damanuteno; esta dever ser implementada de forma regular, com uma periodicidade que no deverir alm duma semana.

b. eliminao de fugas de ar

Dimetro do orifcio

mm 6 bar m3/min 7 bar m3/min

1 0,06 0,07

3 0,6 0,7

5 1,6 2

10 6,3 7

Caudal de ar

g 2

Para uma laborao de 8 horas dirias, com uma rede sujeita a uma presso de 6 bar, implicaria umapoupana de 1.6m3/min, que corresponde a um gasto energtico de 72.98KWh e a um gastoeconmico de 5.10/dia.


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Uma instalao de iluminao bem implementada pode contribuir para a rentabilidade de umaatividade, permitindo: ganhos financeiros: estar atento qualidade de iluminao deve conduzir a uma reflexo sobreos custos de explorao e de manuteno da instalao;

ganhos de produtividade: iluminar bem contribui para melhorar as condies de produo e ocontrole de qualidade;

ganhos sociais: pela reduo do desconforto, da fadiga visual e de riscos de acidentes;

ganhos ambientais: com uma boa iluminao h menos energia consumida e, com frequncia,menos lmpadas utilizadas para recolher e tratar;

3.1 Iluminao em instalaes industriais

3.1.1 Pavilhes com altura inferior a 6 metros: utilizao de balastros eletrnicosAs grandes superfcies industriais ou comerciais, com altura inferior a 6 m, com durao de iluminaomuito longa devem ser tratadas com lmpadas fluorescentes de alto rendimento, pelas seguintes razes: poupana de energia e reduo da potncia instalada: o balastro eletrnico consome duas a trsvezes menos do que o balastro ferromagntico; reduz tambm o consumo da lmpada (uma lmpada de58 W passa a consumir apenas 50 W);

ganho em qualidade e quantidade de luz: as lmpadas acendem instantaneamente, noproduzem efeito estroboscpico, perigoso no caso de existirem mquinas optativas; o seu rendimentoluminoso aumentado em mais de 20%; no fim da durao de vida as lmpadas so automaticamentedesligadas (deixa de haver cintilao de lmpadas em defeito);

aumento da durao de vida das lmpadas: o balastro eletrnico protege a lmpada contravariaes de tenso ou curto-circuito. A regulao da alimentao aumenta a durao de vida dalmpada em 50%, o que reduz os custos de manuteno e o nmero de lmpadas a substituir.

3.1.2 Pavilhes com alturas superiores a 6m: lmpada de vapor de sdio de alta pressoAs instalaes com altura superior a 6 m, , na maior parte das vezes, mais econmico optar por outraslmpadas de descarga: as de vapor de sdio de alta presso: pelo seu excelente rendimento luminoso (mais de 100

lm/W) e a sua longa durao de vida (at 18000 horas); as de iodetos metlicos: se a natureza da atividade exigir uma luz branca ou uma melhor

qualidade de restituio de cores; as lmpadas de induo: graas sua excecional durao de vida (60000 horas) so

particularmente adequadas nos casos em que os custos de manuteno so elevados (dificuldade

ILUMINAO3


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de acesso ou necessidade de interromper a produo).

3.1.3 A quantidade de luz adequada bom dispor de quantidades importantes de luz natural, mas esta luz modifica-se com frequncia e,conforme existirem ou no nuvens, a iluminao pode tornar-se insuficiente. Se no encarado deixaras armaduras ligadas permanentemente, a soluo muito rapidamente rentvel e econmica consisteem ajustar o nvel de iluminao artificial em relao com a disponibilidade de luz natural: uma clulafotoeltrica instalada no local, associada a balastros eletrnicos de regulao de fluxo, permite obter umajuste em tempo real da iluminao da zona de trabalho:

se estiver tempo claro, a contribuio da iluminao artificial diminui; se estiver tempo mais sombrio, as lmpadas retomam um fluxo luminoso mais elevado.

Este sistema permite economizar 20% no consumo de energia eltrica. O investimento suplementar assim rapidamente rentabilizado.

3.1.4 Armaduras estanquesA resposta em termos da qualidade da armadura deve ser proporcional e adaptada aos riscos existentes:

as condies de utilizao das armaduras industriais so muitas vezes difceis, e existemespecficos dedicados a cada tipo de risco: choques mecnicos, corroso, ambientes explosivos,

humidade, poeiras, etc. No projecto de iluminao, que inclui o caderno de encargos dainstalao, estes riscos devem ser bem identificados;

um aparelho estanque standard no constitui uma garantia universal para os problemasambientais e a armadura mais resistente aos choques mecnicos no forosamente a melhoradaptada para uma atmosfera qumica (cidos lcticos, gasleo, etc.).

3.1.5 Luz e controle de qualidadeMais de 70% das informaes que recebemos so-nos transmitidas pela viso. O posto de controle dequalidade merece portanto um nvel de iluminao muito elevado e uma instalao de iluminao que

garanta um muito bom conforto visual aos operadores na pesquisa do mais pequeno defeito. Os riscosde encandeamento e os reflexos controlados pelo uso de ticas de baixa ou muito baixa luminncia, somuito reduzidos, condio indispensvel para garantir a qualidade do controle.

Enfim, as lmpadas devem apresentar um ndice de restituio de cores pelo menos igual a 85,principalmente se for necessrio apreciar a qualidade das cores.

A iluminao interior em geral realizada com lmpadas fluorescentes. Para funcionar, estas lmpadastm necessidade de equipamento auxiliar, que tem um consumo prprio. Por exemplo, uma lmpadade 58 W alimentada por um balastro ferromagntico standard consome cerca de 12 Wsuplementares. As lmpadas com balastro eletrnico so mais caras, mas as suas caractersticas


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permitem realizar importantes economias de consumo. Sem contar que estes balastros permitem slmpadas emitir mais luz, e portanto menos armaduras a instalar para um resultado igual. Alm disso,os balastros eletrnicos prolongam a durao de vida das lmpadas em cerca de 50%: as intervenesde manuteno (substituio das lmpadas) so portanto menos frequentes. Os custos de manutenotornam-se portanto mais reduzidos e a soluo que parece partida mais custosa revela-se como a maisrentvel no balano global. De facto o balastro eletrnico constitui um primeiro nvel do equipamento:permite em seguida por em Ao um ou mais sistemas de comando automtico da iluminao, adianteindicados. Vrias configuraes de gesto da iluminao permitem uma reduo dos consumos at50%. Ganhos de 70% podem ser obtidos com configuraes mais complexas: armadura com balastro eletrnico: permite poupar at 25%; armadura com balastro eletrnico e com regulao manual: permite poupar at 35%; armadura com balastro eletrnico, e programao por interruptor horrio: permite uma

poupana at 35%; armadura com balastro eletrnico, com regulao de fluxo luminoso e deteo de presena:

permite uma poupana at 40%; armadura com alimentao eletrnica, com regulao de fluxo e clula de gesto de luz: permite

uma poupana at 50%.

Diviso adequada dos circuitos de iluminao A maior ou menor diviso dos circuitos de iluminao,ou seja o nmero de lmpadas que controlado por um mesmo disjuntor / interruptor , em muitoscasos, uma condicionante importante das potencialidades de racionalizao energtica dos sistemas

de iluminao.

Cada situao necessitar de uma anlise crtica individual. No entanto recomenda-se, como medidade carcter geral, a colocao de um interruptor para controlar, no mximo, 3 a 6 pontos de luz.

Nas situaes em que o controlo desta iluminao realizado de forma manual, a localizao dos vriosinterruptores revela-se tambm importante para a implementao de algumas boas prticas, podendooptar-se por centralizar ou descentralizar os vrios comandos.

Nos casos em que haja apenas um responsvel pelo acionamento dos sistemas de iluminao, dever

optar-se por centralizar vrios interruptores, em um ou dois locais; pelo contrrio, quando o pessoaldo prprio sector que controla a sua iluminao geral, o comando desta dever estar na prpria seco,sob pena de ser ligada, ou desligada, apenas no incio e no fim do perodo de trabalho.

Relativamente iluminao localizada dos postos de trabalho, idealmente o seu controlo dever serindividual, por forma a poder ser desligada em todas as situaes de interrupo do trabalho, mesmonas pequenas paragens.Desligar os sistemas de iluminao nos perodos de paragem boa prtica, de aplicao generalizadaa todas as reas em que se regista consumo energtico, assume tambm grande importncia ao nvelda iluminao.


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frequente encontrarem-se sistemas de iluminao que so mantidos em funcionamento, total ouparcial, quer durante as paragens de almoo, quer mesmo noite e ao fim de semana. Para evitar estedesperdcio energtico necessrio criar procedimentos e estabelecer rotinas, no sentido de que todosos circuitos de iluminao sejam desativados em perodos de inatividade.

Mesmo no caso das lmpadas fluorescentes, cuja vida til diminui um pouco, com a frequncia deacendimentos, esta prtica justifica-se sempre que o perodo de paragem seja superior a cerca de15 / 20 minutos.

Nos casos em que o horrio de funcionamento assuma um carcter rgido e bem definido, a soluomais eficiente consiste em instalar sistemas simples de controlo automtico da iluminao, por exemplointerruptores horrios, eliminando-se potenciais situaes de esquecimento.Instalar sistemas automticos de controlo por muito rgida que seja a implementao de procedimentosmanuais, o recurso a sistemas automticos de controlo , na maioria dos casos, a forma mais eficientede gerir os circuitos de iluminao.

Estes sistemas automticos permitem otimizar a utilizao das instalaes de iluminao, resultandonormalmente em economias de energia significativas, sem prejuzo dos nveis de conforto visualnecessrios em cada local e/ou atividade.

Os sistemas de utilizao mais generalizada so do tipo tudo ou nada, podendo ser acionados por

interruptor horrio, por detetor de presena ou por fotoclula sensvel ao nvel de luminosidade.Uma das utilizaes mais comuns deste tipo de sistema, consiste no controlo da iluminao de zonasexteriores, recorrendo-se a interruptores crepusculares, que ligam e desligam esta iluminao,respetivamente, ao cair da noite e ao incio da manh.

Esta soluo, de baixo custo, garante uma eficincia mxima, devendo ser aplicada em todas as reasexteriores. mais vantajosa que os sistemas mais antigos por interruptor horrio, pois estes obrigam a umainterveno manual, para ajustamento do relgio ao longo do ano, sendo por isso menos eficientese mais falveis.

Em espaos interiores qualquer dos sistemas de controlo referidos pode ser aplicado, dentro dasseguintes condies:o controlo por temporizao, por interruptor horrio, embora seja menos flexvel e maislimitado que os restantes, continua a ser uma boa soluo em instalaes que tenham umfuncionamento bem definido, podendo ser utilizado para desligar a iluminao no final do dia,na paragem para almoo, e ao fim de semana;

os detetores de presena so normalmente utilizados em zonas pouco frequentadas (sanitrios,armazns, arrumos, caves, etc.) e atuam apenas, como o nome indica, quando detetama presena de algum na respetiva rea, garantindo uma utilizao mnima da iluminaono local;


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o controlo por fotoclula aplicvel em locais que disponham de boa iluminao natural,e permite gerir racionalmente o funcionamento dos circuitos de iluminao geral; a fotoclulapoder ficar colocada, quer no exterior, quer no interior, junto a uma janela, ou noutro localque se pretenda utilizar como referencial de luminosidade;

A aplicao destas fotoclulas a sistemas de controlo tudo ou nada deve, no entanto, ser combinadacom uma boa iluminao localizada dos postos de trabalho, pois caso contrrio o corte brusco dailuminao geral dos setores pode dar origem a problemas vrios, como por exemplo, quebras deproduo e mesmo acidentes de trabalho.

Para alm dos sistemas mais vulgares tudo ou nada, existem atualmente sistemas de controlo porregulao do fluxo luminoso que embora de maior custo constituem muitas vezes a soluo maiseficiente, quer do ponto de vista energtico, quer da produtividade e da prpria segurana.

Estes sistemas permitem regular o fluxo luminoso de forma contnua, sendo igualmente controladospor uma fotoclula, que em funo do nvel de iluminao natural, ajusta o fluxo da iluminaoartificial, por forma a manter constante o valor da luminosidade pretendido no local; desta formaevitam-se os problemas dos sistemas tudo ou nada, com economias de energia significativas.

O desenvolvimento dos balastros eletrnicos veio facilitar a aplicao deste tipo de controlo sarmaduras fluorescentes, com resultados muito positivos, ao nvel do seu consumo eltrico.

3.1.6 Sensores de luz natural e regulao de fluxoQuando h luz natural em quantidade suficiente as filas de armaduras junto das janelas so desligadase as restantes operam com uma regulao de fluxo de valor adequado.

Pode-se poupar energia adicional atravs do uso de detetores de movimento ou de presena ou deinterruptores horrios, que desligam a iluminao quando no h trabalho no local.

Para locais com pouco movimento, por exemplo corredores, existem atualmente balastros eletrnicos,que, associados a detetores de movimento, permitem efetuar com eficincia grandes poupanas deenergia neste tipo de locais.

Em vez de se desligar completamente a iluminao, na ausncia de pessoas, efetuada uma regulaode fluxo luminoso para cerca de 10%.

Desde o momento em que algum entre no local, o fluxo luminoso novamente regulado para 100%.A temporizao para a diminuio de fluxo luminoso pode ser regulada pelo detetor de movimento.

A velocidade de diminuio do fluxo luminoso uma funo do balastro eletrnico.Esta funo designada por corridor function e requer sempre a associao de balastros eletrnicoscom regulao de fluxo a detetores de movimento.


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3.1.7 Clculo3.1.7.1 Tipo de local Pot. (W/m2)Armazenamento e arquivos 6Halls e corredores 12Outros locais com rea >30 m2 15Outros locais com rea


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MOTORES

4.1 Utilizao eficiente de energia em motores Os motores de induo representam 90% do consumo de energia em fora motriz; Nos pases desenvolvidos os motores consumem metade da energia eltrica;

Os sistemas que integram motores tm potenciais elevados de poupana de energia eltrica.

4.2 Aplicaes tpicas de motores

Bombas Compressores

Ventiladores Moinhos Misturadores Elevadores Bombas Compressores Ventiladores Moinhos Misturadores Elevadores

4.3 Sistemas de fora motriz

Em geral os sistemas de fora motriz podem integrar 4 mdulos:Variador Eletrnico de Velocidade (VEV);

Motor Eltrico;Transmisso mecnica;Dispositivo de uso final.

4.4 Utilizao eficiente dos motores

Dimensionamento correto dos motores Utilizao de motores de alto rendimento; Utilizao de transmisses mecnicas de baixas perdas; Utilizao de variadores eletrnicos de velocidade para adaptar o regime de trabalho

s flutuaes de carga; Otimizao das condies de funcionamento.

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4.5 Perdas e Rendimento As perdas num motor de induo correspondem energia que no convertida em trabalho

til, e que transformada em calor; As perdas no s contribuem para a reduo do rendimento do motor, mas tambm vo provo

car um aumento da sua temperatura; Um aumento excessivo de temperatura pode conduzir a uma reduo substancial da vida

do motor.

4.6 Perdas tpicas nos motores

Tipo de perdas Localizao Dependncia Valor

perdas no cobre condutores do retrator e rotorcrescem rapidamente

com a carga

18% rotor 37% estrator

perdas no ferro circuito magntico

constantes e independentes da

carga

20%

perdas mecnicasrolamentos, ventoinha e parte

rotativa

constantes e

independentes da

carga

9%

perdas devidas

a

saturao de ferro;

acabamento das superfciesdo entreferro;

harmnicos

perdas suplementares 16%

constantes e

independentes dacarga

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4.7 Desvantagens do sobredimensionamento

Menor rendimento: o rendimento dos motores reduz-se substancialmente, especialmente nosmotores mais pequenos;

Menor fator de potncia: o fator de potncia degrada-se rapidamente a partir da plena carga; Maior custo da instalao do motor, da aparelhagem de acionamento associada

(contatores, arrancadores, etc.).

4.8 Motores de alto rendimento

Aspetos menos positivos no funcionamento de um motor de alto rendimento, causados pelamenor resistncia do rotor:Diminuio do binrio de arranque => problemas em cargas com elevada inrcia;

Aumento da corrente de arranque, o que pode ter implicaes no dimensionamento da alimentao e acionamento do motor;

Diminuio do escorregamento, ou seja um pequeno aumento da velocidade do motor.


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4.9 Motores de Alto RendimentoExemploMotores de 10hp podem apresentar velocidades plena carga de 1460 RPM ou 1450 RPM, paramotores de alto rendimento e standard respetivamente.Em bombas e ventiladores => a carga e o consumo sobem, anulando uma parte substancial daeconomia obtida com a introduo do motor de alto rendimento (a carga das bombas e ventiladorescentrfugos cresce aproximadamente com o cubo da velocidade).H possibilidade de evitar este aumento de carga atravs de ajustamentos na transmisso, na bombaou sobretudo utilizando o controlo eletrnico de velocidade.

4.10 Deciso de Instalao de Motores de Alto Rendimento

4.10.1 Instalao de um novo equipamento ou motorPara um uso superior a 2000h/ano um EEM normalmente vantajoso (EEM vs Standard).

4.10.2 O motor existente avariouPrecisa de ser rebobinado. Se tem um nmero elevado de horas de funcionamento por ano, dever serconsiderada a sua substituio por um EEM. A diferena no investimento significativamente maiorque no caso anterior.

4.10.3 O motor existente est fortemente sobredimensionadoSe o motor tem um nmero elevado de horas de funcionamento por ano, dever ser consideradaa sua substituio por um EEM com uma potncia no excedendo o mximo da potncia mecnicarequerida.

4.10.4 Reparao/RebobinagemFatores de ndole tcnica e econmica que devem ser pesados aquando da deciso de reparar/substituir: Apurar previamente o estado geral do motor danificado a fim de prever em que condio ficar

aps a reparao;Preo do motor e da reparao;Nmero de horas de operao;Fator de carga;

Custo da eletricidade;No caso da substituio, e assumindo que um motor reparado sofre uma quebra de rendimento de1%, a compra de um EEM normalmente vantajosa do ponto de vista do tempo de retorno do capitalinvestido ("payback time") e em termos de tempo de vida do motor.


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4.10.5 Controlo de VelocidadeUma grande parte das aplicaes em que se utiliza fora motriz beneficiaria, em termos de consumo deeletricidade e desempenho global, se a velocidade do motor se ajustasse s necessidades do processo.Conduz em geral a uma poupana substancial de energia.

4.10.6 Aplicaes com carga varivel ou parcialRepresentam 60% das aplicaes de fora motriz na indstria, e 80% no setor tercirio.

ventiladores desumidificadores

bombas condicionadores de ar

mquinas de lavar correias transportadoras

m uinas neumticas

elevadores

serras de bancada escadas rolantes

compressores etc

g 4

4.10.7 Bombas e VentiladoresOs mtodos convencionais de controlar caudais em bombas e ventiladores baseiam-se no uso dedispositivos de estrangulamento (vlvulas, persianas, etc.) que restringem o caudal mas introduzindosimultaneamente perdas considerveis.

4.10.8 Mtodos Convencionais de Controlo de VelocidadeA velocidade de sada de um motor depende de: caixas de velocidade com engrenagens; sistemas de correia com polias de dimetro varivel;

embraiagens excntricas de disco seco; transmisses hidrulicas; embraiagens eletromagnticas;

caixas de velocidade com engrenagens; sistemas de correia com polias de dimetro varivel;

embraiagens excntricas de disco seco; transmisses hidrulicas; embraiagens eletromagnticas.

4.10.9 Variadores Eletrnicos de Velocidade (VEVs)Os VEVs convertem a tenso da rede de 50 Hz numa tenso contnua e em seguida numa tenso comfrequncia varivel sob controlo externo do utilizador que pode ir de 0 a 150 Hz consoante o tipo deaplicaes.


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retificador

CA para CC

inversor

CC para CAcom frequncia

e tenso varivel

filtro motoralimentao

trifsica

ligao DC

g 5

Poupanas anuais e payback

hSTD - Rendimento do Motor StandardhEEM - Rendimento do Motor de Alto RendimentoPN - Potncia Nominal do Motor

N - N de horas de funcionamento por ano/kWh - Preo da eletricidade

kWhNPPoupana NEEMSTD

11

=

anualPoupana

DiferenaPayback

Preode=

Diagrama geral dos variadores eletrnicos de velocidade que utilizam inversores na sada


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FATOR POTNCIA

5.1 Energia Reativa, Potncia Ativa, Reativa e AparenteA intensidade da corrente eltrica absorvida pela maioria das instalaes eltricas em unidadesindustriais, apresenta-se desfasada (geralmente em atraso) relativamente tenso aplicada de umngulo, pelo que pode decompor-se em duas componentes:Componente Ativa Ia, em fase com a tenso de alimentao Us - tenso simples para cargas monofsicas; Uc - tenso composta para cargas trifsicas.

Componente Reativa Ir, atrasada de 90 em relao tenso de alimentao

I = Intensidade TotalIa = I cos Ir = I sen

Com a potncia pode realizar-se uma composio do mesmo tipo.

g 6

Potncia Ativa P, proporcional componente ativa da corrente expressa em WATT (W) edefinida atravs das seguintes relaes:

5


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Potncia Reativa Q, proporcional componente reativa da corrente expressa em Volt-AmpreReativo (VAr) e definida atravs das seguintes expresses:

Potncia Aparente S, obtida atravs da soma vetorial de P e Q expressa em Volt-Ampre (VA) edefinida atravs das seguintes expresses:

5.2 Fator de Potncia

Sendo o Fator de Potncia cos definido atravs do coseno do ngulo formado entre a potnciaativa P e a potncia aparente S.Dado a potncia reativa Q circular nas linhas sem produzir trabalho til, desejvel que ela sejareduzida ao mnimo. Isso obtm-se diminuindo o valor de sin , ou seja diminuindo o valor de ,que corresponde a variar o fator de potncia para valores prximos da unidade.

A Ao pela qual se modifica o valor do ngulo de desfasamento, de modo a que ao cos seaproxime da unidade designada por compensao do fator de potncia.Um dos motivos da compensao do fator de potncia a rentabilizao dos sistemas eltricos, quera nvel dos produtores/distribuidores de energia, quer a nvel dos consumidores.

O principal objetivo do produtor/distribuidor de energia produzir, transportar e distribuir a maiorquantidade de energia eltrica ativa com um mnimo de perdas e investimento. Da que se tentereduzir ao mnimo o transporte de energia reativa atravs da rede pois esta s a ir sobrecarregar porno produzir trabalho til.Como a origem dos baixos fatores de potncia a instalao eltrica de cada consumidor, e dado queos investimentos feitos pelo produtor/distribuidor de energia sobem bruscamente com a diminuiodo fator de potncia, este tem que penalizar o consumidor fazendo a cobrana de energia reativa quecircula na rede devido aos baixos fatores de potncia. Em Portugal o produtor/distribuidor permite queas instalaes com fator de potncia superiores a 0.93 no sejam penalizadas, no cobrando a energiareativa consumida (energia reativa indutiva).


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5.2.1. Causa dos baixos Fatores de Potncia nas instalaes de nvel industrial e no tanto nas instalaes domsticas onde se encontram os baixosfatores de potncia. Isto devido natureza das cargas e ao tipo de utilizao das mesmas.

Assim: Ao nvel da iluminao, as lmpadas fluorescentes tm um factor de potncia bastante baixo naordem dos 0.5, e para as outras lmpadas de descarga (de vapor de mercrio ou sdio), os fatores depotncia variam entre os 0.4 e os 0.6. Normalmente, devido ao baixo fator de potncia, as lmpadasde descarga so fornecidas com dispositivo de compensao. So estes dois tipos de lmpadas que maisse utilizam nas instalaes industriais, embora se utilizem tambm de incandescncia embora compouca importncia relativa. No que respeita fora motriz, em que se utilizam principalmente motores de induo, osfatores de potncia so baixos na ordem dos 0.3 a 0.9, variando com a carga mecnica caracterstica deconstruo e potncia nominal. O fator de potncia aumenta medida que aumenta a potncianominal do motor, e tanto maior quanto menor o nmero de pares de plos, isto , a velocidade maior. Quanto variao do fator de potncia com a carga mecnica, este atinge o seu valor mximo plena carga e vai diminuindo medida que a carga diminui, sendo o pior caso o da marcha em vazio. A influncia das caractersticas construtivas dos motores no fator de potncia quase no existe,a no ser no caso de reparaes ou modificaes. Outra mquina utilizada nas instalaes eltricas industriais e que influencia o fator depotncia, o transformador de potncia. Tal como os motores, tambm os transformadores tmmelhor fator de potncia medida que a potncia nominal aumenta. O fator de potncia de um

transformador, tal como nos motores, varia com a carga. Assim, para um transformador de fabricocorrente plena carga a potncia reativa absorvida ronda os 8% a 13% da potncia nominal, em vazioa potncia reativa absorvida no desce em geral abaixo dos 4% a 6% da potncia nominal. Estapequena variao de potncia reativa absorvida em relao variao da potncia til, traduz-se poruma queda do valor do fator de potncia para baixos valores de carga. O fator de potncia notransformador varia tambm com as caractersticas construtivas. Tanto para motores como para transformadores a elevao da tenso em relao ao valornominal provoca um aumento do consumo de energia reativa, logo uma diminuio do valor do fatorde potncia.

5.2.2 Efeitos da energia reativa nas redes eltricasOs consumos excessivos de energia reativa, determinados por baixos valores do fator de potncia,apresentam inconvenientes diversos que se traduzem geralmente em piores condies de explorao dasinstalaes, dos quais se destacam:


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5.2.2.1 Aumento das Perdas na RedeAs perdas na rede so proporcionais ao quadrado da corrente total ( I ) e no apenas componenteativa da corrente ( Ia ).

5.2.2.2 Reduo da vida til dos equipamentosA ocorrncia de sobrecargas frequentes provoca aquecimento excessivo nos dispositivos de comando eproteo das redes eltricas, encurtando a sua durao e comprometendo a segurana das instalaes.

5.2.2.3 Penalizaes TarifriasPara satisfazer os pedidos de energia reativa, a empresa produtora (EDP) tem que proceder a

investimentos suplementares ao nvel da produo e da distribuio, que necessariamente serepercutem em condies tarifrias mais gravosas para os consumidores.

5.2.3 Subutilizao da capacidade instaladaA energia reativa, ao sobrecarregar uma instalao eltrica de baixo fator de potncia inviabiliza a suaplena utilizao, condicionando futuras ampliaes. A entrada em funcionamento de novosequipamentos pode implicar investimentos vultuosos, que seriam certamente evitveis se o fator depotncia apresentasse valores suficientemente altos para reduzir significativamente o pedido de energiareativa rede. Os investimentos referidos reportam-se normalmente utilizao de transformadoresde maior potncia que o necessrio (veja-se o exemplo da tabela abaixo), ou a aparelhagem

sobredimensionada.

Potncia til

absorvida (kW)

Fator de

potncia

Potncia dos

transformadores

(kVA)

0,5 1600

0,8 1000

1,0 800

800

Variao da Potncia dos transformadores em funo do Fator de Potncia

g 8

g 7


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5.2.4 Cabos de maior secoPara transportar a mesma potncia ativa com o menor nvel de perdas nos condutores, a seco destestem que aumentar nos termos indicados na Tabela seguinte, medida que o fator de potncia diminui.

De acordo com a tabela anterior, verifica-se que, para um fator de potncia volta de 0,7,situao frequente em muitas instalaes industriais, a seco dos condutores necessita ser duplada necessria para um fator de potncia unitrio.

Quando uma instalao absorve uma potncia prxima do valor para que foi dimensionada, oscircuitos ficam de imediato sujeitos a sobrecarga se o fator de potncia baixa. Quando istoacontece ou quando se instalam novos equipamentos, aumentando assim a potncia instalada,verifica-se que a atitude normalmente tomada pelos utilizadores consiste em instalar novoscircuitos para redistribuio das cargas.

Contudo, seria economicamente mais vantajoso fazer subir o fator de potncia ao nvel de cadarecetor, evitando assim o trnsito de energia reativa pelos cabos de alimentao, reduzindo asperdas energticas por aquecimento e incrementando a sua capacidade de transporte.

5.2.5 Fatores de Potncia dos recetores mais usuais importante conhecer o fator de potncia dos recetores que mais correntemente se encontramna indstria, tendo em vista avaliar a sua influncia no pedido de energia reativa rede dedistribuio.Na tabela seguinte indica-se alguns dos fatores que exercem a maior influncia na variao docos para os equipamentos eltricos mais utilizados.

Fator de Potncia

1 1

1.23 0.9

1.56 0.8

2.04 0.7

2.78 0.6

4 0.5

6.25 0.4

11.1 0.3

Seco Relativa

.0

.0

0

0

0

0

0

0

0

Variao da Seco Relativa dos Condutores com o cos

g 9


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5.2.6 Determinao do Fator de PotnciaPara se melhorar o Fator de Potncia de uma instalao ou de um recetor, importante proceder

sua determinao nos locais mais adequados. Utilizando fasmetros de pinas portteis (como ilustraa figura), podem efetuar-se medidas junto de cada equipamento, selecionando aqueles que carecemde correo individual.

Nos Quadros Parciais mais importantes e no Quadro Geral da instalao recomendvel a utilizaode fasmetros fixos, que representam um investimento pouco significativo face s vantagens decorrentesda sua utilizao.

5.3 Como compensar o Fator de Potncia

Como se disse, a compensao do fator de potncia traz grandes vantagens no s para o produtor mastambm ao consumidor, permitindo a este menores encargos com a energia e melhor rendimento dossistemas eltricos. H duas maneiras de conseguir com que o fator de potncia seja melhorado numcircuito de utilizao: Reduzindo o consumo de energia reativa. Compensando artificialmente o consumo de energia reativa.

Como se sabe, um grande consumo de energia reativa conduz a um fator de potncia baixo, o quesignifica na prtica que se est a desperdiar uma quantidade de energia sem produzir trabalho til.Esta situao prejudicial no s ao produtor e consumidor de energia mas tambm economia,

especialmente nos pases que, como Portugal, importam de terceiros quase toda a energia primriapara transformar em energia eltrica.

Referimos duas maneiras de melhorar o fator de potncia. No entanto, s uma delas frequentementeusada, a compensao artificial recorrendo utilizao de condensadores estticos, que correspondeem associar ao recetor que queremos compensar um elemento capacitivo que lhe vai fornecer a energiareativa necessria.

A soluo de reduzir o consumo de energia reativa apresenta-se mais complexa, dado que requer umconhecimento detalhado, no s do regime de trabalho das cargas, como tambm das modificaes

Motores 0,17 a 0,85Transformadores 0,85 a 0,98

Fornos de induo 0,85

Lmp. Fluorescentes 0,5

Lmp. de Descarga 0,4 a 0,6

g 10


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a efetuar nas instalaes de modo a permitir uma distribuio de funcionamento das cargas com bome mau fator de potncia que no conjunto permitam bons valores de fator de potncia.Para fazer a compensao liga-se um condensador em paralelo com a carga indutiva, de tal forma queas componentes reativas da carga e do condensador tendem a compensar-se. Essa compensao podeser parcial, caso a componente capacitiva no anule totalmente a componente indutiva, ou total nocaso de as duas componentes se anularem mutuamente obtendo-se um fator de potncia unitrio.Este ltimo caso corresponde melhor situao possvel em que s circula a potncia ativa.Neste sentido, e considerando que a compensao do fator de potncia influencia a reduo doconsumo de energia primria necessria para a produo de energia eltrica, a compensao do fatorde potncia pode ser considerada como uma forma de condicionamento da procura de eletricidade.

5.3.1 Modos de compensao do Fator de PotnciaNa compensao do fator de potncia, antes de colocar os condensadores h que fazer um estudorigoroso da instalao de forma a que se escolha a melhor localizao possvel para estes. Entretantoas solues possveis devem estar entre as seguinte

5.3.1.1 Compensao Individual efetuada ligando os condensadores junto ao equipamento cujo fator de potncia se pretendemelhorar. Representa, do ponto de vista tcnico, a melhor soluo, apresentando as seguintesvantagens:

Reduz as perdas energticas em toda a instalao, diminuindo os encargos com

a energia eltrica;Diminui a carga sobre os circuitos de alimentao dos equipamentos compensados;

Melhora os nveis de tenso em toda a instalao.

No entanto, este mtodo, apresenta as seguintes desvantagens: As despesas de instalao so maiores do que nas outras opes;

difcil ajustar a potncia de compensao de qualquer equipamento para as potnciasnormalmente disponveis no mercado.

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5.3.1.2 Compensao por grupos de recetoresA bateria de condensadores instalada por forma a compensar um sector, ou um conjunto demquinas. colocada junto ao Quadro Parcial que alimenta esses recetores.

A potncia necessria ser menor que no caso da compensao individual, o que torna a instalaomais econmica.

5.3.1.3 Compensao geralA bateria de condensadores instalada sada do transformador ou do Quadro Geral se a instalaofor alimentada em Baixa Tenso.Utiliza-se em grandes instalaes eltricas, com um grande nmero de recetores de potncias diferentese regimes de utilizao pouco uniformes.

5.3.1.4 Compensao combinadaEm muitos casos, utilizam-se conjuntamente os diversos tipos de compensao, conforme se ilustrana figura seguinte:

g 13

g 12


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5.3.1.5. Compensao com regulao automticaNas formas de compensao geral e por grupos atrs referidas, usual utilizar-se uma soluo em queos condensadores so agrupados por escales controlveis individualmente. Um rel barimtrico,sensvel s variaes de energia reativa, comanda automaticamente a ligao dos condensadoresnecessrios obteno do cos desejado.Obtm-se deste modo uma adaptao imediata da compensao s variaes de carga, evitando-seo envio de energia reativa para a rede de distribuio.

Se considerarmos por exemplo, o caso de uma fbrica onde se chegou concluso de que necessriofazer a compensao do fator de potncia, o estudo prvio vai debruar-se sobre a localizao doscondensadores, tendo que se ponderar os prs e os contras da localizao em diversos pontos,correspondentes s compensaes referidas antes: No quadro geral da fbrica; No quadro parcial de um grupo de motores; Em cada motor ou carga isolada.

5.3.2 Aspetos tcnico-econmicos e alguns benefcios de uma compensaoNesta anlise h que ter em considerao diversos aspectos tcnico-econmicos dos quais podemossalientar os seguintes:

O preo dos condensadores para uma potncia igual, mais baixo em mdia tenso que em

baixa tenso. Mas em contrapartida, a aparelhagem de comando mais cara em mdia tenso; O preo e despesas de instalao so menores para uma bateria nica de grande potncia do quepara vrias pequenas baterias espalhadas pela instalao; A comutao manual ou automtica de baterias em escales segundo a carga reativa a fornecer,encarece a aparelhagem mas melhora as condies de explorao, evitando a situao que muitas vezesno tolerada pelo distribuidor de energia, que o envio de energia reativa para a rede em perodos devazio diagrama de cargas; A compensao descentralizada diminui as perdas, o que deve ser contabilizado nos benefcios.

A anlise das vantagens e desvantagens dos vrios modos de compensao, pode ser mais ou menos

exaustiva, dependendo dos critrios adotados. No entanto, a experincia tem conduzido a algumasregras gerais para que se obtenha uma compensao econmica e eficaz, entre elas as seguintes: Deve-se colocar sempre que vivel o gerador de VArs no ponto da instalao onde se faz

consumo da energia reativa, para evitar as perdas e quedas de tenso devidas ao transporte dacomponente reativa da corrente;

Quando existem motores assncronos de potncias considerveis ligados rede, a compensaodeve ser feita por meio de um condensador ligado nas vizinhanas do interruptor de manobrado motor;

Se quiser fazer a compensao do fator de potncia dum transformador, esta deve ser feita dolado da baixa tenso, e a potncia do condensador no deve ultrapassar a correspondente ao


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funcionamento em vazio do transformador, quando no automtica; Em mdia tenso no , regra geral, econmico instalar baterias com menos de 240 KVAr.Acima de 10000 KVAr deve-se utilizar condensadores sncronos;

A montagem dos condensadores no deve interferir no funcionamento das cargas queestes compensam.

A compensao pode ser feita ao nvel do quadro geral, dos quadros parciais ou ao nvel das mquinas.A primeira soluo a mais aconselhvel quando se tem por objetivo imediato a reduo da faturaode energia reativa.No caso da compensao parcial e local, o objetivo no pode ser apenas o de diminuir a fatura deenergia eltrica pela diminuio de Q, mas tambm o de melhorar o rendimento da prpria instalao,pois que se a compensao local deixa de circular energia reativa na prpria instalao, diminuindo asperdas por efeito de joule e consequentemente a faturao de energia ativa. Permite ainda diminuir oinvestimento em cablagem de instalaes novas, com a diminuio da seco dos condutores necessriapara uma mesma potncia ativa.Em contrapartida, a compensao descentralizada tem a desvantagem de ser mais cara, pelo que tmque se efetuar clculos para verificar se o aumento do custo da descentralizao compensa em relaoao acrscimo de vantagens obtidas.

Sabe-se que nem sempre os motores esto a funcionar plena carga, o que faz variar o seu fator depotncia. Assim, para um dado nvel de compensao definido admitindo o regime nominal de

funcionamento, nada garante que o fator de potncia se mantm num regime de carga diferente.O que acontece normalmente que na situao de baixar a carga da instalao, ou em vazio, no so fator de potncia no o mesmo, como podem ocorrer sobretenses perigosas se a capacidade ligadapermanecer determinada para a carga nominal.Para resolver este problema utiliza-se a compensao automtica, agrupando baterias de condensadoresem escales, e em funo da carga e do fator de potncia detetado e desejado, os condensadores soautomaticamente controlados de modo a obter sempre o fator de potncia dentro dos limitespreviamente estabelecidos.Chegados concluso que aconselhvel fazer a compensao, como calcular a potncia doscondensadores a instalar.

Um processo simples, essencialmente utilizado na compensao centralizada, utilizar as faturasde energia e uma estimativa do nmero de horas de funcionamento.

5.3.3 Diversos benefcios devem ser considerados na ponderao de um investimento emcompensao do fator de potncia: Aumento da potncia disponvel na instalao. Diminuio dos encargos de manuteno. Com a compensao a instalao passa a funcionar

melhor, sem sobrecargas, o que conduz a uma vida til maior dos equipamentos e menorprobabilidade de avarias.

Diminuio da fatura de energia, quer por diminuio da energia reativa, quer por diminuio


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de energia ativa de perdas no caso de optar por compensao descentralizada.Como exemplo consideremos a figura que representa uma hipottica instalao e a localizao dasvrias escolhas possveis para a compensao.

Os benefcios da compensao do fator de potncia ao nvel da produo e transporte: benefcios diretos, provenientes da diminuio das perdas e custos de energia; aumento da estabilidade da rede do sistema eltrico de energia, traduzido na melhoria da

estabilidade transitria e suporte de tenso; melhoria da estabilidade transitria A estabilidade do sistema pode ser analisada pelo mtodo

da soluo indireta, resolvendo a equao de oscilao do sistema antes e depois de uma falha,ou por mtodos diretos entre os quais o da igualdade de reas, embora o seu sucesso sejalimitado a um sistema simplificado constitudo por uma s mquina;

suporte de tenso A tenso aos terminais de um recetor ligado a uma linha de transmisso, funo da impedncia da linha, da prpria carga e do fator de potncia da mesma, pois quea queda de tenso entre o incio da linha e o recetor depende da corrente que ele transporta eda impedncia.

Neste sentido, ao ligar ou desligar cargas alimentadas por uma linha, aumenta ou diminui a correntea transportar, que por sua vez aumenta ou diminui a queda de tenso entre o incio e o fim da linha.Os aumentos ou diminuies das quedas de tenso so traduzidos por variaes da amplitude de tenso

na carga.

5.4. Mtodos de gerar energia reativa (VArs)

Considermos anteriormente que a compensao do fator de potncia efetuado atravs dacolocao de condensadores em paralelo com as cargas ou sistemas a compensar. Isto porque, pordefinio ao falar de condensadores se associa logo a ideia de gerao de energia reativa por partedestes que o princpio da compensao do fator de potncia.

A caracterstica de produo de energia reativa, necessria compensao do fator de potncia, no exclusiva dos condensadores. Pode tambm ser obtida em instalaes industriais a partir de geradores

e motores sncronos sobreexcitados, ou por conversores de eletrnica de potncia de modo que acorrente resultante injetada na instalao seja capacitiva.Na compensao do fator de potncia em instalaes industriais, alm da fonte de produo de energiareativa tm que ser consideradas as condies de funcionamento da instalao particular de modo queem cada momento seja produzida a energia necessria obteno do fator de potncia de refernciadesejado.Neste contexto, apresentamos no presente captulo os mtodos tradicionais utilizados para acompensao do fator de potncia, bem como os mtodos mais recentes que cada vez mais tm vindoa ser implementados na prtica.


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5.4.1 Motor sncrono sobreexcitadoO motor sncrono tem uma caracterstica muito importante, que consiste na possibilidade de o seufator de potncia poder ser controlado atravs da intensidade da corrente aplicada ao enrolamento decampo.Quando o motor sobreexcitado, a corrente absorvida da rede est emavano relativamente a tenso, comportando-se como um condensador trifsico com possibilidade decontrolo da potncia reativa fornecida, por controlo da corrente de excitao fornecida ao enrolamentode campo.No caso em que o enrolamento de campo subeexcitado, o motor funciona como uma reactncia e acorrente absorvida fica em atraso relativamente tenso.

De seguida apresenta-mos as duas situaes atravs da representao vetorial da equao do motorV = E + jX.V : Tenso aplicada ao motor (V)E : Fora contra-electromotriz (V)I : Corrente absorvida pelo motor (A)

X : Reactncia do motor ( ): desfasamento entre a corrente e a tenso(graus)O motor sncrono pode ento ser utilizado como compensador do factor de potncia em instalaesindustriais, como alternativa ao condensador.

5.4.2 CondensadorPor definio o condensador gera energia reativa quando ligado a uma fonte de corrente alternada.Por este facto ele tem sido associado a diversos modos de controlo para compensar o factor de potncia.

Dado uma instalao industrial ter um diagrama de carga varivel ao longo do tempo, de considerarque tambm a energia reativa necessria seja varivel com o tempo.O condensador, sendo um elemento de capacidade fixa, de valor determinado no ato da sua construo, associado a elementos de controlo para que a sada de VArs seja o mais prxima possvel da necessriaem cada instante ao longo do tempo. Assim temos vrios tipos de controlo associados aoscondensadores.

Ligao direta do condensador em paralelo com a carga este mtodo basicamente utilizado quandose pretende compensar o fator de potncia de uma carga individual, sendo o condensador ligado oudesligado ao mesmo tempo que a carga, como representado na figura seguinte:Pondamprora, ses et, avocaecus hocchuit, Ti. Gra? Mantis cre por quid contiu etia rehenat iliceperis

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g 15

5.4.2.2 Ligao de condensadores em baterias e controlo automtico(por rel varimtrico).Este mtodo anlogo ao anterior, o operador substitudo por um rel varimtrico, que liga oudesliga, atravs de contactores, os elementos de bateria necessrios em cada momento ao ajuste maisprximo do factor de potncia desejado.No rel varimtrico introduzido o valor de referncia pretendido como resultado e das leiturasefectuadas e das referenciadas faz o controlo ligando e desligando o mais adequado para o momento.Este mtodo comparado ao anterior melhora a eficincia, evitando erros do operador e diminui a mode obra.

5.4.3 Condensadores associados Eletrnica de PotnciaAs tcnicas referidas atrs so as mais vulgarizadas. No entanto, tm o grave problema de a regulaoda sada de energia reativa no ser contnua, pois ao ligar e desligar atravs de contatores os elementosde condensadores das baterias, a energia reativa tem uma variao discreta ficando o fator de potncianum valor ligeiramente superior ou inferior ao valor de referncia pretendido.Com a evoluo registada no domnio da eletrnica de potncia atualmente possvel ligar e desligarcondensadores com frequncias elevadas, intensidade de corrente e tenses considerveis, o que permiteregular de forma quase contnua a energia reativa fornecida a uma instalao.H vrios tipos de associao de condensadores e eletrnica de potncia usados na compensao dofator de potncia:

5.4.2.1 Ligao de condensadores em baterias de condensadores comcontrolo manual.Este mtodo um mtodo usado no passado, permitindo ajustar as necessidades de potncia reativada instalao, atravs do operador humano. O operador liga e desliga as bateriasde condensadores de acordo com as cargas que esto ligadas em cada momento.


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Condensador (TSC) Tiristor-Switched Consiste na associao dum condensador em sriecom vlvula bidirecional de tiristores e uma bobina limitadora de corrente, especialmente nocaso de anomalias.

Esquema de uma ligao (TSC):

g 16

g 17

Esta estrutura de ligao tem a vantagem de aproveitar o condensador, para fornecer a energia reativanecessria mas tambm, se selecionado como filtro dos harmnicos produzidos pelas diversasinterrupes e restabelecimento de conduo provocados pelo controlo da vlvula de tirstores, eliminarudos que podem interferir em leituras e eventuais sinais de comando usados na instalao.Neste caso, o condensador dimensionado para permitir fornecer a energia reativa mxima necessria compensao da instalao quando ligado permanentemente. O que vai regular a sada de energiareativa desde o zero ao valor mximo a oposio feita pela bobine que, controlada pela vlvulabidirecional de tirstores.

O conjunto ligado em paralelo com a rede onde se pretende compensar o fator de potncia.Para que o tirstor conduza necessrio que lhe seja enviado um impulso de corrente na porta,e permanea em conduo at ao instante em que a corrente passa por zero.Caso se pretenda que ele continue em conduo necessrio o reenvio do impulso de comando.Controlando o momento do envio dos impulsos de controlo para a conduo dos tirstores podemoscontrolar a energia reativa fornecida, desde o mximo admissvel pelo condensador at ao mnimode zero. Ao desligar o condensador, este fica com a tenso aos seus terminais igual ao valor de tensode linha no momento de corte, pelo que normalmente os condensadores tm associada uma resistnciaque permite a descarga nos momentos em que estes esto desligados.

Condensador xo, associado em paralelo com uma bobine controladapor vlvula de tirstores (FC-TCR).


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ENERGIAS RENOVVEIS

6.1 Energia fotovoltaicaExistem dois tipos de sistemas fotovoltaicos:

sistemas autnomos.sistemas ligados rede;

No ltimo caso, o aproveitamento da energia solar precisa de ser ajustado procura energtica. Umavez que a energia produzida no corresponde (na maior parte das vezes) procura pontual de energiado consumidor em causa, torna-se obrigatrio considerar um sistema de armazenamento (baterias)e meios de apoio complementares de produo de energia (sistemas hbridos).

No caso dos sistemas com ligao rede, a rede pblica de distribuio de eletricidade opera comoum acumulador de energia eltrica. Nestes sistemas, a totalidade da energia produzida injetadana rede pblica de distribuio de energia eltrica.

6.1.1 Sistemas autnomosOs sistemas autnomos constituram o primeiro campo de operao econmica da tecnologiafotovoltaica. A aplicao deste tipo de sistemas autnomos, observa-se onde o fornecimento deenergia atravs da rede pblica de distribuio de energia eltrica, no se verifica por razes tcnicase/ou econmicas. Nestes casos, os sistemas fotovoltaicos autnomos podem constituir alternativascom uma vertente econmica de elevado interesse.

Na prtica, os sistemas autnomos precisam de acumular energia, para compensar as diferenasexistentes no tempo entre a produo de energia e a sua procura. As baterias recarregveis soconsideradas apropriadas como acumuladores de energia. Em geral, a utilizao de acumuladoresobriga a que se torne indispensvel a utilizao de um regulador de carga adequado que faa a gestodo processo de carga, por forma a proteger e garantir uma elevada fiabilidade e um maior tempo devida til dos acumuladores.

6.1.2 Sistemas ligados redeUm dos aspetos mais importantes dos sistemas fotovoltaicos ligados rede, tem sido a sua interligao

rede pblica eltrica.

De incio, o local preferencial para a instalao tcnica fotovoltaica, foi o topo dos telhados dosedifcios. Posteriormente, a integrao dos sistemas fotovoltaicos em diferentes tipos de prdios(apartamentos, escolas, centros comerciais), tem vindo a ganhar um espao cada vez maior.Paralelamente, a utilizao da tecnologia fotovoltaica em diferentes formas de construo, comopor exemplo nos painis anti-rudo das auto-estradas, est tambm a crescer de forma acentuada.Um outro tipo de projeto, tambm em franca expanso, refere-se aos grandes projectos fotovoltaicosque so construdos superfcie do solo, formando grandes centrais fotovoltaicas ligadas rede. Estetipo de projeto fotovoltaico tem vindo a ser promovido por empresas operadoras do sector elctrico.

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6.1.3 Avaliao econmicaNum sistema fotovoltaico, os custos de investimento inicial determinam os custos de produo daenergia eltrica gerada, uma vez que no existem custos adicionais com combustveis. No que respeitaaos custos correntes - seguros, manuteno, etc., so de reduzido significado.

Considerando os custos de produo de energia, os sistemas fotovoltaicos podem ser comparadoscom outros sistemas de produo de energia, podendo assim ser calculados os nveis de compensaode cobertura de custos, para os diferentes sistemas de produo e fornecimento de energia eltrica redepblica de distribuio.

O desejado retorno do capital investido inicialmente, tem uma influncia decisiva no clculo dos custosde produo de energia. Os clculos econmicos que excluem os juros e a valorizao do capitalinvestido, apresentam-se com extrema simplicidade. Neste caso, so considerados os custos deinvestimento inicial e determinados os custos gerais nos quais se incorrer durante o tempo de vidatil do sistema, custos de operao nomeadamente os custos operacionais, de manuteno, prmios deseguros, entre outros eventuais custos que, como j referido, assumem uma reduzida expresso com opresente tipo de sistemas.

Se as instalaes fotovoltaicas so integradas no edifcio durante a sua construo, tendo sidoconsiderada a sua localizao desde o incio do projeto de construo do edifcio, os sistemasfotovoltaicos integrados nos telhados ou nas fachadas podem ter como resultado poupanas

considerveis nos materiais de construo.

6.2 Breves notas sobre a radiao solar

O Sol fornece energia na forma de radiao, que a base de toda a vida na Terra. No centro do Sol,a fuso transforma ncleos de hidrognio em ncleos de hlio. Durante este processo, parte da massa transformada em energia. O Sol , assim, um enorme reator de fuso. Devido grande distnciaexistente entre o Sol e a Terra, apenas uma mnima parte (aproximadamente duas partes por milho)da radiao solar emitida atinge a superfcie da Terra. Esta radiao corresponde a uma quantidadede energia de 1x1018 KWh/ano.

6.2.1 Os tipos de energia predominantemente utilizados na era industrial so limitadosA quantidade de energia solar que atinge a superfcie da Terra corresponde, aproximadamente, a dez milvezes procura global de energia. Assim, teramos de utilizar apenas 0,01 % desta energia para satisfazera procura energtica total da humanidade.

6.2.2 Distribuio da radiao solarA intensidade da radiao solar fora da atmosfera, depende da distncia entre o Sol e a Terra.Durante o decorrer do ano, pode variar entre 1,47 x 108 km e 1,52 x 108 km. Devido a este facto,a irradincia E0 varia entre 1.325 W/m2 e 1.412 W/m2. O valor mdio designado por constante


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solar, EO = 1.367 W/m.No entanto, apenas uma parte da quantidade total da radiao solar atinge a superfcie terrestre. Aatmosfera reduz a radiao solar atravs da reflexo, absoro (ozono, vapor de gua, oxignio, dixidode carbono) e disperso (partculas de p, poluio). O nvel de irradincia na Terra atinge um totalaproximado de1.000 W/m2 ao meio-dia, em boas condies climatricas, independentemente da localizao. Aoadicionar a quantidade total da radiao solar que incide na superfcie terrestre durante o perodo deum ano, obtm-se a irradiao global anual, medida em kWh/m2. Esta parmetro varia de um modosignificativo com as regies, como se pode observar na figura 2.20.

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Distribuio global da irradiao solar em Wh/m2

Fonte: Atlas Europeu de Radiao Solar referncia Scharmer, K and J.Greif, Eds (2000)


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6.2.3 Radiao direta e difusaA luz solar que atinge a superfcie terrestre, composta por uma frao direta e por uma frao difusa.A radiao direta vem segundo a direo do Sol, produzindo sombras bem definidas em qualquer objeto.Por outro lado, a radiao difusa carece de direco especfica.

Nos dias claros, a frao da radiao direta prevalece. No entanto, na maioria dos dias cobertos de nuvens(especialmente no Inverno), a radiao solar quase completamente difusa. Em Portugal, a proporo daradiao solar difusa durante um ano, cerca de 40 % para 60 % de radiao direta.

6.2.4 Definio do nguloO conhecimento exato da localizao do Sol, necessrio para determinar os dados de radiao e aenergia produzida pelas instalaes solares. A localizao do Sol pode ser definida em qualquer local,pela sua altura e pelo seu azimute.

6.2.5 Posio e espetro do SolA irradincia solar depende da altura do Sol. Esta calculada a partir de uma base horizontal.

Devido trajetria do Sol, a altura do Sol muda durante o dia e tambm durante o ano.

No seu percurso atravs da atmosfera, a irradincia reduzida por: Reflexo atmosfrica

Absoro pelas molculas da atmosfera (03, H20, 02, CO2) Disperso de Rayleigh (disperso molcular) Disperso de Mie (disperso por partculas de p e poluio do ar)

Influncias climatricas locais como as nuvens, a chuva ou a neve, levam a uma maior reduoda radiao.

6.2.6 Radiao solar em planos inclinadosA radiao solar sempre maior numa rea que se estende perpendicularmente em relao aos raiossolares, do que numa rea horizontal das mesmas dimenses. Uma vez que o azimute e a altura solar

mudam ao longo do dia e do ano, o ngulo de incidncia da radiao solar varia constantemente namaior parte das reas potenciais ao aproveitamento da energia solar (telhados,....). A anlise da radiaoanual ajuda a equacionar a convenincia das reas existentes, tendo em conta o seu aproveitamento solar.Para ilustrar este aspecto, a figura 2.29 mostra o exemplo de Lisboa, a qual representa a irradiao solaranual que incide numa rea de um metro quadrado, em funo do azimute e da altura solar (mdia alongo prazo).


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Irradiao solar global para diferentes orientaes da superfcie recetora

A orientao da instalao solar, tem por resultado diferentes nveis de irradiao. Em Portugal,a orientao tima de uma instalao a Direo Sul, com um ngulo de 35 de inclinao. Nestecaso, o nvel de irradiao quinze por cento maior do que numa rea horizontal (ngulo deinclinao: = 0).

A construo de instalaes solares em telhados inclinados, com orientaes diferentes da posiotima, traduz-se numa menor produo de energia devido reduo da radiao. Uma orientao paraSudoeste ou Sudeste dos telhados, ou uma inclinao entre 20 e 50, implicam uma reduo mximada energia produzida de dez por cento. Os telhados com uma orientao que varie ainda mais daposio tima, podem tambm ser explorados, mas nesta situao a menor irradiao dever serequacionada.

A utilizao das fachadas para a integrao de tecnologias solares implica uma produo de energiamenor, devido reduo significativa da irradiao. Neste caso, a boa visibilidade da instalao solar,aspetos de design, entre outros fatores, tm um papel vital para a deciso final sobre a construo dafachada com este material.


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6.3 Breves notas sobre a energia solar trmica6.3.1 Radiao solar proveniente do sol6.3.1.1 Energia solar

A maior fonte de energia disponvel na Terra provm do sol. A energia solar indispensvel paraa existncia de vida na Terra, sendo o ponto de partida para a realizao de processos qumicose biolgicos.Por outro lado, a energia proveniente do Sol das mais amiga do ambiente, podendo ser utilizadade diversas maneiras.

Tendo em conta que o Sol se encontra a 143 milhes de quilmetros da Terra apenas uma pequenafrao da energia irradiada est disponvel. No entanto a energia fornecida pelo Sol durante um quartode hora superior energia utilizada, a nvel mundial, durante um ano.Os astrofsicos consideram que o sol tem aproximadamente 5 bilies de anos. Com uma expectativade existncia de 10 bilies de anos o sol pode ser considerado como fonte de energia para os prximos5 bilies de anos. Assim, de uma perspetiva humana, o sol apresenta uma disponibilidade ilimitada.

6.3.2 Bases astronmicas e meteorolgicasA energia irradiada pelo sol, para a atmosfera terrestre praticamente constante. Esta energia irradiadaou intensidade de radiao descrita como a constante solar relativa a uma rea de 1 m2.Esta constante est sujeita a pequenas alteraes, provocadas pela variao da atividade solar e coma excentricidade da rbita da Terra. Estas variaes, que se detetam para a gama dos raios UV somenores que 5%, e no so significativas para as aplicaes de tecnologia solar. O valor mdioda constante solar E0 = 1.367 W/m.

A radiao solar tem diversas componentes: a radiao solar direta proveniente do sol, que atinge a terrasem qualquer mudana de direo e a radiao difusa, que chega aos olhos do observador atravs dadifuso de molculas de ar e partculas de p. A radiao difusa inclui tambm a radiao refletida pelasuperfcie terrestre. A soma da radiao difusa e direta equivale radiao solar global EG.

Quando o Sol se localiza verticalmente, acima de uma determinada localizao, a radiao efetua o

caminho mais curto atravs da atmosfera. Por outro lado, quando o Sol se encontra num ngulo maisbaixo a radiao percorre um caminho mais longo, sofrendo a radiao solar uma maior absoro edifuso e estando disponvel uma menor intensidade de radiao. O fator Massa de Ar (MA)define-se como a medida do nmero de vezes que o caminho da luz solar at superfcie da terracorresponde espessura de uma atmosfera. Usando esta definio com o Sol numa posio vertical(JS = 90) obtm-se um valor de MA = 1.

A nebulosidade ou o estado do cu o segundo fator decisivo - depois das condies astronmicas aafetar a disponibilidade de radiao solar. A energia irradiada tal como a quantidade de radiao difusae direta varia com a quantidade de nuvens.


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Com base em dados de irradiao difusa e direta, para a Cidade de Lisboa, verifica-se que aproporo mdia da radiao solar difusa de 40% da radiao global, sendo que nos meses de invernoesta proporo aumenta.

Para diferentes ngulos de incidncia do sol ao longo do ano, a uma determinada latitude, existe umvalor mximo de radiao produzida que poder ser obtido se a superfcie recetora estiver inclinada aum determinado ngulo. O ngulo de inclinao timo, para os meses de Inverno (menor radiao) maior que no Vero por causa da menor altura solar.

A tecnologia solar trmica usa a fonte ilimitada de energia oferecida pelo sol e fornece um contributoativo na diminuio dos perigos relacionados com a diminuio dos recursos energticos.

6.3.3 Mudanas climticas e as suas consequnciasA utilizao crescente de recursos energticos finitos, nomeadamente os recursos fsseis apresentamimpactes no clima e no meio ambiente que sofrem mudanas e prejuzos irreversveis que aumentamcom a utilizao de combustveis.

Este problema deve-se emisso de substncias perigosas, tais como o dixido de enxofre, monxidode nitrognio e dixido de carbono. O dixido de enxofre e o monxido de nitrognio so substncias,que contribuem para o aparecimento de chuvas cidas, enquanto que o dixido de carbono contribui

para o aumento do efeito de estufa, que responsvel pelo aquecimento da atmosfera terrestre. Nestemomento, a concentrao de CO2 na atmosfera aumenta a taxas cada vez mais elevadas.

6.3.4 Argumentos a favor dos sistemas solaresEm Portugal, a utilizao de coletores solares encontra-se numa fase de arranque, pese embora ascondies excecionais de disponibilidade do recurso energtico e da tecnologia que apresenta o mesmonvel de outros pases europeus. Verifica-se que o mercado atual muito pequeno e que as empresas quetrabalham no setor so de um modo geral pequenas empresas com capacidades financeiras limitadas.Sente-se ainda a necessidade de formao de pessoal especializado em quantidade para desenvolver omercado.

Cada metro quadrado de superfcie de coletores solares que se instala contribui para a proteo doclima: Os proprietrios destes sistemas no tm que esperar por decises poltica ou mudanas globais. Transmitem uma imagem positiva aos mais jovens; Os sistemas solares so um sinal de um nvel de responsabilidade elevado, uma conscincia e

empenho em relao proteo ambiental; Os proprietrios de sistemas solares tornam-se menos dependentes do aumento dos preos

de energia; Operadores de sistemas solares beneficiam de vantagens em taxas e financiamento do governo;


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Sistemas solares trmicos para abastecimento de gua quente so tecnicamente desenvolvidose tm um tempo de vida de 20 anos; Um sistema solar standard instalado na latitude de Portugal pode fornecer energia suficiente

para cobrir a 100% a energia necessria para ter gua quente entre os meses de Maio aSetembro;A instalao de sistemas solares para aquecimento de gua nas piscinas econmico e pode seramortizado num curto espao de tempo;

Durante o tempo de vida til os sistemas solares disponibilizam uma reserva de energia cerca de13 vezes maior do que a utilizada na sua construo;

Os sistemas solares requerem pouca manuteno e a energia produzida est constantementedisponvel;

A tecnologia solar cria emprego na produo, instalaes e servios de manuteno;Com a diminuio crescente das reservas de energia estamos perante um esforo para adistribuio relativa. Os que comeam a usar sistemas de energia solar no tempo certocontribuem significativamente para diminuir guerras cujo objetivo passa pelo controlode recursos energticos.

6.3.5 Iniciativa Pblica gua Quente Solar para PortugalEmbora Portugal seja um dos pases da Europa com maior incidncia de radiao solar - cerca de 3 milhoras de sol por ano em algumas regies - verifica-se que o mercado nacional de coletores solares para oaquecimento de gua tem uma dimenso muito inferior de outros pases e que o aproveitamento desterecurso renovvel est muito longe de atingir o potencial de 2,8 milhes de m2 de coletores solares,

estimado pelo FORUM Energias Renovveis em Portugal em 2001.

O objetivo especfico do programa gua Quente Solar para Portugal a criao de um mercadosustentvel de coletores solares para o aquecimento de gua, com nfase na vertente "Garantia daQualidade", de cerca de 150.000 m2 de coletores por ano, que poder conduzir a uma meta daordem de 1 milho de m2 de coletores instalados e operacionais at 2010.

Por forma a atingir o objetivo definido, foi delineada uma estratgia de interveno nas seguintes linhas: Promoo de imagemPrope-se explorar o interesse econmico e social da opo "energia solar" para o aquecimento de gua,

atravs da divulgao de uma mensagem que realce os benefcios para o consumidor da utilizao destevasto recurso energtico, nomeadamente atravs de campanhas dirigidas ao grande pblico e aos profis-sionais do setor, a criao de uma linha verde e o desenvolvimento de um website dedicado na Internet,onde estaro disponveis informaes tcnicas e listagens de instaladores e equipamentos certificados.

Certificao de qualidadeEsta linha de interveno prope introduzir o conceito de garantia de qualidade dos componentes e dasinstalaes, gerando maior confiana nos utilizadores, mediante: certificao obrigatria de colectores e sistemas solares trmicos, na sequncia de ensaios

de qualificao;


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formao e certificao de profissionais (projetistas e instaladores), sendo obrigatrio o recursoa instaladores certificados para acesso aos apoios e incentivos fiscais; e garantia mnima dos equipamentos de 6 anos.

Observatrio

A tarefa prioritria do Observatrio acompanhar a implementao do programa AQSpP [guaQuente Solar para Portugal], analisando o que se faz no terreno, atravs da instituio de umametodologia de apreciao permanente e referenciada dos componentes, instalaes e instaladores,bem como das exigncias dos utilizadores face a este produto, para permitir uma avaliao do progressoe a identificao de medidas corretivas que venham a provar-se desejveis.

6.4 Energia Calorfica

Normalmente, o calor produzido em sistemas de combusto. Numa pequena escala, estes sistemaspodem aquecer uma habitao, enquanto que em larga escala, numa central, o calor disponvel pormeio de redes de calor pode fornecer quarteires de uma cidade.

Para sistemas de combusto estacionrios, cuja nica funo seja a produo de calor, predominam oscombustveis slidos, no que diz respeito biomassa. A madeira, como resduo ou matria-prima, podeser usada para gerao de calor, com baixos custos de processamento, de triturao ou secagem.

6.5 Energia mecnica

A energia mecnica produzida por meio de geradores de calor e energia, como as mquinas a vapor.Nestas, o combustvel lquido ou gasoso inflamado nos cilindros de um motor de combusto.

Os sistemas que produzem energia mecnica, em motores de combusto ou em turbinas de combustodireta e indireta, so acoplados a geradores eltricos. Estes convertem a energia mecnica em energia

eltrica.A utilizao de energia mecnica para produo de energia eltrica gera aproximadamente dois terosde calor, para um tero de eletricidade, o que demonstra o aumento da eficincia econmica dacogerao (produo simultnea de calor e eletricidade) em aplicaes estacionrias.

A expanso da mistura combustvel/ar, causada pela combusto ento convertida em energia.O calor produzido por este processo tem de ser dissipado para o ambiente, atravs de um sistemade arrefecimento.


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A utilizao de biodiesel na Europa, por exemplo, como uma mistura de etanol em Frana, e o uso deetanol puro no Brasil, so exemplos de uso de fontes de biomassa com sucesso, no setor dos transportes.

Os leos vegetais do sarmento ou sementes de girassol e o lcool produzido da biomassa, possvelcobrir as necessidades de mobilidade da sociedade. Os combustveis de biomassa so uma alternativatcnica, equivalente s fontes de energia fssil.

O biogs, proveniente dos aterros, da reciclagem de resduos agrcolas ou de outros resduos orgnicospode ser utilizado, em centrais estacionrias para produo de energia.

6.6 Bioenergia

6.6.1 Bioenergia - energia proveniente do solA energia solar, disponvel em forma de radiao superfcie da terra, excede 11.000 vezes a energiaatualmente necessria humanidade. A biomassa uma forma de armazenamento da energia solar. Asplantas convertem a energia solar atravs da fotossntese, com uma eficincia de 0,1%, e armazenam-na,durante muito tempo, nas folhas, nos caules, nas flores, etc. Em condies limite, a energia na biomassapode ser armazenada infinitamente, sem perdas.

A biomassa a nica energia renovvel que pode ser convertida em combustveis gasosos, lquidos ouslidos, por meio de tecnologias de converso conhecidas. Neste contexto, o portador universal deenergia renovvel pode ser usado num vasto campo de aplicaes no setor da energia.

Presentemente, possvel fornecer energia a partir da biomassa para toda a gama de aplicaesenergticas, desde o aquecimento de imveis at ao fornecimento de combustveis para aplicaesmveis, nomeadamente para os transportes.

A variedade de utilizaes possveis da biomassa, as vantagens de um armazenamento seguro inofensivo,e a possibilidade de integrar fornecedores locais de combustveis, nomeadamente empresas agrcolas eflorestais, oferecem um vasto campo de aplicaes sustentveis. Usar a biomassa como um combustvel

renovvel pode reduzir a pegada ecolgica de todas as naes no que respeita energia, e poder ser asoluo para a minimizao das alteraes climticas e de outros problemas ambientais. Quando se usaa energia armazenada na biomassa, esto a ser emitidos gases com efeito de estufa, tal como o dixidode carbono. Contudo, a quantidade libertada a mesma que foi consumida durante o processo dafotossntese, Assim, as fontes de biomassa so consideradas neutras, relativamente aos danos climticos,derivados do efeito estufa.


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Em contraste com o uso direto da energia solar ou elica, a biomassa como portadora de energiarenovvel est sempre disponvel. Geralmente, depois do tratamento da biomassa, esta convertidaem trs grandes formas de energia:

eletricidade,calor,combustvel.

Esta flexibilidade permite biomassa estar em concorrncia direta com a energia produzida porfontes fsseis.

6.6.2 Fontes de energia eficientesOs produtos, tais como a madeira e outros recursos renovveis como fibras e leos, que tm biomassa,podem substituir na totalidade fibras e materiais produzidos com derivados do petrleo.

Em contraposio aos recursos fsseis, os recursos renovveis a partir de materiais orgnicos, requeremmuito menos energia para a sua extrao, processamento e venda. Como consequncia, a sua produoe processamento significam menores emisses de dixido de carbono para a atmosfera. Para alm disso,as emisses de outros poluentes mais baixa.

No final do ciclo de vida, os materiais orgnicos podem, na sua generalidade, ser usados sem restries,para a produo de energia regenerativa, contrastando com a maioria dos produtos qumicos derecursos fsseis.

Deste modo, com a utilizao da madeira possvel poupar outras fontes de energia, tais como ocarvo, o leo e o gs, e introduzir um segundo ciclo de vida para os produtos. A valorizao energticadestes produtos fecha o ciclo do carbono natural.

6.6.2.1 Uso a longo prazoSe a madeira for retirada da floresta, geralmente transformada em materiais de construo e demobilirio, ou noutros bens econmicos de longa durao.

O carbono armazenado na madeira e noutros produtos de fibra biolgica retido durante todo o

tempo de vida do produto. Por exemplo, uma tonelada de madeira usada para construo ou produode mobilirio contm 500 kg de carbono, que por sua vez armazena 1,8 toneladas de dixido decarbono.

6.6.2.2 Tipos de biomassaA biomassa a massa total de substncias orgnicas que ocorrem num habitat.

As formas de biomassa no planeta so diversas. Para alm disso, existem diferenas nas utilizaesprimrias de biomassa. Alm da indstria alimentar, a biomassa pode ser usada noutras indstrias,tais como, de manufaturao ou construo.


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Quando o uso original termina, pode ser efetuado um uso energtico secundrio da biomassa.Por exemplo, os resduos orgnicos que so uma mistura de material desperdiado, pode ser usadocomo fonte de produo de energia regenerativa.

A energia contida nos resduos orgnicos geralmente usada atravs da gerao de biogs. Nos aterros,existe uma converso dos resduos orgnicos em metano. Nalguns casos, contudo, pode ser vantajosa afermentao direta destes resduos em sistemas de tratamento anaerbio. Para resduos com alto teor demadeira, existe a possibilidade de serem sujeitos a secagem e queima.

Uma rea de estudo de aplicaes da biomassa passa pela criao de colheitas para fins energticos, quecrescem para uso direto como combustvel. Esta questo ser discutida nas seces seguintes, analisandoos diversos tipos de fontes de biomassa.

6.6.2.3 Fontes de biomassa

A biomassa pode ser dividida em quatro categorias, de acordo com a sua origem:

6.6.2.3.1 Culturas para fins energticosAs colheitas para fins energticos so cultivadas principalmente para a produo de energia. A suafuno capturar a radiao solar para armazen-la na biomassa. Exemplos de colheitas de energia so acolza, o girassol, o miscanthus sinensis e o milho.

6.6.2.3.2 Resduos agrcolas e florestaisOs resduos que so gerados na colheita de cereais e no corte de rvores, tal como a palha e os resduosde madeira, so desperdcios naturais. Este grupo de sub-produtos especialmente adequado paraa reciclagem energtica, porque reduz os custos de produo dos produtos principais, ou aumenta orendimento da cadeia de cultivo.

6.6.2.3.3 Sub-produtos orgnicosO processamento da biomassa para criao de produtos, forma um grupo adicional de sub-produtos.Estes sub-produtos incluem os resduos orgnicos, os efluentes da agro-pecuria e os resduos do

processamento industrial da madeira e de fibras vegetais. Nestes casos, a reciclagem energtica podeconduzir a um aumento da utilidade e assegur

manual eficiencia energetica

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