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Novos Desafios das Engenharias: Conservação de
Energia, Reaproveitamento e Minaturização
Prof. Kleber Freire (UFBA / UNIFACS)
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ENGENHARIA ELÉTRICA “Precisamos trabalhar em conjunto com a
comunidade empresarial e as indústrias, para encontrar as maneiras corretas de reduzir as emissões de gases que causam o efeito estufa.
Precisamos promover tecnologias que tornem a produção e o consumo de energia mais eficientes.”
Conferência, na Casa Branca, Sobre as Mudanças Climáticas – 6 de outubro de 1997
Presidente dos Estados Unidos
Motivação Internacional (Kyoto)
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Eficiência Energética - O BrasilPDDE – Plano Dec. de Expansão de EnergiaSegundo o PDDE da EPE:O Brasil necessitará de aprox. 3.000MW médios por ano, nos
próximos 10 anos.Na trajetória inferior de 4,2% de crescimento do PIB ao anoAssim, o aumento do consumo de e.e. seria de 5,1% ao ano.
Portanto, o projeto do Rio Madeira, com seus 4.051 MW médios de energia firme, responderia por apenas 10% desta necessidade de aumento da capacidade instalada.
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Energia Nuclear – contribuição
Tecnologia ClássicaRápida instalaçãoProximidadeCusto razoávelAmbientalmente segura
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Eficiência EnergéticaPDDE – Plano Dec. de Expansão de EnergiaÂncoras da expansão:Empreendimentos hidrelétricos (Santo Antônio, Jirau, Belo
Monte)
Térmicas: Ampliando sua participação na Matriz de Energia Elétrica
Tipos de Combustíveis:Biomassa na geração termelétrica Gás natural => Malha de gasodutos em expansão Urânio => Expansão das usinas nucleares
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Eficiência EnergéticaConsumo de Energia Elétrica no Brasil:Consumo Setorial:A indústria vem perdendo modesto espaço:1970: 53% do consumo de e.e.Atualmente responde por cerca de 45%
No mesmo período observa-se um incremento da participação dos setores de serviços e residencial: Em 1970: Serviços (12%) e Residencial (19%) Atualmente: Serviços (14%) e Residencial (23%).
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Eficiência EnergéticaConsumo de Energia Elétrica no Brasil:Justificativas:Maior preocupação do setor industrial com a Eficiência
Energética.Maior participação do setor de serviços e comércio na
economia brasileiraPela melhoria de renda da população e acesso ao crédito.Maior estabilidade econômica e controle da inflação.Fenômeno “Shopping center”Modernização e automação dos serviçosIntensificação do uso de sistemas de ar condicionado
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Eficiência EnergéticaConsumo de Energia Elétrica no Brasil:Justificativas:Maior participação do setor residencial:Incremento do consumo de bens eletrônicos e linha branca.Programa Luz para Todos.Aumento no número de novas ligaçõesControle da inflação.
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Objetivo nobre da Eficiência Energética:
Preservação de recursos naturais:
Meio ambiente é aquilo que tomamos emprestado de nossos avós para devolver aos nossos netos!!.
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Diagnóstico Energético
Diagnóstico Energético
Tem por objetivo principal determinar as condições atuais de uma determinada instalação, no tocante ao uso de energia, identificando os problemas e recomendando as soluções com estudo técnico e econômico para sua eficientização.
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Diagnóstico energético1- Auditoria preliminar
Curva de carga dia útil
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00
Wat
ts
almoçoHorário de ponta:
17:30 ~ 21:30
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Diagnóstico Energético –Levantamento de dados: Definição dos pontos de medição:
11,4 kV
Figura 3.4: Diagrama unifilar da instalação.
PONTO DE ENTREGA11,4 kV
MEDIÇÃO
ILUMINAÇÃOCARGAS NÃO ESSENCIAIS
345 kVAGMG-1
USCA 1
~
ILUMINAÇÃ
O
FONTE INDELSUL
CARGAS ESSENCI
AIS
MED
GMG-3430 kVA
FONTE ORTENG
USCA 3
~ MED
ILUMINAÇÃOCARGAS NÃO ESSENCIAIS
GMG-2345 kVA
USCA 2
~
ILUMINAÇÃ
O
FONTE SATÚRNI
A
CARGAS ESSENCI
AIS
MED
T-03500 kVA11.400 - 220/127V
T-01500 kVA11.400 - 220/127V
T-02500 kVA11.400 - 220/127V
MEDMED
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Metodologia de diagnóstico energéticoMedição de energia
registrador de energia
Alicates(TC – Transformador de corrente)
Garras(TP – Transformador de potencial)
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Diagnóstico energéticoResultados esperados
Consumo desagregado de usos finais•(Pizza de consumo)
37%
46%8%
ILUMINAÇÃO
A R -CONDICIONADO
M ICROCOMPUTADORES
EQUIPAMENTOS
9%
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Diagnóstico Energético – Indicadores energéticos
•Determinação do potencial de conservação de energia através da comparação com índices típicos de outras instalações semelhantes
Indicadores energéticos sugeridos•Fator de carga (FC)•Consumo mensal por área útil (kWh/m²)•Consumo mensal em iluminação por área iluminada (kWh/m²)•Consumo mensal em ar condicionado por área climatizada (kWh/m²)•Potência instalada em iluminação por área iluminada (kW/m²)•Potência instalada em iluminação por número de interruptores (kW/Nº Interruptores)•Potência instalada em ar condicionado por área climatizada (kW/m²)•Porcentagem de luminárias defeituosas ou inoperantes (% lumin.def)•Consumo mensal por usuário equivalente (kWh/usuário)
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Eficiência energética das Subestações de Energia
Perdas no ferro e nos enrolamentos dos diversos equipamentos das subestações de energia.
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Transformadores de força –principais componentes
Transformadores de distribuição de energia: Projeto, Fabricação, e características operacionais para uma maior eficiência.
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Oportunidade no Gerenciamento Energético das subestações
Diretamente do medidor da concessionária: Transmissão de todos os dados elétricos via IP para um servidor de gerenciamento.
Saída para acoplador óptico
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Eficiência Energética dos sistemas de iluminação
LâmpadasIncandescentes
Mista
Descarga
Convencional
Halógena
Baixa Pressão
Alta Pressão
Fluorescente
SódioMercúrioSódioVapor Metálico
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Eficiência Energética dos sistemas de iluminação
Lâmpadas de Multivapores MetálicosLâmpada de descargaEficiência luminosa semelhante a das lâmpadas fluorescentes
eficientes: 59 a 86 lm/WBoa vida útil: 10.000hIRC excelente (80 a 85)Elevado fluxo luminoso por lâmpadaUSO: O elevado fluxo luminoso as tornam ideais para sistemas
de iluminação de Estádios, quadras poli-esportivas, shoppings centers, instalações de elevado pé direito, aplicações que exijam fontes de luz intensas e com fidelidade cromática.
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A revolução das Lâmpadas Led
Potências daordem de 5W
Drivers eletrônicoscontrolam suaoperação e cores
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Controle de Velocidade
Conversores de Frequência: Diagrama de Blocos:
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Controle de vazão – válvula
Técnicas de controle de vazão em bombas centrífugas:
Potência (%)
Fluxo (%)
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Controle de vazão - velocidade do motor
Técnicas de controle de vazão em bombas centrífugas:
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Prof. Kleber Freire
Conversores de Frequência
comerciais:
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Eficiência Energética na geração por fontes renováveis de energia.
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Controle vetorial para maximizar a produção de potência no eixo da turbina.
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ENGENHARIA ELÉTRICA
Maior eficiência na geração
Turbina eólica de velocidade variável plena:
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Tecnologias de turbinas eólicas
Turbina eólica de velocidade variável : (Dupla excitação da máquina de indução)