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AUDITORIA ENERGTICA
Primera edicin
Enero, 2012
Lima - Per
Carlos Cceres C.
PROYECTO LIBRO DIGITAL
PLD 0538
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PROYECTO LIBRO DIGITAL (PLD)
El proyecto libro digital propone que los apuntes de clases, las tesis y los avances en investigacin(papers) de las profesoras y profesores de las universidades peruanas sean convertidos en libro digital
y difundidos por internet en forma gratuita a travs de nuestra pgina web. Los recursoseconmicos disponibles para este proyecto provienen de las utilidades nuestras por los trabajos deedicin y publicacin a terceros, por lo tanto, son limitados.
Un libro digital, tambin conocido como e-book, eBook, ecolibro o libro electrnico, es unaversin electrnica de la digitalizacin y diagramacin de un libro que originariamente es editado para
ser impreso en papel y que puede encontrarse en internet o en CD-ROM. Por, lo tanto, no reemplaza allibro impreso.
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de investigacin de las alumnas y alumnos tomando como base el libro digital y las direcciones electr-nicas recomendadas. Que este proyecto ayude a las universidades nacionales en las acreditaciones internacionales ymejorar la sustentacin de sus presupuestos anuales en el Congreso.
En el aspecto legal: Las autoras o autores ceden sus derechos para esta edicin digital, sin perder su autora, permitiendoque su obra sea puesta en internet como descarga gratuita. Las autoras o autores pueden hacer nuevas ediciones basadas o no en esta versin digital.
Lima - Per, enero del 2011
El conocimiento es til solo si se difunde y aplica
Vctor Lpez Guzmn
Editor
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Auditoria
Energtica
AuditoriaAuditoria
EnergticaEnergticaPresentado po r :
Ing . Car lo s Cceres C
Programa de Ahorro de Energa
Min is ter io de Energa y Minas
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AUDITORIA ENERGETICAUDITORIA ENERGETIC
La AUDITORIA ENERGETICA conefectuar un BALANCE DE ENER
suficiente detalle para detectar las penerga y a su vez identificar lasmejoras energticas para decidir
oportunidad econmica de llevarlas a
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METODOLOGIA DE UNMETODOLOGIA DE UN
AUDITORA ENERGETICAUDITORA ENERGETIC
OBJETIVOS
Cuantificar el uso de la energa, con dsuficientes para localizar las prdidas.
Identificar proyectos y mejoras para aenerga y costos.
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QUIN DEBE REALIZARQUIN DEBE REALIZAR
AUDITORIA?AUDITORIA?Alternativas:
Personal Propio Personal Externo
Lo ideal es que la auditorala realice un equipo mixtoformado por especialistasenergticos externos y los
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REALIZACION POR PERSOREALIZACION POR PERSO
EXTERNOEXTERNOVENTAJAS INCONV
Conocimiento de los aspectosenergticos y de la sistemticapara su estudio.
Amplitud de puntos de vista
derivada de estudios anteriores enmltiples instalaciones.
Experiencia sobre el resultadoprctico de las modificaciones
posibles.Independencia de criterios y
Desconocimieninstalacin con
Necesidad de etos del proceso
al personal.Entrega al exte
la institucin.
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REALIZACION POR PERSOREALIZACION POR PERSO
PROPIOPROPIOVENTAJAS INCONVE
Familiaridad con el proceso, por
cuanto reduce el periodo deestudio terico del mismo.
Mayor facilidad para disponer de
los datos en diversascircunstancias.
Familiaridad con e
cuanto se dificulta condiciones de opedatos normalmente
Constantes interruestar sometido a laperentorias de las
Libertad de expresaquellos puntos encon los criterios de
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METODOLOGIAMETODOLOGIA
Etapas :Etapas :
Evaluacin de los consumos de lay sus costosClculos de flujos de energa (mey evaluaciones de campo).
Evaluacin a los Flujos de energaIdentificacin de mejoras energtic
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ETAPAETAPA 11
CONSUMOS DE ENERGCONSUMOS DE ENERG
Cuantificar los consumos para los 12 meses
Registros de poder calorficos de loscombustibles no estndaresCostos de los combustibles anual y po
Precios de la energa elctrica(*)
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COSTOS DE LACOSTOS DE LAENERGA ELCTRICAENERGA ELCTRICA
Costos unitarios,
Estructura tarifaria
Potencias contratadas o Leda
Periodos estacionales
Interrupciones
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CONSUMOS DE ELECTRICCONSUMOS DE ELECTRIC
Capacidad total de suministro ?Total de cargas conectadas?Variaciones de consumos diario
estacionales?Se cuentan con diagramas de cCual es el factor de potencia?
Se tienen compensacin reactivSe administra la demanda?
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RESUMEN DE CONSUMORESUMEN DE CONSUMO
COSTOS DE ENERGACOSTOS DE ENERGA
Al final de la etapa 1, se deber
Costos totalesCostos separados por energticVariaciones estacionales por en
reas prioritarias de consumo
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ETAPA 2ETAPA 2
CLCULOS DE FLUJOS DE ENCLCULOS DE FLUJOS DE EN
(Mediciones y Evaluaciones de(Mediciones y Evaluaciones de
OBJETIVOS :
* Identificar a los usuarios mas importacada energtico en trminos de
- CostosConsumos
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CONOCIMIENTO DE LCONOCIMIENTO DE L
PROCESOSPROCESOS
Reconocimiento de la plantaDiagrama de flujo de procesosListado de los usuarios mayores de
energaCalcular los consumos de cada uno.Efectuar mediciones para precisar loconsumos.
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PRINCIPALES USUARIOS PRINCIPALES USUARIOS ELECTRICIDADELECTRICIDAD
IluminacinAire acondicionado / calentamiento
Compresoras de aireCompresoras de refrigeracinBombas de proceso /bombas de agSistema de ventilacin / ventiladoraCalentamiento.B b hid li
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PRINCIPALES USUARIOS PRINCIPALES USUARIOS COMBUSTIBLESCOMBUSTIBLES
Calderos de vaporCalentadores de agua
IncineradoresCalentadores de ambiente
Generadores
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DISTRIBUCION DEL USODISTRIBUCION DEL USO
ELECTRICIDAD ENELECTRICIDAD EN UNAUNA PLAPLA
Iluminacin
5% Ventilacin Malta3%
ComCasa Calderas
13%
Bombas16%
Otros
3%
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ETAPA 3ETAPA 3
EVALUACIN A LOS FLUJOS ENERGEVALUACIN A LOS FLUJOS ENERG
OBJETIVOS:Identificar:- Usos inapropiados de energa
- reas de derroche y energas res- Bajas eficiencias de conversin (c
compresoras, motores etc.)
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CRITICAS A LOS FLUJOS DCRITICAS A LOS FLUJOS DENERGAENERGA
No aceptar los sistemas tradiciosin un anlisis.
Se debe descubrir: Son los flujos razonables? Hay mejores formas? (indicadores)
Se requiere:i i t d l
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USO DE LA ENERGAUSO DE LA ENERGA -- PRDPRD
Los usos finales de la energa smenores a las entradas totales sistema, dependen de las prdla generacin y distribucin:
Eficiencia de generacin
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ORDEN PARA LA EVALUACORDEN PARA LA EVALUAC
Usuarios de energa
Eficiencias de los sistemas de distri
Eficiencia de la conversin
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ANALISIS DEL SISTEMA DANALISIS DEL SISTEMA D
DISTRIBUCIONDISTRIBUCIONSon apropiados los sistemas de
distribucin Vapor agua caliente Fluidos enfriados Energa elctrica
Resultados Comparacin de cargas tiles y parsitas (prd Dimensionamiento de tuberas, cableado elctri
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EFICIENCIA EN CONVERSIONEFICIENCIA EN CONVERSION
ENERGIAENERGIA
Conocimiento de adecuadastecnologas y mtodos ptimosDatos de diseo
Evaluar rendimientos y compararendimientos estndares Combustin en calderas, hornos Rendimientos en tipos de iluminacin Eficiencia de motores elctricos
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ETAPA 4ETAPA 4GENERACION DE PROYECTOSGENERACION DE PROYECTOS
Objetivos:
Identificar todos los proyectos potencialeficiencia energtica.
Recopilacin de ideas.
Elaborar un listado.
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IDENTIFICACION DE PROYECIDENTIFICACION DE PROYEC
Evaluar las iniciativas de mejoras copersonas responsables de la plantaQue medidas de conservacin de e
han realizado?Medidas no prosperadas? causas ylimitaciones
Que proyectos estn listos para suimplementacin?
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ETAPA 5ETAPA 5EVALUACIN DE MEJORASEVALUACIN DE MEJORAS
Objetivos:
Verificar que proyectos son viables, parla interaccin entre proyectos Establecer los costos de los proyectos Calcular los beneficios de los proyectos Comparar alternativas y prioridad
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VERIFICACION TECNICA DVERIFICACION TECNICA DEPROYECTOPROYECTO
Riesgos tcnicos Trabajo del equipo sin restricciones Operacin a condiciones de diseo Dimensionamiento correcto?
Efectos Contaminacin ambiental
Incremento de mantenimiento Confiabilidad
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CALCULOS DE COSTOS DCALCULOS DE COSTOS DPROYECTOPROYECTO
Estimacin real de los presupuestosacuerdo a precios de mercado
Cotizaciones de equipos por proveeReferencias de trabajos similares
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ETAPA 6ETAPA 6REPORTEREPORTE
Objetivo:
Presentar el sustento tcnicoeconmico del diagnstico y lasmejoras energticas encontrada
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REPORTEREPORTE
RESUMEN EJECUTIVO Entendible para personas ejecutivas
Lectura en 10 minutos Puntos claves y recomendaciones
REPORTE Para los interesados en los detalles Leble en 1 a 2 horas Describir la situacin encontrada Describir las recomendaciones complementada
costosANEXOS
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ESTRUCTURA DEL INFORESTRUCTURA DEL INFOR
RESUMEN EJECUTIVODESCRIPCION DE LAS INSTALACIONES Descripcin de los procesos, rgimen de trabajo
instalaciones
FUENTES DE ENERGIA Y COSTOSANALISIS ENERGETICO DE LA INSTALA Balances de materia y energa Distribucin de cada energtico Distribucin de cada sistema prioritario Resumen de costos y consumos
ANALISIS TECNICO ECONOMICO DE MERESULTADOS FINALES
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Eficiencia yOptimizacin enTarifas ElctricasIluminacin
Motores ElctricosCalidad de la Energa
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TARIFAS ELCTRIC
MediaTensin
BajaTensin
Tipo de Medicin
MT2 BT2 2E 2PEnerga y potencia en horas defuera de punta
MT3 BT3 2E 1PEnerga en horas de punta y fupunta, y potencia
MT4 BT4 1E 1P Energa y potencia
BT5A 2EEnerga en horas de punta y fupunta
BT5B 1E Energa
d l d
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Comportamiento de la dem
elctrica durante un da ten el Per
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Horas Punta (HP) y Horas
de Punta (HFP)
Horas Punta: Periodo comprendido entre las
23:00 Horas de cada da.
Horas Fuera de Punta: Resto de horas no comprendid
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Clientes de Media (MT
Baja (BT) TensinClientes de Media Tensin (MT)
Suministro conectado a redes cuy
es superior a 1 000 V. y menor a 3
Clientes en Baja Tensin (BT)
Suministro conectado a redes cuyi f i i l 1 000 V
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Formacin de los Preci
Electricidad a Cliente
MT
BT
Precio en Barra Equivalente MT
MT
AT
Usuario
MediaTensin
Precio en Barra AT
MAT
Generacin
TransmisiPrecio en Barra MAT
Transmisin Secundaria Prdidas Marginales de Potencia y Energa Peajes de Conexin por Transformacin y Transporte
VADBT Prdidas de po
energa en BT
VADMT
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Mercado Elctrico
Mercado
Elctrico
LibreDemanda mayor a 1 MW
ReguladDemanda hasta 1
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OPCIONES TARIFARMediaTensin
BajaTensin
Tipo de Medici
MT2 BT2 2E 2P Energa y potencia enfuera de punta
MT3 BT3 2E 1PEnerga en horas de p
punta, y potenciaMT4 BT4 1E 1P Energa y potencia
BT5A 2E
Energa en horas de p
punta
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Cola
El
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Pliego Tarifario MT
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Pliego Tarifario BT
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c.ILUMINACIN
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Conceptos GeneraleConceptos Generale
Existe una relacin entre la eficienc
desempeo en el trabajoy la calidailuminacin.La experiencia demuestra que una b
iluminacin en las fbricas, talleres es una manera muy eficaz de incremtanto la productividad como la calidproducto.Una buena iluminacin aumenta el co
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Conceptos GeneraleConceptos Generale
El aprovechamiento de la luz natura
importante con la finalidad de renecesidades de luz artificial. La luz natel cielo est nublado o despejado praltsimos niveles de iluminacin superio20 000 lux.
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Prdidas Tpicas por Fal
Mantenimiento
Prdidas Tpicas por Fal
Mantenimiento
Balasto Viejo 5% Prdid
Se paga por este nivel 100% Lmparas viejas 10% Pr90%
Suciedad en Lmparas 10
80%Suciedad en Pantallas 10
70%
Se consigue este nivel 65%
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Principales RecomendacPrincipales Recomendac Utilizar fluorescentes de mayor ef Utilizar lmparas de vapor de so
eficiencia) para elevar el nivel de y reducir los consumos de energa. Aprovechar al mximo la luz natura Implementar alumbrado p
subestaciones y su mantenimiento p Mida y corrija la tensin nomi
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Aprovechar la Luz NatAprovechar la Luz Nat
Se plantea la sustitucin de las antiguasde fibra de vidrio por planchas translcmaterial que difcilmente permite imp
polvo y otras sustancias, y es impermeatanto permiten el ingreso de luz naturaporcentajes y requieren menores c
mantenimiento
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Aprovechar la Luz NatAprovechar la Luz Nat
Las lmparas fluorescentes hevolucionando, obtenindose constructivas que han permitidlmparas de alta eficiencia cuya em
es prcticamente igual a sus predececuyas demandas de energa elmenores.
Se plantea sustituir las lmparas T ILUMINACIN
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ILUMINACIN
AMBOS FLUORESCENTES
Iluminan Igual.
Cuestan Igual.
Duran Igual
FluoresceT12 40W
FluorescenteT8 36W (De
!Entonces cual es laDiferencia
La Diferencia es que losFluorescentes T8
(Delgados), consumen10% menos en Energa
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PATRN DE DISTRIBUCIDE LUMINARIAS
CIRCUITO A
VENTANA
CIRCUITO B
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PATRN DE DISTRIBUCI
DE LAMPARASCIRCUITO A
L
CIRCUITO B
VENTANA
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d.MOTORES ELCTRICO
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VENTAJAS TECNICAS DE
MOTORES ALTA EFICIEN
ITEMDE COMPARACION 50 75 100 50
RENDIMIENTO (%) 89.5 91 91.7 93FACTOR POTENCIA 0.74 0.82 0.85 0.75
FACTOR SERVICIO
CORRIENTE ARRANQUE
TORQUE DE ARRANQUE
COMPARACION TECNICA MOTORES
634/317 A260%
MOTORES ELECTRICOS ESTANDAR MOTORES
1.15
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COSTOS ANUALES D
MOTORES ESTANDAR
POT EFIC. 1000 2000 3000 4000 5000 600010 86.9 429.2 858.5 1,287.7 1,716.9 2,146.1 2,575
15 88.3 633.6 1,267.3 1,900.9 2,534.5 3,168.2 3,801
20 88.4 843.9 1,687.8 2,531.7 3,375.6 4,219.5 5,063
25 89.4 1,043.1 2,086.1 3,129.2 4,172.3 5,215.3 6,258
30 91.0 1,229.7 2,459.3 3,689.0 4,918.7 6,148.4 7,378
40 92.0 1,621.7 3,243.5 4,865.2 6,487.0 8,108.7 9,730
50 91.5 2,038.3 4,076.5 6,114.8 8,153.0 10,191.3 12,229
60 91 0 2 459 3 4 918 7 7 378 0 9 837 4 12 296 7 14 756
HORAS DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR P
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COSTOS ANUALES D
MOTORES DE ALTA EFICI(MAE)
POT EFIC. 1000 2000 3000 4000 5000 6000
10 92.4 403.7 807.4 1,211.0 1,614.7 2,018.4 2,422
15 93.0 601.6 1,203.2 1,804.8 2,406.5 3,008.1 3,609
20 93.0 802.2 1,604.3 2,406.5 3,208.6 4,010.8 4,812
25 93.0 1,002.7 2,005.4 3,008.1 4,010.8 5,013.4 6,016
30 93.6 1,195.5 2,391.0 3,586.5 4,782.1 5,977.6 7,173
40 94.1 1,585.5 3,171.1 4,756.6 6,342.2 7,927.7 9,51350 94 5 1 973 5 3 947 1 5 920 6 7 894 2 9 867 7 11 841
HORAS DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR P
E $ P HORRO EN $U POR
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AHORROS EN $US POR AAHORROS EN $US POR A
EL USO DE LOS MAEEL USO DE LOS MAE
POT 1000 2000 3000 4000 5000 6000
10 25.5 51.1 76.6 102.2 127.7 153.3
15 32.0 64.0 96.1 128.1 160.1 192.
20 41.7 83.5 125.2 167.0 208.7 250.4
25 40.4 80.8 121.1 161.5 201.9 242.3
30 34.2 68.3 102.5 136.6 170.8 204.9
40 36.2 72.4 108.6 144.8 181.0 217.2
50 64 7 129 4 194 1 258 8 323 5 388 2
BENEFICIO $US POR AO, POR LA DECISION POR UN MOTO
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CALCULO DE AHORROS A
Empleo de una formula para el calculo del ahEmpleo de una formula para el calculo del ah
S = 0.746xHxLxCxNx(100/EbS = 0.746xHxLxCxNx(100/Eb--100/100/
SS = ahorro anual, $US= ahorro anual, $USHH = potencia del motor HP= potencia del motor HPLL = Factor de carga del motor (decimale= Factor de carga del motor (decimale
CC = tarifa de la energa elctrica= tarifa de la energa elctrica
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INCREMENTO de en
El incremento de 1% en la E (de 94% a 95%) e500HP que opera a un 80% de factor de carga reahorro en energa de:
Energa 94%: (0.746x500x0.80)/0.94= 317.45 kW
Energa 95%: (0.746x500x0.80)/0.95= 314.11 kW
Entonces un MAE de 95% consume menos energa,
kW= 317 45-314 11= 3 34 kW s el motorhoras/ao y con un costo de energa elctrica de
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RECOMENDACIONE
S en su empresa deben adquirir nuevos eqS en su empresa deben adquirir nuevos eqdeben repotenciar mquinas, tome en deben repotenciar mquinas, tome en
siguiente:siguiente:
Considere la Potencia del Motor.Considere la Potencia del Motor.Revise las horas de funcionamiento porRevise las horas de funcionamiento pormotores que tiene en su instalacimotores que tiene en su instalacin.n.
Verifique el tiempo de vida de los motoreVerifique el tiempo de vida de los motoreEv lEval l s c ndici n s d p r cie las condiciones de operacin midn mid
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RECOMENDACIONE
4.4. Solicite ofertas a sus proveedores dSolicite ofertas a sus proveedores delelctricos.ctricos.5.5. Evalue las caracterEvalue las caractersticas y dimensionamsticas y dimensionam
cables de alimentacicables de alimentacin.n.6.6. Obtenga los registros de las medicioObtenga los registros de las medicio
parparmetros elmetros elctricos del motor en evaluctricos del motor en evalu7.7. Evalue los problemas de mantenimieEvalue los problemas de mantenimie
motores elmotores elctricos historial y tipo de factricos historial y tipo de fa
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CONCLUSIONES
1.1. El costo de los MAE es mayor en un 25El costo de los MAE es mayor en un 25los motores estlos motores estndar.ndar.
2.2. La recuperaciLa recuperacin de la mayor inversn de la mayor inversnormalmente en menos de un (01) anormalmente en menos de un (01) ao.o.
3.3. SS tiene que implementar nuevos equtiene que implementar nuevos equempresa, no deje de evaluar la alternaempresa, no deje de evaluar la alternaMAE Puede tener sorpresas gratas e impMAE Puede tener sorpresas gratas e imp
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e.CALIDAD DE LA ENERG
l l l
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Relaciones de la Calid
El nuevo concepto de calidad denerga elctrica est relacionbsicamente en la :
Calidad de voltajeCalidad de corriente
F cu nci
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Ond d t nsin c
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Onda de tensin y corr
distorsionada
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CARGAS NO LINEAL
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ESPECTRO DE FOURI
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ARMNICOS
Las armnicas son voltajes ocorrientes sinusoidales cuyas
frecuencias son mltiplos entefrecuencia de trabajo del sisteDicha frecuencia se denominaF i F d m t l
Equipos que genera
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Equipos que genera
armnicos
Lmparasfluorescentes
Lmparas de descarga
E i
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Equipos que genera
armnicos
Equipos electromdicos con controelectrnicos y/o computadoras
Equipos de cmputoVariadores de velocidad
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Problemas que ocasionOperacin errtica de los equipos
elctricos computarizadosDeterioro de los discos duros de l
Sobrecalentamiento de los equiposconductores elctricosFalla prematura de equipos electr
Disparo de interruptores Espectro de la composicin
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Espectro de la composicin
armnicos de corriente enequipo electrnico
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CASO :HOSPITAL ARZOBISPO LOA
Suministro : 01Tipo de Tarifa : BTModalidad de Facturacin : PV
Potencia Mx Contratada : 60
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FACTURA HOSPITAL LOAYZA
ENERGA Y DEMANDA CONSUMO PRECIOUNITARIO (S
Energa Activa FP (kWh) 156,360.00 0.1169
0.1864
0.0432
43.454
Energa Activa P (kWh) 37,500.00
75,762.00Energa Reactiva (kVARh)
544.80Demanda Mxima (kW)Cargo Fijo
Alumbrado Pblico
Cargo Repos. Mantto
SUB TOTAL (S/ )
Tarifaen BT
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TARIFAACTUAL:
BT-3
TAFUT
M
CAMBIO DE
NIVELDE TENSION
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g.COMPENSACIN REACT
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SITUACINACTUAL
SITF
SINCOMPENSACINREACTIVA:
S/. 3,318.38
CONCOMPREAC
BANCO DE
CONDENSADOR.
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ENERGA Y DEMANDA CONSUMO PRECIOUNITARIO (S
0.1049156,360.00Energa Activa FP (kWh)0.144837,500.00Energa Activa P (kWh)
30.000075,762.00Energa Reactiva (kVARh)
22.780544.80Demanda Mxima (kW)
FACTURA HOSPITAL LOA
COMPENSACIN REACTIV
Cargo Fijo
Alumbrado Pblico
Cargo Repos. Mantto
SUB TOTAL
Sin Compensacin
37 737 75
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CASOS DE APLICACICASOS DE APLICACIDE AUDITORIADE AUDITORIAENERGETICAENERGETICA
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Sudamericana de Fibras Sudamericana de Fibras
DATOS GENERALES :
Cliente LibrePotencia Consumida : 4,50
Potencia Comprada a Edelnor : 1,700 kW Potencia Cogenerada : 2,500 kW
Insumos
Combustible
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ConclusionesConclusiones
El monto de ahorro logrado son del ordenUS$ 101 619.00 al ao 2002 con una invede US$ 52 775.00.
El diagnostico energtico a permitido idenun conjunto de mejoras en las reas trmic
elctricas las cuales han sido ejecutadas se
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!FINAL DE SESION
Ing. Carlos Cceres Casaverde
Programa de Ahorro de Energa (PAE)Ministerio de Energa y Minas
Web: www.minem.gob.pe/pae
E-mail:pae@minem gob pe
http://www.minem.gob.pe/paemailto:[email protected]:[email protected]://www.minem.gob.pe/pae -
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