Electricidad Y Electronica Basica Proyecto.docx

ESTUDIO DE GESTIÓN ENERGÉTICA PARA EL SECTOR AGRICOLA María Camila Castillo Pico Luis Eduardo Jaimes Fontecha Universidad Industrial de Santander

Resumen- En la actualidad los procesos de producción demandan gran cantidad de energía eléctrica; dado que este es un recurso costoso y que en algunos lugares se tiene limitación al acceso de este (Déficit energético) es importante optimizar el uso de este preciado recurso, de esta forma se podrá bajar costos de producción lo que a su vez permitirá a la industria posicionarse competitivamente, aumentar vida útil de los equipos de trabajo y contribuir con el cuidado del medio ambiente. Palabras clave- Gestión energética, consumo, eficiencia, producción.

INTRODUCCION: El presente informe data el estudio hecho a una planta procesadora de café, usando herramientas de gestión energética se determinó en algunos casos ineficiencia en el uso energético. Dado que el estudio tiene un propósito estrictamente académico se tomó un índice de producción arbitrario; siendo este el punto de partida para establecer parámetros de producción y de esta forma construir diagramas que con su respectivo análisis que permitirán identificar sectores de ineficiencia en el proceso.

DESARROLLO DEL INFORME 1. Inventario de carga del usuario.

SECTOR EQUIPO

AREA 1

AREA 2

AREA 3

AREA 4

AREA 5

POTENCIA FACTOR DE EQUIPOS [HP] [KW] POTENCIA CONFIG

1

7 13,5

2

3

3

3

4

1

5

3

6

1

7

2

8

1

9

2

10

1

5 12 24 5

6 45 25 36

0,9

atraso D

0,8

atraso y

0,9

atraso D

0,8

atraso Y

0,9

atraso D

0,8

atraso D

0,9

atraso Y

0,9

atraso D

0,8

atraso Y

0,9

atraso Y

Sistema balanceado Alimentador trifásico: VL: 380 [v] VFN: 220[V] Se soluciona el circuito planteando una situación ideal, es decir sin resistencia en los conductores.

2. Estimación de consumo para un Año: Energía Proyectada Costo [kWEnergético H/mes] 7048,1 22939,6 $ 8.719.223

Producción Proyectada [TON]

5. Aplicando las herramientas de gestión energética: a. Escala de representación de los valores entre consumo Vs producción.

MES

A partir del sistema de cargas establecidas se determinó el consumo mensual de energía; Este consumo se adquirió a partir de la potencia de operación acumulada de las cargas previamente balanceadas y posteriormente se multiplico por el número de horas/mes trabajadas por el sistema.

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE CONSUMO PROMEDIO

3. Indicador de productividad Conociendo la producción y cantidad de energía consumida de un año podemos determinar el índice de productividad dividiendo consumo sobre producción. INDICADOR DE PRODUCTIVIDAD [KWHora/Kilo]

4.

0,052

Producción obtenida para el consumo energético y variación

ENERGÍA [kW-H/Mes] 41909,48 30143,38 41156,40 31465,92 30373,16 26263,30 24869,41 27902,54 36802,70 29596,84 23063,92 21048,38 30382,95

En el eje Y se encuentra el consumo eléctrico con

una escala de 0-5000 [kW-hora/mes] y simultáneamente se encuentra la producción con una escala de 0-1200000 [kg]. En el eje X están ubicados los doce meces de año. b. Meses más importantes PARETO ANUAL

PERIODO CONSUMO %VAR PRODUCCIÓN %VAR ENERO 41909,5 1070534,8 FEBRERO 41156,4 1,8% 553809,3 48% MARZO 36802,7 10,6% 1032407,1 -86% ABRIL 31465,9 14,5% 603472,0 42% MAYO 30373,2 3,5% 562284,7 7% JUNIO 30143,4 0,8% 420411,8 25% JULIO 29596,8 1,8% 376970,5 10% AGOSTO 27902,5 5,7% 474530,0 -26% SEPT 26263,3 5,9% 825535,3 -74% OCT 24869,4 5,3% 533908,7 35% NOV 23063,9 7,3% 324222,0 39% DIC 21048,4 8,7% 270031,1 17%

COSUMO VS MES 100%

40000.0

80%

30000.0

60% 20000.0

40%

10000.0

20%

0.0

0%

CONSUMO [KW-H]

ACUMULADO

MESES MÁS REPRESENTATIVOS

EQUIPO MÁS REPRESENTATIVO

ENERO

EQUIPO 9 100%

10000 50% 5000

0

1200000.00 1000000.00 800000.00 600000.00 400000.00 200000.00 0.00

0% 1

2

3

EQUIPOS

4

5

6

7

8

9

CONSUMO [KW-H]

12000.00 10000.00 8000.00 6000.00 4000.00 2000.00 0.00

ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE

PARETO CONSUMO EQUIPOS

10

ACUMULADO

PRODUCCIÓN [Ton]

CONSUMO

MARZO

PARETO EQUIPO VS CONSUMO 15000

150%

10000

100%

5000

50%

0

0% 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

c. Consumo promedio: Mayo, febrero y octubre. d. Producción menor: Junio, julio y diciembre. e. Producción mayor: Enero, marzo y septiembre. f. Producción promedio: Septiembre y abril g. Periodos de mayor consumo y producción: Enero y marzo. h. Periodos de menor consumo y producción: Noviembre y diciembre i. Consumo menor: Noviembre y diciembre

EQUIPO CONSUMO [Kw-Hora/Mes] ACUMULADO

PRODUCCIÓN VS CONSUMO 1200000.0

ABRIL

45000.0 40000.0 35000.0 30000.0 25000.0 20000.0 15000.0 10000.0 5000.0 0.0

1000000.0

600000.0

0% 1

2

EQUIPOS

3

4

5

6

7

CONSUMO [KW-H]

8

9

10

ACUMULADO

PRODUCCION

COSUMO

DICIEMBRE

OCTUBRE

AGOSTO

NOVIEMBRE

20%

SEPTIEMBRE

40%

JULIO

0.0

JUNIO

60%

MAYO

200000.0

ABRIL

400000.0

80%

MARZO

100%

FEBRERO

18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0

800000.0

ENERO

PARETO CONSUMO-EQUIPOS

6. Causas de la variación del consumo de la energía. Existen diferentes aspectos por los cuales se pueden presentar variaciones en el consumo energético ya sea por la disminución en la producción de productos, las pérdidas o daños en la maquinaria y la falta de experiencia a la hora de manipular los equipos. 7. comportamiento anómalo o anormal de la variación tanto del consumo como de la producción. Un Comportamiento anómalo indica un comportamiento inversamente proporcional entre la producción y consumo. Se puede observar un comportamiento anómalo en los meses de marzo agosto y septiembre. 8. Aplicando la línea base, se identifico el tipo de pendiente y el significado de esta.

Se tiene una correlación moderada con un 𝑅 2 = 0,307. Este puede indicar puntos de ineficiencia en el proceso. 10. ¿En qué medida la variación de los consumos energéticos se debe a la variación de la producción? Ambas variables se relacionan ya sea por el índice de consumo (IC) o por la pendiente; el consumo de energía depende directamente de la producción más sin embargo se presentan excepciones llamados puntos anómalos que se pueden evidenciar gráficamente. 11. ¿Cuál es el valor de la energía no asociada con la producción? La energía no asociada a la producción en un gráfico de dispersión de energía vs producción para un proceso es el valor del intercepto del eje y de la línea de mejor ajuste a la dispersión de datos también conocida como línea de base energética. También se puede describir como aquella energía que interviene en el proceso pero que no se destina a la transformación de la materia prima directamente, por tanto, no depende del nivel de producción realizado, su magnitud depende del tipo de proceso y de tecnología utilizada. Para este caso de estudio el corte con el eje y (E°) es de 716,33 [kW-h] 12.

Línea base con pendiente positiva: Indica un aumento en el consumo directamente proporcional al aumento de la producción. 9. De acuerdo con la tabla, se observa si hay relación fuerte o débil entre las variables.

Consumo minimo alcanzado en la producción que representa la línea base

A partir de la línea base podemos hallar la línea de ahorro, para encontrarla se debe trazar una línea de ajuste del consumo vs producción en donde usaremos los puntos que este por debajo de la línea de ahorro y estos puntos representan el menor consumo. El mínimo índice de consumo es la pendiente que describe a la recta en la gráfica “meta de ahorro”; para este caso es 5,5366.

13. Información de la Electrificadora de Santander ESSA epm, costo del kW-h de electricidad y presupuesto en el consumo que se pagaría si lograse la producción en una nueva meta estableciendo un nuevo consumo energético.

14. Potencial de ahorro.

Potencial de Ahorro Planta Energía Asociada línea Base 21.441.306

Proyección ideal

Empresa Industrial Estrato 4 Precio $ 380 Producción Energía proyecta MES Proyectada [kW-H/mes] [TON] ENERO 1070,5 5378,532996 FEBRERO 553,8 2517,630468 MARZO 1032,4 5167,43522 ABRIL 603,5 2792,592998 MAYO 562,3 2564,555679 JUNIO 420,4 1779,06204 JULIO 377,0 1538,544645 AGOSTO 474,5 2078,693061 SEPTIEMBRE 825,5 4022,06852 OCTUBRE 533,9 2407,448665 NOVIEMBRE 324,2 1246,497407 DICIEMBRE 270,0 946,4642306 7048,1 32439,5

Potencial Ahorro 9.111.204

[ $/ (Kwh/mes)] Costo Energetico $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

2.044.353 956.939 1.964.116 1.061.451 974.775 676.213 584.793 790.101 1.528.768 915.059 473.787 359.746 12.330.102

Proyeccion Real

Empresa Industrial Estrato 4 Precio $ 380 Producción Energía MES Proyectada Real [kW[TON] H/mes] ENERO 1070,5 7978,84 FEBRERO 553,8 4473,37 MARZO 1032,4 7720,18 ABRIL 603,5 4810,28 MAYO 562,3 4530,87 JUNIO 420,4 3568,40 JULIO 377,0 3273,70 AGOSTO 474,5 3935,54 SEPTIEMBRE 825,5 6316,76 OCTUBRE 533,9 4338,37 NOVIEMBRE 324,2 2915,85 DICIEMBRE 270,0 2548,22 7048,1 56410,39

Energía Asociada Línea Ahorro 12.330.102

[ $/ (Kwh/mes)] Costo Energetico $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $

3.032.716,47 1.700.306,39 2.934.401,76 1.828.364,88 1.722.160,90 1.356.332,42 1.244.316,09 1.495.879,78 2.400.969,35 1.648.991,35 1.108.300,73 968.566,07 21.441.306

Dado que se lograse una producción con la línea base de ahorro, es decir la proyección ideal se notará un ahorro del 57,5 % en el pago de energía. 15. Conclusiones: 

A través de las herramientas de gestión energética aplicadas se pudo encontrar un ahorro significativo del consumo de energía.



Por medio del diagrama de consumo vs producción se pudo determinar puntos de ineficiencia.



Haciendo uso de herramientas de gestión energética se pudo calcular una producción real con su respectiva maquinaria, el respectivo análisis permite la toma de decisiones en pro de mejorar la producción.