CONSUMO EFICIENTE: O
USO DO CONTROLADOR DE DEMANDA.
A energia
consumida seja em residências, indústria ou comércio, é medida com a utilização
de critérios pré-estabelecidos pela concessionária, que seria a companhia de
fornecimento responsável por entregar esse serviço aos clientes. Sendo a
energia uma espécie de mercadoria comercializada, torna-se importante
conhecer não apenas os hábitos de uso da mesma como entender o gerenciamento da
entrega, proporcionando a melhor compreensão do investimento necessário para
que ela seja fornecida de modo adequado.
É aí que avaliamos as duas partes
interessadas (consumidor e concessionária) levando em conta o fundamento
principal que refere-se a custo de manutenção do sistema elétrico.
Os instrumentos
que têm como função medir e faturar a energia e a demanda foram evoluindo
progressivamente, tornando-se bastante práticos. Campanhas pela redução de
consumo tentam conscientizar as pessoas de que é necessário fazer a utilização
eficiente da energia, evitando desperdícios.
A crise energética do Brasil
ocorrida após o ano 2000 foi o principal fator que contribuiu para ajustar esse
pensamento. Sabemos também que as reservas hídricas mundiais um dia podem
tornar-se escassas, o que conduz ao emprego de fontes alternativas de energia
como válvula de escape. As companhias energéticas de fornecimento realizam a
cobrança de multas aplicadas ao consumidor final caso haja a ultrapassagem do
valor de demanda contratada. Lembrando que demanda e consumo são
dois conceitos distintos a serem avaliados a seguir.
CONCEITO DE DEMANDA
A Resolução
456 da ANEEL no Art. 2º, §
VIII traz o seguinte conceito: “Demanda é a média das potências
elétricas ativas ou reativas, solicitadas ao sistema elétrico pela parcela da
carga instalada em operação na unidade consumidora, durante um intervalo de
tempo especificado”. Esse intervalo de tempo (ou período de integração)
corresponde no Brasil a 15 minutos. Durante um mês, considera-se portanto a
seguinte expressão:
As
medições realizadas utilizam métodos síncronos (mais utilizados) e assíncronos.
A medição síncrona fornece a quantidade de energia ativa presente na instalação
em determinado intervalo de tempo, o qual varia entre 15 e 60 minutos.
Todas as
concessionárias em nosso país e no mundo inteiro utilizam este método. Consiste
em medir a energia média consumida a cada intervalo de 15 minutos, não
existindo em sua totalidade instantes antes do fechamento do ciclo de pulsos integrados
(lembrando que a energia movimenta-se através de sinais elétricos que assumem
esse formato).
DEFINIÇÃO DE CONSUMO ENERGÉTICO
Importante não confundir consumo energético e
demanda, onde a principal diferença existente concerne aos custos individuais
observados. A demanda corresponde a estrutura de geração e transmissão de
energia, mantida pela concessionária e disponibilizada ao consumidor. É
celebrado um contrato que prevê a entrega de energia ao cliente, sendo que ele
paga à companhia energética um valor de manutenção dessa estrutura e
compromete-se a não ultrapassar a quantia contratada (caso isso ocorra será
penalizado com pagamento de multas). Cabe à concessionária garantir sobretudo a
confiabilidade do sistema que realiza a entrega do serviço.
Consumo representa a quantidade de energia
ativa utilizada na prática. Ele é medido conforme a potência das cargas e o
tempo de utilização, tendo como unidade fundamental o kWh (quilowatt-hora)
onde:
E = Potência x Tempo
E → Energia consumida
(kWh)
Potência → Medida em kW
numa instalação, de acordo com sua capacidade
Tempo → Medido em horas,
é o período de consumo registrado
CONTROLADOR DE DEMANDA
O controlador de demanda é um equipamento
eletrônico destinado a manter o valor de demanda ativa em uma unidade
consumidora sob valores pré-estabelecidos com base nos limites de contrato e
atuando se necessário sobre algumas cargas na instalação. Esse dispositivo
muitas vezes é capaz de controlar também o fator de potência, tornando estável
o aproveitamento da energia recebida pelos equipamentos, além do consumo que é
a utilização da corrente obtida por meio de conexão à rede elétrica, gerada
pela tensão que alimenta.
Controlar a demanda proporciona redução no
consumo energético, beneficiando assim aos consumidores em geral e torna-se
fundamental às concessionárias que precisam operar de modo a garantir um
fornecimento de energia quase ininterrupto e com boa qualidade.
TIPOS DE CONTROLADORES DE DEMANDA
Convencionais: Atuam
de forma prematura ou intermitente dentro do intervalo de integração
(deslocamento dos pulsos elétricos) utilizando medição por média móvel e
controle por níveis (on/off) ou ainda por controle de projeção simples. Dessa
forma pode retirar uma carga mesmo que ela não interfira diretamente na
ultrapassagem do valor que corresponde a demanda, tendo que ser bem programado
para evitar atuação desconforme.
Inteligentes: Atuam
de modo mais refinado, dando margem à demanda para que essa naturalmente caia,
postergando ao máximo sua influência no controle sobre a mesma. Utilizam método
de medição preditivo mais elaborado, portanto são mais confiáveis e por
conseguinte eficientes.
MÉTODOS DE CONTROLE ADOTADOS
O método de medição e controle de um controlador
de demanda é o fator mais importante que justifica o grau de precisão
desse utilitário. Dividem-se em: janela móvel, retas de cargas ou retas
inclinadas e preditivo adaptativo.
Algoritmo de Janela
Móvel: Método aplicado aos primeiros controladores
microprocessados que utiliza processamento “first-in first out” (o primeiro que
entra é o primeiro que sai) com a divisão da janela de 15 minutos (intervalo de
integração) em compartimentos. Cada compartimento armazena a quantidade de
pulsos de energia contabilizada no tempo correspondente a 1 minuto, relativo a
sua dimensão.
A demanda observada consiste na média referente aos valores
obtidos durante o intervalo padrão de 15 minutos a considerar. Esse algoritmo
assíncrono (ao contrário da concessionária que utiliza pulso de sincronismo
para armazenar dados na memória de massa em seus controladores), reflete
acontecimentos passados e não aponta nenhuma tendência sobre o que poderá
ocorrer com a demanda em condições normais de funcionamento da instalação no
futuro.
Método de Retas de
Cargas ou Retas Inclinadas: Algoritmo baseado em uma regra de
três que considera como variantes: o número de pulsos acumulados em determinado
intervalo de tempo, o tempo transcorrido aí e o tempo total do intervalo
(padrão de 15 minutos conforme já sabemos). Método síncrono que se ajusta às
configurações da concessionária, porém impreciso. Por ser lento à medida em que
toma decisões de forma atrasada, observa-se que mesmo quando necessário
identificar uma demanda de ultrapassagem ou ainda se ela cai evitando assim a
interferência sobre cargas desnecessariamente, apresenta uma inadequação
provocada por leituras errôneas no início de cada intervalo.
Método Preditivo
Adaptativo: Esse método trabalha de forma preditiva,
aonde ocorre o sincronismo dos pulsos elétricos, considerando o marco inicial
como sendo o valor de tempo zero (início do intervalo em que ocorre a
integração, no interior do qual a demanda é projetada) e conhecendo previamente
a potência da carga que será utilizada. Desse modo podemos afirmar que a
medição aqui realizada estará devidamente sincronizada com a concessionária.
Pode atuar também de forma adaptativa.
No método de controle preditivo, existem
variantes que definem a eficiência do controlador em termos de chaveamento das
cargas conforme sua frequência. Um ajuste condiciona o funcionamento ao
desligamento ou acionamento das cargas controláveis, cujo desempenho está
relacionado a isso. Outro ajuste modula a carga antes de encerrar o intervalo
de integração estipulando assim a demanda máxima que se pretende obter.
O
algoritmo atua de forma inteligente e consegue adaptar-se às condições
operacionais e de processo, permitindo a realização do controle adaptativo
mediante as circunstâncias apresentadas.
Seja qual for a situação apresentada a nível
de verificação, as cargas podem ser influenciadas por variáveis elétricas ou de
processo e ainda operar sob condições pré-configuradas pelo usuário. Isso
determina com que prioridade irão atuar os controladores sobre a
operacionalidade dessas cargas manipuladas.
CONCLUSÃO
Em suma torna-se fácil atingir objetivos de
economia utilizando o controlador de demanda, a nível industrial ou comercial.
Consumidores que se enquadram na tarifa horo-sazonal verde ou azul são os
principais interessados na utilização desse equipamento que causa uma redução
significativa dos valores pagos mensalmente em suas contas de luz.
Temos como
exemplo uma instalação predial com três aparelhos de ar-condicionado em que
optando-se por utilizar um controlador de demanda adaptativo, observaríamos uma
retirada de carga que considera o critério básico como sendo a escolha pela
atuação mais adequada dela ou a temperatura do ambiente refrigerado.
Assim
consegue-se o ajustamento às recomendações do governo através da ANEEL, que
cada vez mais tem estimulado a redução de consumo tão importante e porque não
dizer, fundamental.
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