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ARTIGO TÉCNICO
José António Beleza Carvalho Grupo de Investigação e Desenvolvimento da Electrotecnia e Investigação Aplicada (IDEIA) Departamento de Engenharia Electrotécnica - ISEP IPP - jabc@dee.isep.ipp.pt
utilização de energia {UTILIZAÇÃO RACIONAL DE ENERGIA EM INSTALAÇÕES ELÉCTRICAS INDUSTRIAIS}
A energia desempenha um papel fundamental em todas as actividades, nomeadamente nas actividades económicas, e no seu desenvolvimento. De uma forma particular, a energia eléctrica é o motor de toda a evolução e desenvolvimento que o mundo actualmente vive. Na realidade, ela está presente desde a mais pequena instalação eléctrica doméstica até à mais complexa instalação industrial, passando por qualquer sala de investigação científica. Actualmente, quer do ponto de vista do fornecedor quer do ponto de vista do utilizador, a energia eléctrica deve ser considerada como um bem de grande valor e, como tal, deve ser fornecida pelos primeiros com qualidade e pelos segundos ser utilizada com segurança e racionalidade. Alguns princípios gerais permitem gerir racionalmente a utilização de energia eléctrica nas instalações eléctricas industriais. A aplicação destes princípios, baseados em algumas regras simples, pode conduzir a dois tipos de situações. A economias reais de energia, que se repercutem nas facturas a pagar e, no plano nacional, em disponibilidades eléctricas suplementares utilizáveis para substituir, em outras utilizações, os hidrocarbonetos que são importados, ou a uma ligeira redução das facturas mensais, sem verdadeiras economias de energia, mas traduzindo-se à escala do país, em economias sobre os escalões de produção mais onerosos, principalmente na produção de energia durante as horas de ponta. Qualquer que seja o resultado que se pretende atingir, o princípio fundamental consiste em conhecer e, portanto, em medir o consumo de energia eléctrica, gerindo-a como uma matéria-prima.
1› VIGIAR OS CONSUMOS DE ENERGIA ELÉCTRICA A vigilância dos consumos pode ser assegurada globalmente, pela análise regular das facturas do fornecedor de energia, que chegam mensalmente. Para os fornecimentos em média tensão e baixa tensão especial deverá atender-se aos consumos de energia activa e reactiva. Para os fornecimentos em baixa tensão apenas aparece a energia activa consumida. Este simples acompanhamento permite detectar e combater os aumentos anormais de consumo, que não podem ser confundidos com certas evoluções normais ligadas às estações do ano, às temperaturas exteriores particularmente rigorosas, a modificações de actividade, etc. As anomalias mais comuns nas instalações eléctricas industriais, são as seguintes: › mau funcionamento de regulações ou automatismos; › esquecimento de desligar receptores; › consumos abusivos; › fugas de ar comprimido;
› ausência ou perda de capacidade de condensadores; › forte penetração de componentes harmónicas. A periodicidade da factura de energia é, por vezes, insuficiente para permitir reacção a estas anomalias em tempo útil, sendo necessário efectuar directamente leituras de contadores, semanalmente ou até, diariamente. Quando a instalação eléctrica industrial é bastante complexa, a localização das anomalias impõe que se ultrapasse o estádio da vigilância global do consumo. Para isso, deve-se colocar contadores parcelares (de energia activa e reactiva, se for caso disso) a montante dos diversos postos de consumo, quer por secção, quer por máquina. Durante as horas em que a rede eléctrica nacional está mais carregada, o produtor de energia eléctrica é obrigado a pôr em serviço todas as centrais disponíveis, incluindo as que apresentam elevados cus-
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A iluminação de certos locais de trabalho liberta calorias até várias dezenas de watts por metro quadrado. Existem diversos sistemas que permitem recolher estas calorias perdidas, ao nível das lâmpadas e dos seus balastros, reciclando-as depois para o aquecimento de outros locais. O saldo assim obtido não é para desprezar. Além disso, esta operação apresenta outra vantagem: ao arrefecer os aparelhos de iluminação, aumenta-se a sua longevidade.
4› CONCLUSÃO
Finalmente, lembrar que a regra fundamental, indispensável a qualquer politica de utilização racional de energia em instalações eléctricas industriais, consiste no conhecimento dos consumos por meio de medida e na detecção de forma eficaz das principais perdas de energia que possam existir na instalação industrial.
A situação energética portuguesa é caracterizada por uma forte dependência externa (importamos cerca de 90% da energia que consumimos), pela dependência fundamentalmente em relação a uma única forma de energia (o petróleo), apesar dos esforços que se têm feito nos últimos anos para alterar esta situação, por um nível de consumo fraco em comparação ao de outros países membros da CEE e por uma forte intensidade energética do Produto Interno Bruto (PIB). A valorização das economias de energia, em particular da energia eléctrica, possíveis de realizar pela via da gestão e da sua utilização racional, conduz a benefícios que se podem repercutir, de forma global, a nível nacional e, de forma directa e imediata, a nível do consumidor com as seguintes vantagens: › Aumento da eficácia do sistema energético; › Redução da factura energética; › Acréscimo de produtividade da empresa em quaisquer sectores de actividade; › Aumento da competitividade no mercado interno e externo ou aumento da disponibilidade de energia para outros fins; › Conhecimento mais profundo das instalações e do custo energético de cada fase, processo ou sistema. Neste artigo abordou-se a questão da gestão e da utilização racional de energia nas instalações eléctricas industriais. Foram apresentados alguns métodos que permitem conseguir poupanças significativas de energia eléctrica. Estes métodos baseiam-se fundamentalmente no seguinte: › Ao nível do projecto das instalações eléctricas, escolhendo-se materiais de boa qualidade, bem adaptado às necessidades e posteriormente bem conservado; › Ainda ao nível do projecto das instalações eléctricas, definir correctamente a distribuição interna da energia eléctrica, colocando os transformadores o mais próximo possível dos centros de carga da instalação. Consegue-se assim, o melhor compromisso entre as economias de materiais e de energia. Para potências muito elevadas deve-se preferir a média tensão; › Compensar a energia reactiva correctamente, isto é, suficientemente, onde convier e quando convier. Um mau cos paga-se duas vezes, em perdas por efeito de Joule e em penalidades impostas pelo fornecedor de energia; › Dimensionar correctamente os equipamentos de força motriz, fazendo os motores funcionar com cargas da ordem dos 70 a 80%. Sempre que necessário utilizar dispositivos electrónicos de variação de velocidade. Também os novos motores de "alto rendimento" provaram a sua competitividade, apesar do seu custo superior, devendo-se ponderar a sua utilização; › Reduzir o consumo de energia eléctrica nos sistemas de iluminação, através do fraccionamento e da automatização do seu funcionamento. Um plano de conservação sistemática dos aparelhos e a escolha de lâmpadas mais eficazes também é fundamental; › Recuperar, sempre que possível, a energia calorífica dissipada por diversos equipamentos, como os motores, geradores, ou aparelhos de iluminação.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS "Instalações Eléctricas de Baixa Tensão. A Concepção e o Projecto" - José António Beleza Carvalho - ISEP "MGCALC" - L. M. Vilela Pinto - Edição: Merlin Gerin. "Política Energética e Plano Energético Nacional" Eng. Mira Amaral - Cadernos de Divulgação dos Ministérios da Indústria e Energia. "Economia de Energia" - Brochuras publicadas pela Direcção Geral de Geologia e Energia. Edição: Ministério da Economia "Racionalização da força Motriz" Documento Técnico da EDP Edição: EDP. "A Gestão da Energia e o Regulamento de Gestão do Consumo de Energia" - Brochura publicada pela Direcção Geral de Geologia e Energia. Edição: Ministério da Economia "Economias de Energia nas Utilizações Industriais" Documento Técnico da EDP. Edição: EDP. "Manual do Gestor de Energia" - Centro para a Conservação de Energia, Direcção Geral de Geologia e Energia. Edição: Ministério da Economia.