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Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios. Antonio Moreno Muñoz Universidad de Córdoba

Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

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Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios. EFE conferencia

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Page 1: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios. Antonio Moreno MuñozUniversidad de Córdoba

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Consumo de Energía Final en España Actualmente, se consume más del doble de energía que en 1975.

El consumo entre 1980 y 2003 se ha incrementado en un 93,5%.

En 2003 el consumo eléctrico en el sector residencial creció un 6,6 y en el sector servicios el 7%.

2000

Transporte36%

Industrial38%

Hogar y servicios

26%

2010

Transporte39%

Industrial36%

Hogar y Servicios

25%

Fuente: MINECO - Subdirección General de Planificación Energética

2001 Sector Servicios

Hospitales9%

Comercio22%

Hoteles y Restaurantes

15%

Educación7%

Oficinas47%

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Evolución del consumo en el hogar

Fuente: IDAE

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Consumo doméstico en 2004

15%10%

9%

8%

7%

4%

3%3%2%2% 1%

1%

17%

18%

Iluminación

FrigoríficoCalefacción

TelevisiónCocina Elec.

LavadoraPeq.Electrodomestico

Horno Elec.Agua Caliente

SecadoraMicroondas

LavavajillasOrdenador

A. Acondicionado

Consumo actual en el hogar

Fuente: IDAE

La mayor parte del consumo eléctrico es debido a “electrodomésticos”, que representa el 46% del total.

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2005

22%

20%

12%10%

7%

7%

6%

6%

10%

Monitores

Ordenadores

Servidores

Fotocopiadoras

Telecomunicaciones

Redes ordenadores

Impresoras

SAIs

Otros

Consumo en oficinas

La mayor parte del consumo eléctrico es debido a ordenadores, estaciones de trabajo y monitores, que representa el 42% del total.

Las TIC en el sector no residencial representa el 3% del consumo anual total en la OCDE.Fuente: El Uso de la energía en la Sociedad Digital. Telefónica 2005

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Nuestro objetivo

Fuente: IDAE

Uso eficiente de la energía eléctrica:

Obtener el máximo rendimiento de la energía consumida y de las instalaciones necesarias para su generación, transporte, distribución y uso; garantizando la CEM de todos los equipos conectados a la red.

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Equipos en “Stand by” Un equipo no usado gasta

de 1 a 30W, ¡no es mucho!...

Pero representa: Hasta el 26% del consumo

de los hogares en EEUU El 9% en Japón 11,6% en Australia 1,6% en España Y el 2% del gasto

residencial global

Los aparatos eléctricos con este distintivo son entre 10 y 40% más eficientes

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Resultados de EFFORT*

Mejorar la eficiencia de las TICs Impulsar el buen uso de las

TICs Se ahorraría 133,2 GWh/año en

España y 1598,4 en la UE.

Consumo de PC P (W) FP S (VA)

386 95,1 0,537 177,0

486 81,4 0,538 151,3

Pentium 76,6 0.508 150,6

Salva pantallas -7,5

EnergyStar activo -50,6

Consumo real P(W) en uso P(W) en espera

Impresora Laser 442,2 20,9

Fotocopiadora 1062 53.2

El cos en estos equipos es del orden de 0.95 durante la impresión (comportamiento óhmico) y disminuye a 0.26 durante el proceso de espera.

*Energy Efficient Improvement in the Use of Computer Equipment in the European Public Administrations. Proyecto financiado por la Unión Europea y su Dirección General XVII a través del programa de Ahorro Energético SAVE.

¿Ahorro?

¡El PC NO está siendo utilizando interactivamente 3 horas por usuario y día!

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Iluminación

Consumo de Energía final en iluminación, año 2000

27%

26%14%

13%

9%6% 3%2%

Comercio

Hogares

Hosteleria

Oficinas

Alumbrado

Industria

Hospitales

Educación

Tipos de lámparas usadas en edificios sector terciario, año 2000

54%36%

1%2%

7%0% Fluorescencia

Incandescencia

Compactas

Halogenuros

Vapor mercurio

Vapor sodio

40% del consumo eléctrico total del país 25% del consumo total de un edificio

comercialFuente: IDAE

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Alumbrado público 4.2 Millones de luminarias que suponen:

9% del consumo nacional en iluminación. 42% del consumo energético del sector público. Solamente el 27% de la potencia está regulada 30% de ahorro potencial

Sistema de control El 52% se basan en fotocélulas. El 43% se basan en reloj astronómico. El 5% tiene Supervisión y control centralizado

Iluminación navideña Semáforos Contaminación lumínica

Fuente: IDAE

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Contaminación lumínica

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En Córdoba

Ordenanza Municipal de "Protección del cielo nocturno"

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¡Europa en 2025!

2025

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Definiciones

Índice de reproducción del color (IRC) La capacidad de facilitar la

discriminación de los colores del objeto iluminado.

Se mide en % sobre las características de una lámpara patrón de la misma cromaticidad.

IRC(%) Reproducción del color

75-100

Excelente

60-75 Bueno

50-60 Regular

0-50 Pobre (No recomendable para aplicaciones de color críticas)

Flujo Luminoso. Cantidad total de luz emitida por segundo por una fuente luminosa. En Lumen (lm)

Eficacia Luminosa. Relación entre la luz emitida y la potencia de entrada. En Lumen por Vatio (lm/W)

Densidad de flujo luminoso en un punto o Iluminancia. Es el flujo luminoso por unidad de área. En Lux, (1 lx=1 lm/m2).

Valor de Eficiencia energética de la instalación VEEI (Según HE 3). VEEI= W·100/m2 ·lx

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Lámparas: parámetros comparativos*Tipo de lámpara Eficacia

(Lm/W)Vida media (horas)

IRC (%)

Incandescente 9-20 1000 100

Incandescente halógena 16-25 2000 100

Fluorescente tubular 40-108 10000-12000 50-95

Fluorescente compacta 50-87.5 6000-9000 80

Valor mercurio alta presión

20-60 16000 20-40

Halogenuros metálicos 50-110 9000 65-90

Valor sodio baja presión 100-180 14000 0

Valor sodio alta presión 50-140 16000 20-60

LED 20-40 50000

*Lighting Reference Guide. On-line: http://www.energy.gov.on.ca/english/pdf/conservation/LightingGuide.pdf Femeval. Guia de la eficiencia energética. On-line: http://www.femeval.es/15

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Lámpara incandescente Ventajas

Buena reproducción cromática Encendido instantáneo Bajo coste de adquisición

Desventajas Reducida eficacia luminosa Corta duración Elevada emisión de calor

Uso recomendado Alumbrado de acentuación Alumbrado interior

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Lámpara incandescente halógena Ventajas

Buena reproducción cromática Encendido instantáneo Moderado coste de adquisición Elevada intensidad luminosa

Desventajas Reducida eficacia luminosa Corta duración Elevada emisión de calor

Uso recomendado Alumbrado de acentuación Alumbrado interior

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Lámpara fluorescente lineal Ventajas

Alta eficacia luminosa Larga duración Bajo coste de adquisición Mínima emisión de calor

Desventajas Forma y tamaño para algunas

aplicaciones Retardo en la estabilización

Uso recomendado Alumbrado interior-exterior Mejora con balasto electrónico: mayor

duración, EMC, armónicos…

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Lámpara fluorescente compacta Ventajas

Buena eficacia luminosa Larga duración Casquillo E-27

Desventajas Coste de adquisición medio-alto Variación de flujo con la temperatura Retardo en alcanzar máximo flujo

(>2min.) Uso recomendado

Sustitución lámparas incandescentes Consumo para flujo equivalente en un

20% y duran 10 veces más.

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Lámpara mercurio alta presión Ventajas

Moderada eficacia luminosa Larga duración Flujo luminoso unitario en potencias

altas Posibilidad de utilizar doble nivel

Desventajas Flujo luminoso no instantáneo En ocasiones alta radiación U.V.

Uso recomendado En aplicaciones especiales con filtros

U.V. Alumbrado exterior e industrial Representan el 23% de las luminarias

instaladas

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Lámpara sodio alta presión Ventajas

Excelente eficacia luminosa Larga duración Poca depreciación de flujo Posibilidad de reducción del flujo

Desventajas Estabilización no instantánea Gran sensibilidad a sobretensiones en

pequeñas potencias Uso recomendado

Alumbrado exterior: autopistas, calles, Alumbrado interior industrial, deportes Túneles, grandes áreas Representan el 71% de las instaladas

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Iluminación: recomendaciones

Aprovechamiento de la luz natural Lámparas de alto rendimiento Control de la iluminación usando fotocélulas y

sensores de presencia. Circuitos de iluminación con alimentación

independiente del resto en los cuadros eléctricos para poder facilitar en un futuro la monitorización con SCADA.

Tecnología LED

Lámpara solar

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Motores eléctricos

Sector Servicios

Motores38%

Otros equipos

eléctricos62%

El consumo de los motores eléctricos en la UE es 185,6TWh, mayor que en otros sectores

Un motor en su vida útil gasta en su funcionamiento 100 veces mas de lo que costo su compra

Aunque el 80% de las aplicaciones de estas máquinas es a velocidad constante...

Razones de rendimiento y productividad pueden incentivar la regulación de velocidad

Fuente: Improving the Penetration of Energy-Efficient Motors and Drives. European Commission, Directorate-General for Transport and Energy, SAVE II Programme 2000. Contract Nº.: 4.1031/Z/96-044

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Motor eléctrico eficiente Reducir pérdidas y mejorar

el rendimiento: Incremento de la sección de

los conductores del estator y de las barras conductoras de la jaula del rotor.

Optimización del circuito electromagnético y utilización de material ferromagnético de bajas pérdidas específicas.

Optimización del circuito de ventilación.

Tres niveles de exigencia: EFF1, ahorra desde el 40% EFF2, ahorra hasta el 20% EFF3, motor estándar

Para 6000h/año un único motor EFF1 de 15kW ahorraría 4MWh al año o 200€ (suponiendo 0,05€/kWh)

¿De cuántos motores dispone?Fuente: http:/energyefficiency.jrc.cec.eu.int/eurodeem/

HEMstdkWhPothorasAhorro

11

%

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Variador electrónico de velocidad

Rendimiento energético: cambiar el volumen de producción cambiando la velocidad del motor en origen, puede suponer un elevado ahorro ya que la potencia desarrollada en cada momento es proporcional al volumen de producción requerido.

Productividad: Un incremento del 5 al 20% en la velocidad nominal con el mismo variador no es un problema.

Reversibilidad: el mismo dispositivo permite la conversión directa y la inversa.

Elevada precisión en la velocidad del motor con lo que su vida útil aumenta reduciendo los gastos de mantenimiento.

Amplia gama de potencias desde W a GW

Conversión energética inteligente

Motoreléctrico MáquinaTransmisión

mecánicaRegulaciónde energía

Suministro de

material

Producto en estado final

Conversión y control

de la energíasuministrada

Conversión y control

de la energíamecánica

Suministro de energía:Gas, fuel,

electricidad

Accionamiento eléctrico

Flujo de energía

Conversiónelectromecánica

Puntos de posible variación de velocidad

Ventajas

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Ejemplo de carga a par variable

Sin variador electrónico

Horas/dia

% Carga HP kW Hora/año

kWh/año

0.05€/kWh

6 50 100 0.92 81,1 2184 177122

12 75 100 0.92 81,1 4368 354245

2 100 100 0.92 81,1 728 59041

Totales 20 7280 590408 29520€

Hora inicio

Fin % Carga

6 12 50

12 24 75

24 2 100

Una bomba de agua trabaja 20 horas al día bajo los niveles de carga siguientes:

Con variador electrónico

Horas/dia

% Carga HP kW Hora/año

kWh/año

0.05€/kWh

6 50 12,5

0.92 10,1 2184 22058

12 75 42,2

0.92 34,2 4368 149385

2 100 100 0.92 81,1 728 59041

Totales 20 7280 230484 11524€

añohorasHPkW,HPañokWh

kW,HP

7460

74601

1001100

2,4275,0100

5,125,0100

33

32

31

HP

HP

HP

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Energía reactiva

Cargas cos

Alumbrado Lámpara incandescenteLámpara fluorescenteLámpara vapor mercurioLámpara sodio

1,000,600,500,70

Motor inducción

Vacío-Plena carga 0,15-0,85

Soldadura Soldadura por resistenciaSoldadura por arco

0,550,50

Hornos Hornos inducción Hornos de arco

0,60-0,800,80-0,85

P=UIa

S=UI Q=UIr

S=UIQ=UIr

P=UIaCircuito inductivo Circuito capacitivo

Al coseno del ángulo de desfase de la tensión respecto a la intensidad, se le denomina factor de potencia (FP)

S UI IZI I Z 2

P UI UIa cosPotencia activa: Potencia reactiva: Q UI UI r senPotencia

aparente:

Las instalaciones eléctricas deben dimensionarse para transportar la energía útil (activa) compensando las energías fluctuantes (reactiva y de distorsión)

En el caso de Redes NO Distorsionadas:

¿Cuál es el factor de potencia de las cargas más típicas?

Page 28: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

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Efectos de la energía reactiva

Transformador (250 kVA)cos P (kW)

0,5 1250,6 1500,7 1750,8 2000,9 2251,0 250

Transformador Si el factor de potencia es bajo, la máxima potencia activa que

podrá entregar será sólo de una fracción de su potencia aparente

Q=VIsenP. ReactivaP=VIcos

P. Activa

P. Aparente

S=VI

φ

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Efectos de la energía reactiva (II)

Donde: P = Pérdidas de potencia activaR = Resistencia de la líneaI = Corriente de la líneaIA = Componente activa IR = Componente reactiva

Pérdidas por efecto Joule Las pérdidas en las líneas, son producidas tanto por

las corrientes activas como por las reactivas, representando una energía que se pierde, pero que es pagada por el consumidor

2R

2A I · R · 3 I · R · 3 I² · R · 3 P Pérdidas en un cable de 3 x 25

mm² y 50 m, transportando 40 kW:

cos P (kW)

0,5 1,60,6 1,10,7 0,80,8 0,60,9 0,51,0 0,4

Page 30: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

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Coste de la energía reactiva

La instalación de contadores para la medida de la energía reactiva es obligatoria por encima de 50 kW de potencia contratada

cos Recargo (%)

Abono (%)

1,00 -- 4,0

0,95 -- 2,2

0,90 0,0 0,0

0,85 2,5 --

0,80 5,6 --

0,75 9,2 --

0,70 13,7 --

0,65 19,2 --

0,60 26,2 --

0,55 35,2 --

0,50 47,0 --

El valor porcentual del recargo, que se aplica a la suma de los

términos de potencia y energía, se determina por:

21cos

172

rK

Page 31: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

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Compensación de energía reactiva

Fixed capacitor, Thyristor controlled reactor FC -TCR

Compensación fija

Page 32: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 32

Cálculo de condensadores

Según tabla, coeficiente K=1,268.

DQ = P • K = 190 kVAr (potencia necesaria del

condensador)

EjemploPotencia activa: P=150 kW cos j actual: cos j1= 0,55 cos j requerido: cos j2=0,97

Page 33: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 33

Solución comercial

Page 34: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 34

Compensación de energía reactiva IIFixed capacitor, Thyristor controlled reactor FC -TCR

;1 L

Vii sLL

;2221

senL

Vi sL ;

1L

sffe I

VL

;22 ;1

senL

Vi sL

;

L

senL

;2

2

Ls

eff

sL V

L

VQ

090º

90º 180º

Si definimos:

;TCR- FC LC ;22

CsC

sC V

X

VQ ;TCR- FC LC QQQ

Page 35: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 35

Calidad de suministro eléctrico

Perturbaciones o EMI Perdida de rendimiento Alteración en la calidad

de onda Malfuncionamiento,

deterioro o destrucción de los equipos sensibles.

Aquí estudiaremos: Armónicos Desequilibrio de

corriente

Onda normal

Transitorios

Sobretensión

Hueco de tensión

Ruido de alta frecuencia

Interrupción breve

Page 36: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 36

¿Que son los armónicos?

y = sen(t) + sen(3*t)/3 + sen(5*t)/5 + sen(7*t)/7 + sen(9*t)/9

y = sen(t) + sen(3*t)/3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 20 40 60 80 100 120 140 1600

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1The building of a square wave: Gibbs' effect

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

y = sen(t) + sen(3*t)/3 + ........ + sen(18*t)/19 + sen(20*t)/20

¿cómo se forma una onda cuadrada a partir de los armónicos de la señal?

Page 37: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 37

Armónicos en edificios

Origen Receptores industriales:

Ascensores, Aire acondicionado, SAIs, hornos, lavadoras, secadoras,…

Receptores domésticos: Fax, televisor, DVD, radio, Hi-Fi, “Home-Cinema”,…

Receptores oficina: Ordenador, impresora, Servidor, dispositivos de redes de comunicación, ..

Iluminación: lámparas fluorescentes, de vapor de sodio y de mercurio.

5%

30%60%

95%

70%40%

70% 40%

Non Linear Loads

Non Electronic Loads Cargas lineales

Cargas no lineales

1960 1990 2000

Efectos Sobrecalentamiento de los

conductores, especialmente los neutros por los armónicos triples.

Reducción de la capacidad de los transformadores.

Sobrecarga de los condensadores de corrección del factor de potencia (resonancias).

Envejecimiento, fallos y reducción de la vida útil del material eléctrico Disparo de diferenciales

Aumentan las pérdidas Flicker

Page 38: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 38

Armónicos y el factor de potenciaPara un sistema monofásico, sean la tensión y corrientes generalizadas siguientes:

0

)(2)(h

hho thsenVVtv

0

)(2)(h

hho thsenIIti

;0

2

h

hVV

;0

2

h

hII

221

2HVVV

221

2HIII

;1

2

h

hH VV

;1

2

h

hH II

221

21

211

22HHHH IVIVIVIVVIS

221

2NSSS 2

12

12

1121 QPIVS

1111 cosIVP

1111 senIVQ

¿Y la potencia aparente?

221

21

2NSQPS

potencia aparente

no fundamental ;22

12

12

HHHHN IVIVIVS

Potencia distorsionada en

corriente Potencia distorsionada en

tensión Potencia aparente armónica

;1I

ITHD H

i

;1V

VTHD H

v

21 1 iTHDII

21 1 vTHDVV

Fuente: IEEE Trial-Use Standard Definitions for the Measurement of Electric Power Quantities Under Sinusoidal, Nonsinusoidal, Balanced, or Unbalanced Conditions. IEEE Std 1459-2000.

Los valores eficaces serán:

Page 39: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 39

21

21

21 QPS

221

2 DQQ

222 QPS

221

2 DSS

Potencias fundamentales:

Potencias fluctuantes:

Potencias totales:

Potencias aparentes:

Armónicos y el factor de potencia (2)Tensión sinusoidal pura (solamente componente fundamental)

;21

22HN IVDS 22

1222

12

12 DQPSQPS N

Potencia distorsionada en

corriente

QD

S1

S

P1

Q1

4 Triángulos de potencias

Factor de potencia (Potencia útil/Potencia transportada):

;1

cos1

1cos

cos2

11

21

111

ii THD

FP

THDI

I

VI

VIFP

Factor de distorsión Factor de

desplazamiento

21 1 iTHDII

potencia de

distorsión

Page 40: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 40

Armónicos y el factor de potencia (2’)

;1I

ITHD H

i

Tensión sinusoidal pura (solamente componente fundamental)

;1IVS

Potencia

aparente

Factor de potencia (Potencia útil/Potencia transportada):

;1

cos1

1cos

cos2

11

21

111

ii THD

FP

THDI

I

VI

VIFP

Factor de distorsión Factor de

desplazamiento

Distorsión en

corriente

;1 21 iTHDII

Corriente eficaz

Page 41: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 41

Cargas típicas y THDi

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)C

urre

nt

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Cur

rent

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Curr

ent

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Cur

rent

0 10 20 30 40-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

Time (mS)

Cur

rent

Rectificador trifásico en puente (THDi= 80%)

Con inductancia (THDi=40%)

Con gran inductancia (THDi= 28%)

Regulador CA (THDi Según )

Fuente de alimentación monofásica (THDi= 80%)

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13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 42

Pérdidas por armónicos

;1 2

212min

il THD

FPFP

P

P

Se puede demostrar que en una línea la relación entre las perdidas mínimas (las producidas por un receptor lineal de factor de potencia unidad) y las reales en un determinado régimen de funcionamiento son*:

*Eficiencia Total. L.I. Eguíluz, J.C. Lavandero, M. Mañana,P. Sánchez.http://www.diee.unican.es/pdf/Eficiencia.pdf

Ejemplo: para un pequeño electrodoméstico que tuviera un THDi de 173%, un factor de potencia 0.4, la relación Pmin/Pl sería de 0.04, por tanto se originarían, en su línea de alimentación, unas pérdidas 25 veces superiores a las mínimas.

;1

cos1

1cos

cos2

11

21

111

ii THD

FP

THDI

I

VI

VIFP

Factor de

distorsión Factor de desplazamiento

“El antiguo FP”

Factor de potencia: ¡Es siempre <

cos1!

¡En presencia de armónicos para la misma Potencia Activa es necesario dimensionar la instalación para una MAYOR Potencia Aparente!

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13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 43

Efectos en los neutros Las corrientes fundamentales se anulan entre sí Las corrientes armónicas triples se suman

rms Neutral Current in pu of rms Phase Current

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Electronic Load (% of Total Load)N

eutr

al C

urr

ent

¡Una corriente cuyo tercer armónico es el 70% de la fundamental en cada fase da como resultado una corriente con una amplitud del 210%

en el neutro!

72.1

1.27.033

22.17.01

3

2223

21

fasen

n

fase

II

II

III

Formula aproximada:

rmsfnl

nlrmsn I

p

pI

2

2

56.01

56.03

En edificios comerciales se encuentran corrientes en el neutro de entre el 150% y el 210% de las

corrientes de fase

¿En un conductor de sección mitad que la de los conductores

de fase? ¡Conductores neutros de doble

sección!

Page 44: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 44

Efectos sobre los transformadores Pérdidas en el núcleo. Por histéresis.

Habitualmente se desprecian en favor de las siguientes.

De Foucault. Representan un 10% de las pérdidas a plena carga y...

;1

22

h

puhFpu IhPK

Transformadores de factor K

Para oficinas estará entre 4 y 9. Si hay muchas cargas electrónicas monofásicas concentradas el factor K podría subir entre 13 y 17

Los transformadores tradicionales no deben cargarse más allá del

60% de su capacidad.

Aumentan con el cuadrado del orden del armónico:

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13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 45

Recomendaciones

Normativa CEM UNE-EN-61000-2-2 UNE-EN-61000-3-2 UNE-EN-61000-3-4 IEEE-519

Mitigación Elegir equipos con fuentes de

alimentación que cumplan la normativa

Reactancias serie Filtros pasivos de rechazo Filtros pasivos de absorción Transformadores de aislamiento Filtros activos

Corriente nominal

THDi

I< 40A 20.0%

40A I < 400A 15.0%

400A I< 800A 12.0%

800A I< 2000A

8.0%

I 2000A 5.0%

THDi máximo recomendado en una instalación

Filtrado activo de compensación de

armónicos y potencia reactiva

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13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 46

Desequilibrio de cargas Recomendaciones

Todas las cargas monofásicas deben estar razonablemente distribuidas entre las 3 fases Especialmente las no

lineales El desequilibrio en corriente no

excederá el 10%

Perjuicios Sobrecalentamiento de los neutros Desequilibrio de tensiones en el sistema de distribución Reducción del par y sobrecalentamiento de los motores de

inducción

Un desequilibrio del 10% para 100 A por fase originan 17 A en

el neutro y un incremento del 1% en las pérdidas en el cobre

adu III 100

Iu=Desequilibrio de corriente en %

Id=Desviación máxima de corriente respecto la media

Ia= Corriente media entre las 3 fases

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13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 47

HE5. Contribución fotovoltaica mínima de energía eléctrica.

Los edificios dispondrán de energía solar fotovoltaica cuando superen los límites establecidos:

Uso Límite de aplicación

Hipermercado 5.000 m2

Centro comercial 3.000 m2

Almacenes 10.000 m2

Administrativos 4.000 m2

Hostelería 100 plazas

Sanidad 100 camas

Pabellones feriales

10.000 m2

Potencia pico a instalar (kWp):

P=C·(A·S+B)

A y B, coeficientes de uso del edificioC, coeficiente de la zona climática S la superficie construida del edificio

¡La mínima a instalar será 6,25 kWp!

La potencia mínima podrá disminuirse o suprimirse cuando: Uso de otras fuentes de energías

renovables No cuente con suficiente acceso

al sol Cuando existan limitaciones no

subsanables derivadas de la normativa urbanística aplicable

Medidas alternativas de ahorro equivalente

Page 48: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

13/04/23 Area de Electrónica. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. 48

El futuro inmediato…¿Edificios que se convierten en

unidades productoras de energía eléctrica? Contribuyendo a la producción global DG Gestión en tiempo real de fuentes y cargas

en los edificios Agregación de necesidades entre edificios

para optimizar las transacciones con los suministradores

Cooperación en la calidad, fiabilidad y seguridad de la red de distribución eléctrica

Acciones básicas:Medida y registro del consumo de energía eléctrica

Análisis y Planificación de consumos

Corrección de energías fluctuantes y EMI

Control inteligente de cargas Domótica

Implementación de tarifas inteligentes y programas de incentivo del ahorro AMR

Electrónica de Potencia en la red de distribución Custom Power

Automatización de la red de distribución IEC-61850

Page 49: Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios

¡Gracias!

Uso eficiente de la energía eléctrica en edificios.

Antonio Moreno Muñ[email protected]