Michael R. Muller USA Rutgers University, Center for Advanced Energy Systems

1. Michael R. Muller USA Rutgers University, Center for Advanced Energy Systems Ferramentas de software e Recursos de informações Workshop de Eficiência Energética Industrial EUA - Brasil Rio de Janeiro, Brasil Agosto, 2011

2. Informações • Lois Horowitz, autor de “Knowing Where to Look: The Ultimate Guide to Research” (Tradução livre: Saber onde procurar: o guia básico de pesquisa) “Não ter as informações que você precisa, quando precisa, o deixa frustrado. Não saber onde pesquisar essas informações o torna incapaz. Em uma sociedade onde a informação é um item fundamental, nenhum de nós pode se dar ao luxo de ficar sem ela.”

3. Ferramentas de software sobre energia Onde obter ferramentas informações e ferramentas de software • COMPRAR ferramentas comerciais • Não é nosso foco hoje • ENCONTRAR ferramentas gratuitas disponíveis ao público • Há inúmeras e surgem novas diariamente • DESENVOLVER ferramentas – excelente para conhecimento local

4. Categorias • Desenvolver um plano de gestão energética • Identificar bons projetos • Ideias iniciais • Quantificar Economia de energia/custo • Implementação de estimativas de custo • Dificuldades administrativas • Alvará e outras documentações • Conhecer descontos e incentivos fiscais • Desenhar/Desenvolver • garantindo o valor • garantindo o desempenho Foco de hoje

5. Gestão energética

6. Gestão energética - EPA • EnergyStar • Marca bastante conhecida • Planilha geral • Não quantitativa

7. Padrões de gestão energética • Recentemente surgiram várias normas novas • Reconhecer que muitos projetos bons não são realizados • Um plano de gestão energética pode aumentar a atividade • Falou-se a respeito em outro momento neste workshop O Sistema de Gestão Energética (ANSI/MSE 2000-2008)

8. Gestão energética - USDOE • Novo foco do Departamento de Energia dos Estados Unidos (U.S. DOE) – Apoio ao desenvolvimento do ISO 50001 • O Departamento de Energia dos Estados Unidos (USDOE) pretende ir além do ISO 50001 ao apoiar o desenvolvimento da certificação Superior Energy Performance (SEP)…e Global Superior Energy Performance (GSEP) • O USDOE está desenvolvendo um conjunto de ferramentas de gestão energética para apoiar o ISO 50001 e as atividades de SEP do setor. • O USDOE tem ferramentas técnicas para identificar oportunidades de economia de energia nos sistemas de intenso consumo energético.

9. Estrutura geral do kit de gestão energética Em desenvolvimento Disponível atualmente 3

10. O kit de gestão energética • Consistirá de: • Ferramentas de análise corporativas, instalações e projetos (também fonte de métricas) • Versões completas e compactas de módulo de ritmo próprio (Empresa LÍDER, Empresa não LÍDER) • Calculadoras, cartões de registros de resultados e ferramentas de área do sistema • O usuário será capaz de acessar recursos: • Sistematicamente, baseado no seu ritmo • Individualmente (ir direto para as ferramentas que desejam usar) • Será fornecido o índice de site • Exemplo - O usuário será capaz de acessar calculadoras simples individualmente pelas páginas ou pelo modo de exibição da área do sistema ao mesmo tempo por meio do índice do site • Exemplo - O usuário será capaz de acessar todas as ferramentas de análise por meio de processo no ritmo que desejar ou individualmente por meio do índice do site • Exemplo- Portfólio de recomendações, Ferramenta de priorização do projeto e Ferramenta de acompanhamento do projeto estarão disponíveis como parte das ferramentas de análise de instalação-fábrica-empresa e também como o “Portfólio de Implementação” 4

11. Além do planejamento • Primeiras medidas para entender como a fábrica usa a energia • É surpreendente o número de fábricas que não têm uma idéia exata • Excelente ferramenta do Departamento de Energia (DOE) – um “gerador do perfil energético da fábrica” Antigo ditado sobre gerenciamento: Não se pode controlar o que não foi calculado

12. Quick Plant Energy ProfilerQuickPEP • Ferramenta da web que avalia e gera o perfil energético da fábrica • O perfil inclui: • Uso e custos dos recursos e energia da fábrica • Tipos e níveis de produção • Procedimentos de manutenção • Identifica as oportunidades potenciais de economia de energia para melhor avaliação • Mais análises detalhadas podem ser conduzidas com as ferramentas do sistema • Atualizações futuras para incluir vários idiomas

13. Website da ferramenta QuickPEP

14. Gerador de perfil energético de fábricas (QuickPEP 2.0) Calculadoras de emissões de carbono e energia e linha básica de energia

15. Resultados da ferramenta QuickPEP Estabecer linhas básicas Identificar oportunidades de economia de energia pelo sistema Ajuda/Referências SSST/SSAT 3E+ Ferramenta QuickPEP NXEAT PHAST PSAT FSAT Ferramenta CHP AirMaster+ MotorMaster+ CWSAT

16. Caso especializado • SAÍDAS • Quadro geral do uso e eficiência da energia • Surtos no uso final • Áreas potenciais para melhoria da eficiência energética • Redução potencial do uso geral de energia • ENTRADAS • Descrição • Dados das contas de serviços públicos • Informação do sistema • TI • Resfriamento • Força • Geração local Gerador de perfis do centro de dados (DC Pro)

17. Gerando ideias

18. Programa IAC • Fornece duas ferramentas fáceis iac.rutgers.edu/database

19. Dez listas principais

20. O Manual ARC é uma “Lista de Ideias”

21. Ferramentas de software do Programa de Tecnologias Industriais(ITP) do Departamento de Energia (DOE) • O DOE fornece um amploconjunto de ferramentas de software paraavaliação industrial • Essasferramentassão de altaqualidade e com suporte total • As últimasversõesestãosempredisponíveis online • Principaiscategorias das ferramentas No âmbitodafábrica Steam Processo de aquecimento Acionamento a motor Centros de dados

22. Uso da energia e economia potencial de energia Sistemas a vapor/aquecimento Taxas normais de consumo de energia 60 – 80% Sistemas demotor elétrico Sistemas de bombeamento 8-15% Sistemasde ar comprimido 7-15% Outros* 2-7% < 2% * Outros usos de energia complementar tais como iluminação representam menos de 2% do consumo de energia 10% a 30% 5% a 10% 10% a 20% 10% a 20% 5% a 10% Oportunidades potenciais de economia de energia

23. Ferramentas de software do Programa de Tecnologias Industriais(ITP) do Departamento de Energia (DOE) Ferramentas e recursos de software do Programa de Tecnologias Industriais (ITP) do Departamento de Energia (DOE) estão disponíveis em http://www.eere.energy.gov/industry/

24. Ferramentas de software do Programa de Tecnologias Industriais(ITP) do Departamento de Energia (DOE) Notas Desenvolvidas e apoiadasporespecialistasemavaliaçãoenergética Concebidasparaatenderàsnecessidadesespecíficas de umaavaliaçãoenergética industrial Usadasparaidentificaroportunidades de economia de energiaemtodososEstadosUnidos Bemdocumentadas com manuais e estudos de casos O Departamento de Energia (DOE) fornecetreinamento no uso das ferramentas Continuamentedesenvolvidas e aperfeiçoadas Gratuitaspara o público Disponíveiseminglês e unidadesmétricas, e diferentesmoedas

25. Ferramentas de software do Programa de Tecnologias Industriais(ITP) do Departamento de Energia (DOE) No âmbito da fábrica • Conjunto de ferramentas para instalações industriais • Quick Plant Energy Profiler/Integrated Tool Suite (QuickPEP) Processo de aquecimento • Combined Heat and Power (CHP) Application Tool • NOx and Energy Assessment Tool (NxEAT) • Process Heating and Survey Assessment Tool (PHAST) Centros de dados • DC Pro Software Tool Suite Steam • Steam System Scoping Tool (SSST) • Steam System Assessment Tool (SSAT) • 3E Plus Acionamento a motor • AirMaster+ • Fan System Assessment Tool • MotorMaster+ • MotorMaster+ International • Chilled Water System Analysis Tool (CWSAT) • Pumping System Assessment Tool (PSAT)

26. Quick PEP Ajuda as fábricas a avaliarem a operação em toda a fábrica para identificar oportunidades de economia e eficiência. PHAST Ajuda a avaliar o uso de energia em fornalhas e identifica meios de melhorar o desempenho. SSAT Ajuda a avaliar benefícios potenciais para melhorias específicas do sistema a vapor. CHP Application ToolPermite que os usuários avaliem a viabilidade do CHP para sistemas de aquecimento. 3EPlus Insulation Tool Calcula a espessura mais econômica de isolamento para várias condições operacionais. NxEAT Avalia emissões de NOx e aplicações de melhorias de eficiência energética no refinamento de petróleoe fábricas de produtos químicos. Ferramentas de software do Programa de Tecnologias Industriais(ITP) do Departamento de Energia (DOE) • Motor Master+ International Ajuda na seleção e gestão de motores de eficiência energética. • PSAT Avalia a eficiência de operações do sistema de bombeamento e quantifica os benefícios da otimização do sistema. • Air Master+ & LogTool Fornece informações abrangentes sobre a avaliação dos sistemas de ar comprimido. • FSAT Avalia a eficiência de operações do sistema de ventilação e quantifica os benefícios da otimização do sistema. • CWSAT Determina requisitos de energia do sistema de água resfriada e avalia oportunidades de economia de custo e energia.

27. Ferramentas de software do Programa de Tecnologias Industriais(ITP) do Departamento de Energia (DOE) • O tempo não nos permite detalhar todas as ferramentas • Examine duas • Steam • MotorMaster+ • Ar comprimido e aquecimento serão discutidos em outras apresentações

28. Steam System Tool Suite • Steam Tools, ferramentas que fazem parte do pacote Steam Tool Suite (SSTS) • Essas ferramentas incluem: • Ferramenta de delimitação do sistema a vapor • Ferramenta de medição do sistema a vapor • 3E Plus – Calculadora de economia de energia em isolamento

29. Ferramenta de delimitação do sistema a vapor • Avalia rapidamente a qualidade geralda operação do sistema a vapor • Consiste de 26 perguntas qualitativas com base em todos os principais componentes de um sistema a vapor • As perguntas são separadas nessas áreas principais: • Perfil do sistema a vapor • Práticas operacionais do sistema a vapor • Práticas operacionais de fábricas de caldeiras • Distribuição do vapor, uso final, práticas de recuperação • A pontuação chega a 340 pontos e também é fornecida em %

30. Modelo da página Ferramenta de delimitação do sistema a vapor

31. Ferramenta de medição do sistema a vapor • Ferramenta de medição do sistema a vapor • Software de modelagem de sistema a vapor • Projetos comuns de recuperação de energia podem ser acrescentados a um modelo alternativo • Isso permite avaliações do tipo "e se" baseadas na inclusão ou remoção de vários projetos • O modelo de sistema a vapor requer o equilíbrio de: • Massa • Energia • Economia • com base nos custos de combustível e água

32. Principal equipamento simulado: Caldeira Turbinas de contrapressão Turbina de condensação Desarejador Purgadores de vapor, vazamentos, perdas de isolamento Diluições Tanques de flash Trocadores de pré-aquecimento de água de alimentação Escolha de 1, 2 ou 3 modelos de pressão de cabeçote Diagramas esquemáticos de sistemas a vapor modelo Estimativas de emissões ambientais locais Ferramenta de medição do sistema a vapor

33. Ferramenta de medição do sistema a vapor • Modificações podem ser simuladas em um modelo alternativo gerado do original • A estimativa de economia pode ser determinada para combinações de vários projetos de energia ou um projeto individual • A página “Resumo de resultados” explica o custo e uso de energia de ambos os modelos original e alternativo

34. 3E Plus: Calculadora de economia de energia de isolamento • Fornece informação tabelada simples para perda de calor (ou ganho) e temperaturas de superfície • Fornece informação tabelada simples de custo e economia de energia • Pode fornecer uma Espessura de Isolamento Econômica para uma determinada aplicação

35. Ferramentas de equipamentos com acionamento a motor Pumping System Assessment Tool (PSAT) AirMaster+ & LogTool (Sistemas de ar comprimido) Fan System Assessment Tool (FSAT) Motor System Management Tool (MotorMaster+) Chilled Water System Assessment Tool (CWSAT)

36. MotorMaster+ International Ajuda na formulação de uma decisão baseada no plano de gestão de motores. MotorMaster+ International tem versões em vários idiomas (edição atual disponível em espanhol, francês e inglês)

37. Incluir importantes dados de motores • A versão atual do software contém bancos de dados de fabricantes de mais de 25.000 motores NEMA e mais de 7.200 motores IEC. • Valores de eficiência de carga total e parcial • Dados técnicos para ajudar a otimizar sistemas de acionamento (fator de força, velocidade de carga total, etc.) • Informações sobre compras de motores, incluindo preços de tabelas e pesos dos motores

38. Nova seleção de motores • A análise inclui a seleção do “melhor motor disponível” para uma determinada aplicação fornecendo: • economia de energia, • reduções de demanda, • economia em dólares, • reduções de emissões de GEF • simples retorno de investimento, • fluxos de caixa, • ROI

39. Consertar ou substituir? • Motores não duram para sempre • Uma vez que há motores envolvidos no processo, a maneira mais rápida de fazê-los voltar a operar é rebobinando • Isso reduz a eficiência! • MotorMaster+ ajuda as fábricas a decidirem quais motores podem tolerar a rebobinagem ou quais precisam ser substituídos • Portanto, as fábricas devem estocar motores de reserva para sistemas críticos

40. Uma precaução necessária • Os resultados das ferramentas de software são tão bons quanto a ferramenta e a entrada de dados. • As ferramentas devem ser usadas para apoiar a análise de engenharia e não para substituí-la. • Usar uma ferramenta de software sem entender como ela funciona (usar uma “recomendação Caixa Preta”) aumenta o risco • Podem sempre ocorrer o uso indevido ou um erro de usuário • O senso comum e testes de “indícios” de resultados são necessários

41. Um Novo Dia!!!

42. Informações para contato Michael R Muller Center for Advanced Energy Systems (CAES) Rutgers, The State University Of New Jersey 73 Brett Road Piscataway, NJ 08854 United States of America telefone: 732.445.5540 fax: 732.445.0730