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

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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. Informações.

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Presentation Transcript
michael r muller usa rutgers university center for advanced energy systems
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

informa es
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.”

onde obter ferramentas informa es e ferramentas de software
Ferramentas de software sobre energiaOnde 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
categorias
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

gest o energ tica epa
Gestão energética - EPA
  • EnergyStar
    • Marca bastante conhecida
  • Planilha geral
  • Não quantitativa
padr es de gest o energ tica
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)

gest o energ tica usdoe
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.
estrutura geral do kit de gest o energ tica
Estrutura geral do kit de gestão energética

Em desenvolvimento

Disponível atualmente

3

o kit de gest o energ tica
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

al m do planejamento
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

quick plant energy profiler quickpep
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
slide14
Gerador de perfil energético de fábricas (QuickPEP 2.0)

Calculadoras de emissões de carbono e energia e linha básica de energia

resultados da ferramenta quickpep
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

caso especializado
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)

programa iac
Programa IAC
  • Fornece duas ferramentas fáceis

iac.rutgers.edu/database

slide21
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

uso da energia e economia potencial de energia
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

slide23
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/

slide24
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

slide25
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)
slide26
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.
ferramentas de software do programa de tecnologias industriais itp do departamento de energia doe
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
steam system tool suite
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
ferramenta de delimita o do sistema a vapor
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 %
modelo da p gina
Modelo da página

Ferramenta de delimitação do sistema a vapor

slide31
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
slide32
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

slide33
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
3e plus calculadora de economia de energia de isolamento
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
ferramentas de equipamentos com acionamento a motor
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)

motormaster international
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)

incluir importantes dados de motores
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
nova sele o de motores
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
consertar ou substituir
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
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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
informa es para contato
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

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