1) O documento discute métodos e opções para medição e verificação de performance (M&V) de projetos de eficiência energética. 2) São apresentadas opções para isolamento do retrofit versus medição de toda a instalação, com detalhamento dos prós e contras de cada abordagem. 3) Inclui detalhes sobre amostragem, precisão, equações para cálculo de economia evitada e análise estatística para avaliar resultados dos projetos.

1. 24/04/2011
INTRODUÇÃO
Eng. Fernando Milanez
Estrutura
• Premissa, corolário e um alerta
• Protocolo Internacional de Medição e Verificação de Performance
(PIMVP): documento chave para M&V; adesão ao PIMVP.
• A contribuição institucional brasileira: Manual de M&V do PROCEL,
Manual anexo à RES 300 da ANEEL, Plano Nacional de Eficiência
Energética.
• Equação do custo evitado: equação geral de cálculo do custo da
energia e demanda economizadas.
• Custo do M&V e sua relação com o custo de execução do projeto.
• Ajustes: condições, classificação e metodologia para procedimento.
• Análise estatística dos resultados: metodologia e precisão.
• Estruturação dos procedimentos: Plano de Medição e Verificação.
• Exemplos.
2
Premissa
“Você não pode gerenciar o que não pode
medir”
particularizando:
“Medidores no uso final são
imprescindíveis para
gerenciar o uso de energia”
3
1

2. 24/04/2011
Corolário
• Um resultado de uma ou mais medições
nunca é absolutamente exato, mas tem uma
determinada probabilidade de estar localizado
entre um valor médio ao qual se soma e
subtrai uma fornecida ou calculada precisão.
• Não informar a precisão do resultado em uma
probabilidade escolhida associa a ele uma
total insegurança.
4
Um alerta
• É fundamental antes de analisar as medições
ter conhecimento do possível comportamento
das variáveis.
5
A regulamentação no Brasil
6
2

3. 24/04/2011
Manual para Elaboração do Programa de Eficiência
Energética da ANEEL
7
• O PNEF, no item 6.3 (“Linhas de Ação
Propostas”) de seu Capítulo 6 (“PROCEL e
CONPET”), afirma:
8
9
3

4. 24/04/2011
Um breve histórico do PIMVP
• No início dos anos 90 havia uma série de protocolos de
M&V nos EUA
• Em 1996 o DOE convocou mais de 150 especialistas de 15
países para consolidá-los no PIMVP.
• Em 2001 o DOE transferiu a responsabilidade do PIMVP
para uma corporação denominada EVO - Energy Valuation
Organization.
• Em 2002 o INEE elaborou a1ª versão brasileira, em 2003
houve a 1ª atualização e em 2007 a última atualização.
• Em 2007 a EVO atualizou versão anterior
• Em 2010 a EVO publicou a nova versão em inglês, com
Apêndice “C” específico para cada país.
10
Projeto em discussão
1) Edição de uma versão atualizada em português,
contendo soluções e recomendações específicas
para atender às condicionantes econômicas,
geográficas e culturais brasileiras (Apêndice “C”)
2) Garantir “aderência” ao PIMVP, principalmente
com a introdução do conceito de precisão dos
resultados:
Existe 95% de confiança de que o valor da
economia esteja no intervalo:
valor médio ± precisão absoluta 11
A necessidade de medição dos
resultados – opções de medição
12
4

5. 24/04/2011
Dois métodos básicos de M&V
Método de toda a instalação:
Medem-se todos os efeitos na instalação:
• Retrofits e outras alteraçãoes (pretendidas ou não)
• Frequentemente utiliza o medidor da Concessionária
• Os ajustes poderão ser complexos
Método do isolamento do retrofit:
Mede-se apenas o efeito do retrofit
• As economias não são afetadas pelas alterações além da
fronteira da medição
• Normalmente exige um novo medidor
• Ajustes poderão ser simples 13
Isolamento do retrofit
Escolha entre as Opções A e B:
Opção A – Medição do parâmetro chave
e estimativa do(s) outro(s)
Opção B – Medição de todos os
parâmetros
14
Toda a instalação
Escolha entre as Opções C e D :
Opção C – Toda a instalação
São necessários os dados do período de base e do
pós-retrofit
Opção D – Simulação Calibrada
Quando não há dados para o período de base mas
apenas para o pós-retrofit, os primeiros podem ser
“criados” através de uma simulação. 15
5

6. 24/04/2011
Toda a instalação
Escolha entre as Opções C e D :
Opção C – Toda a instalação
São necessários os dados do período de base e do
pós-retrofit
Opção D – Simulação Calibrada
Quando não há dados para o período de base mas
apenas para o pós-retrofit, os primeiros podem ser
“criados” através de uma simulação. 16
Efeitos interativos para além do limite
de medição
• Seja um projeto de substituição de lâmpadas
por outras de maior eficiência.
• Se este for o limite não será computada a
economia sobre o sistema de
condicionamento de ar que venha a haver no
ambiente.
• Estender o limite para englobar também o
sistema de condicionamento de ar e medir
seu comportamento antes e depois da ARE. 17
Opção A. Medição Isolada da ARE:
Medição dos parâmetros chave
• A economia é determinada pela medição no terreno dos
parâmetros chave do desempenho energético, que define o
consumo de energia dos sistemas afetados pela ARE e/ou o sucesso
do projeto.
• Cálculo de engenharia do período de referência e do consumo do
pós-execução das AREs a partir de:
Medições a curto prazo ou contínuas de parâmetros chave de
funcionamento; e
Valores estimados.
Ajustes de rotina e não-de rotina como exigido.
• A ARE da iluminação onde a energia requerida é o parâmetro chave
de desempenho energético, que é medido periodicamente. Calcular
as horas de funcionamento da iluminação baseadas nos horários do
edifício e no comportamento dos ocupantes.
18
6

7. 24/04/2011
Usos da Opção A
• Substituição de iluminação pública, onde o tempo
diário é estimado e a potência instalada é medida
• Substituição de lâmpadas incandescentes por
fluorescentes compactas em projetos de baixa
renda, onde as potências são fornecidas pelo
fabricante e os tempos de utilização são medidos
na amostra
• Eliminação de perdas em um sistema de
compressor de ar, onde é usada a potência
nominal do motor e registrados os tempos de
funcionamento. 19
Opção B. Medição isolada da ARE:
Medição de todos os parâmetros
• A economia é determinada pela medição no terreno do
consumo de energia do sistema afetado pela ARE.
• Medições a curto prazo ou contínuas do período de
referência e consumo do período de relato, e/ou
cálculos de engenharia, usando medições de
substituição de consumo de energia. Ajustes de rotina
e não-de rotina como exigido.
• A aplicação de uma velocidade variável e controles a
um motor para ajustar o fluxo da bomba. Medir a
energia elétrica com um medidor de kW instalado na
alimentação elétrica do motor, que lê a potência a cada
minuto.
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Usos da Opção B
• Substitução de iluminação pública , com
introdução de sistema de regulagem de
intensidade, com medição da demanda versus
tempo
• Substituição de motobomba por outra mais
eficiente, com medição de demanda e de
vazão
21
7

8. 24/04/2011
Opção C. Toda a Instalação
• A economia é determinada pela medição do consumo de energia
por toda a instalação ou sub-instalação. Medições contínuas do
consumo de energia de toda a instalação são efetuadas durante o
pós-execução das AREs.
• Análise dos dados do medidor do período de referência de toda a
instalação e do pós-execução das AREs (empresa de serviços
energéticos). Ajustes de rotina como exigido, usando técnicas tal
como uma simples comparação ou análise de regressão. Ajustes
não-de rotina como exigido.
• Programa de gestão de energia multifacetado, afetando muitos
sistemas numa instalação. Medição do consumo de energia com os
medidores de gás e eletricidade da empresa de serviços energéticos
para um período de referência de doze meses e durante o pós-
execução das AREs.
22
Usos da Opção C
• Conjunto de AREs em um escritório, com
medição da demanda e do consumo com
registrador da Concessionária
• Substituição de motobomba por outra mais
eficiente, mantida a vazão original, utilizando
medição da demanda e do consumo com
registrador da Concessionária
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Usos da Opção D
• Conjunto de AREs em um escritório, com
medição da demanda e do consumo com
registrador da Concessionária, sem
conhecimento da situação anterior a elas
• Conjunto de AREs em um escritório, com
medição da demanda e do consumo com
registrador da Concessionária, em um prédio
novo.
24
8

9. 24/04/2011
Quantidade de medições
Amostragem
• O conceito de amostragem está associado à
quantidade de objetos que representarão o
universo e, também, à quantidade de medições
que serão executadas.
• Sabe-se que o erro padrão é inversamente
proporcional à raiz quadrada da quantidade de
objetos/medições.
• Aumentar o tamanho da amostra por um fator
“f”, produzirá uma redução do erro padrão na
razão “√f” 25
Erro dos instrumentos
Especificações do medidor
• Para os medidores que não são das empresas comercializadoras de
energia, especificar: as caraterísticas da medição, processo de
calibração de rotina e método de tratamento de dados perdidos.
• A seleção do tipo de medidor a ser usado depende da precisão
desejada e dos recursos financeiros disponíveis.
• Medições instantâneas são executadas com equipamentos não
registradores (alicates para energia elétrica, medidores de rpm
portáteis, etc)
• Medições contínuas são executadas com registradores de dados
(“data loggers”) e utilizam programas de computador para registro
e análise (“Excel” e outros)
• O erro do instrumento importa nas medições únicas pois, se o
instrumento estiver calibrado (sem tendências), nas múltiplas,
haverá compensação.
26
A visão do problema
Consumo de energia
Consumo de
referência
ajustado
Consumo de referência Aumento da
Produção Economia, OU
de energia
Consumo de energia evitado
‘pós-ARE’
da energia medida
Implementação de
ARE
Período do consumo
de Período de
referência Relatório
Tempo
27
9

10. 24/04/2011
Equação básica do uso evitado
As economias resultantes em um determinado
período =
Uso de energia no período de referência -
Uso de energia no pós-execução da AEE
± Ajustes de rotina ± Ajustes não de rotina
28
Análise estatística
Algumas definições
• Média 
Y
Y i
n

S2  
(Yi  Y ) 2
• Variância
n 1
• Desvio padrão s  S2
s
EP 
• Erro Padrão (EP) n
• Precisão absoluta t x EP
• Precisão relativa t * EP
média
29
Distribuição Normal e Distribuição “t”
Normal
• Tem a forma de um sino e é também chamada
de Distribuição de Gauss e o erro padrão é
calculado a partir da população.
“t”
• Tem a forma de um sino e é também chamada
de Distribuição dos Estudantes e o erro
padrão é calculado a partir da amostra 30
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11. 24/04/2011
O valor de “t”
• t = média da amostra – média da população
erro padrão da amostra
• Como a média da população não é conhecida,
os valores de “t” são fornecidos em uma
tabela, para que a média da população possa
ser estimada.
• O valor médio da população é o que se deseja
como resultado do projeto. 31
Tabela de valores de “t”
Número de leituras Intervalo de confiança Número de leituras Intervalo de confiança
(Tamanho da amostra) 95% 90% 80% 50% (Tamanho amostra) 95% 90% 80% 50%
2 12,71 6,31 3,08 1,00 17 2,12 1,75 1,34 0,69
3 4,30 2,92 1,89 0,82 18 2,11 1,74 1,33 0,69
4 3,18 2,35 1,64 0,76 19 2,10 1,73 1,33 0,69
5 2,78 2,13 1,53 0,74 20 2,09 1,73 1,33 0,69
6 2,57 2,02 1,48 0,73 21 2,09 1,72 1,33 0,69
7 2,45 1,94 1,44 0,72 22 2,08 1,72 1,32 0,69
8 2,36 1,89 1,41 0,71 23 2,07 1,72 1,32 0,69
9 2,31 1,86 1,40 0,71 24 2,07 1,71 1,32 0,69
10 2,26 1,83 1,38 0,70 25 2,06 1,71 1,32 0,68
11 2,23 1,81 1,37 0,70 26 2,06 1,71 1,32 0,68
12 2,20 1,80 1,36 0,70 27 2,06 1,71 1,31 0,68
13 2,18 1,78 1,36 0,70 28 2,05 1,70 1,31 0,68
14 2,16 1,77 1,35 0,69 29 2,05 1,70 1,31 0,68
15 2,14 1,76 1,35 0,69 30 2,05 1,70 1,31 0,68
16 2,13 1,75 1,34 0,69 ∞ 1,96 1,64 1,28 0,67 32
11