Webinar - Dimensionamiento economico de conductores electricos

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Webinar - Dimensionamiento economico de conductores electricos

  1. 1. Dimensionamiento de conductores para instalaciones eléctricas<br />Sustentabilidad en la instalación eléctrica<br />M. I. Enrique Balan Romero<br />28 de Julio 2011<br />
  2. 2. Introducción<br />La instalación eléctrica<br />Es el medio por el que se provee de energía a dispositivos y aparatos eléctricos.<br />Conjunto de elementos que permite transportar, distribuir y dar uso a la energía eléctrica.Elementos: Conductores, soportes, interruptores, tableros, aisladores, transformadores, etc.<br />Características deseadas de la instalación - Segura - Eficiente<br /> - Accesible - Flexible <br />
  3. 3. Eficiencia en la transmisión<br />Transmisión eficiente de la energía por el conductor<br />Disminuyendo las pérdidas I2 R <br />Métodos prácticos<br />- Disminuir la corriente por el conductor<br />carga mas eficiente<br />- Disminuir la oposición del conductor<br />incrementar calibre<br />
  4. 4. Eficiencia en la transmisión<br />Disminuyendo las pérdidas I2R<br />Acciones realizadas (resultados espectaculares)<br />Sustitución de lámparas<br />100 Watts<br />23 Watts<br />Incandescente<br />Fluorescente compacta<br />Desventajas<br />- Calor generado<br />- Ineficiencia de conversión<br />Desventajas<br />- Contaminación por mercurio<br />- Generación de armónicas<br />Otros: LED, <br />Pantalla electroluminiscente<br />
  5. 5. Eficiencia en la transmisión<br />Disminuyendo las pérdidas I2R<br />Acciones realizadas (resultados modestos)<br />Sustitución de motores eléctricos<br />‘estándar’ por ‘alta eficiencia’<br />Motor eléctrico, marca S… <br />20 HP, 1800 RPM, 440VCA, 4 polos<br />Eficiencia ‘estándar’ 88%<br />Eficiencia ‘premium’ 92%<br />Eficiencia<br />Hay una tendencia creciente a pagar un precio adicional y obtener el premio de la eficiencia, la cual a veces en motores grandes puede ser tanto como 1.5% (Ing Roberto Ruelas ah50)<br />HP<br />
  6. 6. Eficiencia en la transmisión<br />Disminuyendo las pérdidas I2R <br />Incrementando el calibre<br />Carga trifásica, 50kW, longitud del conductor 100m,al aire, tensión 220VCA<br />CONDUCTOR DE COBRE<br />*El precio del conductor varia por marca, características, volumen de adquisición, etc.<br />
  7. 7. El conductor óptimo<br />Selección del tamaño del conductor (calibre)<br />a) Por la corriente demandada por la carga<br /> - tablas (normas y fabricantes)<br />b) Por la caída de tensión en el conductor, tradicional 3%<br /> - pérdida de energía, 3% aprox.<br />c) Disminución en la emisión de CO2<br /> - depende del país y su índice de emisiones<br />d) Cálculo óptimo<br /> - máximo beneficio de la inversión<br />
  8. 8. El conductor óptimo<br />Beneficios técnicos incrementando el calibre<br />Incremento<br />de eficiencia<br />Mayor calibre -><br />Cálculo <br />tradicional<br />Cálculo<br />óptimo<br />
  9. 9. El conductor óptimo<br />Beneficios económicos incrementando el calibre<br />conductor <br />óptimo<br />Mayor calibre -><br />Operación*<br />Años esperados 30 <br />Horas diarias 15<br />Días anuales 300<br />*Por simplicidad en el resultado no se ha tomado en cuenta variabilidad de la carga<br /> (curva de perfil de carga)<br />
  10. 10. El conductor óptimo<br />Beneficios ambientales incrementando el calibre<br />Mayor calibre -><br />Los valores dependen del país<br />
  11. 11. Selección del conductor<br />Cálculo tradicional<br />- Mínima inversión inicial<br />- Calibre mínimo<br />- Pérdidas elevadas durante toda la vida útil<br />Cálculo óptimo<br />- Máxima relación costo beneficio<br />- Calibre mayor comparado al cálculo tradicional<br />- Muy bajas pérdidas durante la vida útil<br />- Recuperación de la inversión en corto tiempo<br />- Beneficios técnicos, económicos y ambientales<br />
  12. 12. Selección del conductor<br />El incremento en el tamaño del conductor tiene un límite dado por razones económicas, su resultado:<br />el "Conductor óptimo"<br />
  13. 13. Selección del conductor<br />Variables que intervienen en el ‘Conductor Óptimo’<br />- Precio del conductor y su instalación<br />- Precio del kWh<br />- Número de horas anuales de operación<br />- Número de años útiles de la instalación <br />- Tasa de interés<br />
  14. 14. Conductores, necesidades nuevas<br />1. Incrementar la eficiencia energética<br />En el ejercicio de 96,8% a 98,5% (1,7%)<br />2. Disminuir el consumo de hidrocarburos<br />En el ejercicio de 170 barriles a 77 barriles (por pérdidas en el conductor)<br />3. Disminuir la emisión de CO2 (gas de efecto invernadero)<br />En el ejercicio de 64 toneladas a 29 toneladas(por pérdidas en el conductor)<br />Hidroeléctrica "La Yesca" México <br /> Duración de la obra: 4.5 años (inauguración Oct 2012)<br /> Inversión: mayor a $800 millones de USD<br /> Generación: 750MW, el 1.4% del actual 53 GW<br />
  15. 15. Conductores, necesidades nuevas<br />Exigencias normativas*<br />* Cada país tiene su regulación<br />
  16. 16. Conductores, necesidades nuevas<br />Beneficiarios al disminuir pérdidas en el conductor<br />- El consumidor de energía eléctrica, rubro económico.<br />- El suministrado de la energía eléctrica, disminuye la<br /> presión por la generación o la pospone.<br />- El país, menor consumo de combustibles fósiles.<br />- El medio ambiente, menor contaminación.<br />- La instalación es sustentable.<br />
  17. 17. Selección del conductor<br />a) Manual<br />Comparaciones hasta encontrar un valor máximo en el retorno de la inversión<br />b) Expresiones de uso específico (IEC-287-3-2)<br />c) Por software (Dimensionamiento óptimo de conductores eléctricos)<br />
  18. 18. Sustentabilidad en la instalación eléctrica<br />El concepto Edificio Verde o Ecológico (Green building)<br />"Inmueble que satisface las necesidades actuales sin poner en peligro a las generaciones futuras”. <br />Inmuebles cuyo impacto en el medio ambiente es mínimo, en la construcción y en la operación. <br />Máximo aprovechamiento de la energía disponible y materiales 100% reciclables (en lo posible).<br />
  19. 19. Sustentabilidad en la instalación eléctrica<br />El costo inicial mínimo <br />en el dimensionamiento del conductor<br />Resultado:<br />- Pérdidas elevadas durante toda su vida útil<br />- Quema de combustibles fósiles por las pérdidas<br />- Emisión de CO2 a la atmósfera (quema de combustibles)<br />- Incremento de la temperatura global<br />La práctica ˝El costo inicial mínimo˝, no es sustentable<br />
  20. 20. Sustentabilidad en la instalación eléctrica<br />El edificio ecológico<br />Emitir a la atmosfera CO2, derivado de la quema de combustibles fósiles para la generación de energía eléctrica, propiciado por desperdicio en la transferencia de energía, no es ecológico, es una variable que deberá ser tomada en cuenta al denominar o calificar a un inmueble como Edificio Ecológico.<br />
  21. 21. Resumen<br />Selección del tamaño del conductor por su objetivo<br />Técnico: Eficiencia energética<br />Ambiental: Disminución de gases contaminantes<br />Político: Cumplimiento de convenios internacionales<br />Económico: Disminución de costos de operación<br />Normativo: Cumplir disposiciones normativas<br />enriquebalan@yahoo.com.mx<br />

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