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Regulacion estacion bombeo

El procedimiento más habitual para dimensionar una estación de bombeo para una obra de regadío es el siguiente:

Determinar el caudal punta para la situación más desfavorable que coicide con el mes de máximas necesidades hídricas  de los cultivos.

Determinar el punto más desfavorable respecto a las necesidades de presión, suele ser el punto más lejano de la estación de bombeo, el más elevado o las dos cosas a la vez.

Buscar los equipos motobomba que nos dan un buen resultado en cuanto a rendimiento para la situación combinada de máximo caudal y máxima presión, eso sí, fraccionándolos para poder trabajar de  forma escalonada en función de la demanda.

Y para acabar, calcular la potencia entrando en la fórmula

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Sin embargo esta no es la solución más eficiente.

En primer lugar, aun estando el sistema funcionando para el 100 % de la superficie, las demandas cambian para diferentes meses, en función de los cultivos y de sus necesidades. El sistema, diseñado para la situación más desfavorable,  va a estar funcionando en un régimen para el que no lo hemos diseñado y con un rendimiento inferior al previsto (y mayores costes energéticos).

El bombeo tiene que adaptarse y ser flexible a la demanda.  Y no sólo eso, un buen diseño además supone que tiene que funcionar al máximo rendimiento en todos los casos.

Resulta que el escenario en el que aparece el caudal punta para el que hemos diseñado la estación va aparecer sólo unos días a lo largo del año.

Además el sistema no entra en funcionamiento al 100 % desde el primer día. La superficie puede ser transformada a lo largo de varios años. Otra vez nos encontramos que el punto de funcionamiento óptimo no va a ser el mismo y esto puede ocurrir durante años.

Por ejemplo, en  estos años nos encontramos que el ritmo de modernización de las parcelas se ha ralentizado pues ha aumentado el número de solicitudes para las ayudas oficiales para la mejora de las explotaciones y la administración (al menos en la Comunidad de Aragón) está dilatando la aprobación de estas ayudas.

Así pues es de fundamental importancia calcular la curva de demanda (o de consigna)  y posteriormente elegir la curva de los equipos de bombeo y de la estación en su conjunto que se adapte a la curva de demanda con el mejor rendimiento.

Otras pautas de optimización de los bombeos pasan por organizar los turnos de bombeo para conseguir alturas homogéneas y funcionamiento optimizado en las franjas de tarifa más económica.

Otro aspecto fundamental que se debe de tener muy en cuenta es el mantenimiento adecuado de los equipos de bombeo con sus correspondientes protocolos y la figura del personal de mantenimiento es fundamental.

Una vez que las instalaciones de bombeo ya están ejecutadas y en funcionamiento es también muy recomendable la realización de auditorías energéticas y de funcionamiento de los equipos. Estas auditorías permiten identificar mejoras en la gestión y en los equipos que pueden llevar asociadas importantes ahorros económicos.

Nota: la imagen de cabecera está tomada de la presentación de las Jornadas Técnicas impartidas por el grupo GESTAR en la EUPSH en junio de 2.013

Boletin eficiencia energeticaLa Oficina del Regante de Aragón en su misión de  mejorar la formación de regantes,  gestores de comunidades de regantes, ingenieros y demás personal vinculado al mundo del riego publica este mes el número 29 de su boletín. En este último número del boletín de la Oficina del Regante de Aragón, presenta dos artículos centrados en la eficiencia energética.  Por un lado trata la gestión de la energía y por otro desarrolla la interesante experiencia, llevada a cabo por la misma Oficina del Regante, en riego por goteo en cultivos extensivos, concretamente en la finca experimental de La Alfranca en Zaragoza. En este segundo caso entiendo el ahorro en energía como consecuencia del ahorro en el volumen de agua aportado y por tanto disminución de consumo energético en los bombeos.

En los números anteriores 23 (eficiencia del riego en el uso del agua) ó 26 (variadores de velocidad y eficiencia energética) el boletín ya dedicó sus páginas al cada vez más importante tema de  la eficiencia energética.

También en el número 24 describía en otro artículo la red de estaciones meteorológicas que la Oficina gestiona. La red de estaciones metereológicas persigue una gestión óptima del agua de riego,  por lo que también tiene una incidencia directa sobre la eficiencia energética, pues muchos regadíos se gestionan mediante bombeos.

El primero de los artículos de este último número es una compilación de los post que han ido apareciendo en este blog tocando los temas de eficiencia energética (o ahorro energético) en todos los procesos como uno de los aspectos más importantes para conseguir explotaciones viables y rentables.

Los costes de explotación dependientes de la energía han  ido aumentando de manera constante durante los últimos años.  Por otro lado, el mercado eléctrico también ha sido objeto de cambios normativos que afectan a la contratación, por un lado, y al dimensionado y gestión de las instalaciones.

Conviene establecer objetivos respecto al consumo de energía y hacer un seguimiento de estos objetivos, así como analizar costes energéticos comprobando la facturación respecto a los objetivos establecidos y que no hay errores en la facturación, excesos de potencia,  energía reactiva,…

Una vez que tenemos todos nuestros procesos analizados de forma pormenorizada y optimizados es el momento de pasar a estudiar la posibilidad de aprovechar los equipos electrónicos para conseguir ahorro energético: variadores de velocidad, baterías de condensadores,… En este caso cabe la posibilidad de acogerse a ayudas y subvenciones relacionadas con el Ahorro y Eficiencia  energética.

Agradezco  a la Oficina del Regante la difusión de los contenidos publicados en el blog y les felicito por el trabajo de formación en el sector del regadío que están desarrollando.

Obetivos gestion energia Hace poco tiempo asistí al curso “Gestión energética en entornos industriales” organizado por el Colegio de Ingenieros Industriales de Aragón y me pareció muy interesante la conclusión que recalcó el ponente Eduardo Ruiz Fuertes:  “La clave de la eficiencia energética en una planta industrial (podemos extrapolar a cualquier organización, en nuestro caso por ejemplo Comunidades de regantes) está en gestionar la energía, la aplicación de tecnologías eficientes es un instrumento de mejora de la eficiencia pero no el único ni siquiera a veces el más rentable. Sin duda alguna más eficaz de todas las medidas es tener procesos eficientes.

Interesante opinión cuando podemos encontrarnos ante el reto de mejorar y optimizar la gestión energética de un negocio y buscando la mejor tecnología para aplicarla a su explotación. Sin embargo resulta que la mejor solución la tenemos en nuestras manos y no es necesario ni invertir para conseguir mejorar los resultados:  analizar como estamos funcionando y comprobar si tenemos margen de mejora. Siempre vamos a encontrar la misma respuesta: algo podemos mejorar.

Sólo después de mejorar los procesos debemos pasar a la siguiente etapa de mejora de la gestión energética: la aplicación de medidas de mejora y eficiencia energética.

Desde luego que llegar a este punto no es algo que se consiga fácilmente. Necesitamos una estructura organizativa que se responsabilice de las medidas y verificaciones. Es imprescindible contar con un responsable de la gestión energética y, en función de la dimensión del negocio, de un equipo de apoyo. En mi opinión, en el caso de organizaciones con procesos complejos, el responsable debe pertenecer a la organización de manera que sea capaz de conocer en profundidad los procesos y puede ser la mejor opción para la gestión energética si bien la formación y experiencia son imprescindibles y si es necesario se debería recurrir a expertos externos.

La organización energética incluye también la definición de objetivos y su seguimiento. Algo tan evidente en cualquier organización no siempre se lleva a cabo y resulta ser una gran oportunidad de mejora.  Recomiendo no incorporar una larga lista de objetivos, más vale que tengamos pocos objetivos, importantes y medibles objetivamente para así poder realizar un seguimiento sistemático y documentado.

Es preferible que los objetivos sean relativos a la unidad de producción. En el caso (por ejemplo de Comunidades de regantes)  donde no es posible medir la producción, se puede referenciar el objetivo al volumen de agua bombeada:  € gasto energético/m3 volumen agua bombeado.

De esta manera independiente del consumo total de agua anual (en función de la climatología, cultivos implantados) podemos analizar en el tiempo, durante varios años, la gestión de la energía.

Éste es un simple pero clarísimo ejemplo de objetivo medible y planificable de antemano. Con sólo dos valores, por un lado el consumo energético que proviene de la factura de la compañía suministradora y por otro el consumo de agua que será contabilizado por medio del telecontrol de la red de riego.

No podemos mejorar si no sabemos lo que tenemos, si no lo medimos. Y para llevarlo a cabo tiene que haber alguien encargado, responsable e implicado. Alguien que se crea la necesidad de mejorar y que hay posibilidad de mejorar.  Evidentemente hay muchas más oportunidades para mejorar la eficiencia energética de nuestra industria o Comunidad de regantes que podemos compartir y discutir tanto en éste como en otros post.

Por cierto: Feliz año 2.013 para todos !!!

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La competitividad parece ser un clavo ardiendo al que agarrarse para intentar la supervivencia de nuestro negocio en este momento de disminución de ventas e ingresos. La disminución de costes por medio de la eficiencia en la gestión de la energía es uno de los caminos que nos puede llevar hacia la competitividad y sostenibilidad de las empresas, cooperativas,… del medio rural en general.

Llegados a este punto, nos encontramos con dos noticias, una buena y otra mala.

La buena, que desde la administración ya se han dado cuenta de esto y desde hace años están trabajando en ello y no sólo eso, sino que están apoyando económicamente para que se cumplan una serie de objetivos. La administración central ya planteó en el año 2.003 la Estrategia Española de Ahorro y Eficiencia Energética (E4) que se entrecruza con otras dos en el ámbito de la sostenibilidad: la Estrategia Española del Cambio Climático y Energía Limpia (EECCEL), y el Plan de Energías Renovables (PER)3.

Si bien la EECCEL  indica que el sector agrícola tiene un reducido peso en el total de la demanda (3,5% de los consumos energéticos finales) también reconoce que es un sector estratégico en el que las medidas de eficiencia energética pueden tener una elevada importancia en su futuro; tanto por reducir sus costes energéticos como por ayudar a la sostenibilidad del desarrollo rural.

Los planes que desarrollan la E4, el Plan  de Acción específico para el periodo 2008-2012 (PAE4 2008-2012) y el Plan de Acción 2011 – 2020 han previsto unas apoyos públicos  con  un valor medio anual (para el último plan) de 500 millones de euros, sin embargo…

…el presupuesto público del último Plan destinado al sector agrario es de 8 millones de euros, menos de la mitad respecto a los 18 millones del anterior.

Efectivamente, la mala noticia es que se reduce el presupuesto. En este momento no está nada claro que este año se convoquen las subvenciones para el uso eficiente de la energía y aprovechamiento de energías renovables.

Las Comunidades autónomas vienen firmado Convenios de colaboración con el Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE), con objeto de llevar a cabo las medidas encaminadas a facilitar la consecución de los objetivos previstos en los Planes de Acción.  En el caso de la Comunidad Autónoma de Aragón, mediante los convenios realizados se alcanza una financiación pública de hasta el 75 % del coste de algunas de las acciones.

Estas ayudas suponen una tremenda  oportunidad para el sector para la realización, por ejemplo, de auditorías energéticas. Este tipo de auditorías tienen como objetivo detectar posibles ineficiencias en la gestión del agua y/o de la electricidad así como de plantear soluciones (que también cuentan con apoyo de fondos públicos).

Es de esperar que la colaboración entre las CC.AA y el IDAE continúe y pueda seguir apoyando estas líneas de mejora que a la vez redundan en una mayor competitividad y sostenibilidad de nuestras explotaciones.

Foto: jagmosaicos.blogspot.com

Variadores de velocidad y arrancadores progresivos son los elementos más utilizados en la industria y otras instalaciones con equipos electromecánicos (bombas) pero ¿qué aportan estos equipos electrónicos?

Estos equipos controlan los motores, reduciendo el consumo y alargando la vida de los equipos.

En el caso de los arrancadores progresivos se consigue una puesta en presión progresiva del fluido en la canalización. De esta manera reducen pico de intensidad que el motor demanda en el arranque (3.5 veces la nominal)  frente a 9 veces la nominal que el motor demanda sin este dispositivo).

Con  este arranque (y parada) progresivo se minimizan los efectos producidos por golpes y vibraciones, sobre todo reducción de los golpes de ariete y de válvulas (en presencia de la red eléctrica).  Por tanto se disminuye la  fatiga de las tuberías con la disminución de los fenómenos de depresión y sobrepresión.

Los variadores de velocidad gestionan  la carga de trabajo de las bombas ajustando el punto de funcionamiento modificando la velocidad del motor y actuando sobre las bombas para aportar el caudal demandado en cada momento a la presión requerida con el mínimo consumo de energía.

La principal  ventaja que presenta es el ahorro en potencia activa y reactiva. La potencia es proporcional al cubo de la disminución de la frecuencia.  La Potencia es proporcional a (N/Nn)3

Por ejemplo, reducir la velocidad de una bomba al 80% solamente requiere el 64% del par (0,8 × 0,8). Y esto no es todo: para producir el 64% del par sólo se requiere el 51% de la potencia (0,64 × 0,8), debido a que el requerimiento de potencia se reduce en el mismo sentido.

Cuando el caudal baja de determinados valores, el rendimiento que se consigue con el variador de velocidad está en torno al 40 %. Es superior al rto que se consigue a velocidad fija, pero es un rendimiento bajo. El variador puede mejorar la eficiencia respecto al funcionamiento de la bomba sin él, pero no consigue que la eficiencia sea alta para todo el rango de caudal. Así pues, para caudales significativamente por debajo del punto de funcionamiento óptimo de la bomba tenemos que pensar en otras soluciones, como equipos independientes.

Estos equipos pueden ser una buena solución para ahorrar electricidad en instalaciones con equipos de bombeo.

Un análisis de la facturación actual así como de las características técnicas de los equipos nos permitirán realizar el estudio técnico económico y analizar su viabilidad. En esto consiste una parte de las denominadas auditorías energéticas.