Baixe TCC Consumo de Energia Reativa pelo Setor Residencial e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA CONSUMO DE ENERGIA REATIVA PELO SETOR RESIDENCIAL SÃO PAULO 2009 2 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA BRUNO HENRIQUE TENÓRIO SILVA RENATO CANDIDO TAKEGAWA ROBSON CELESTINO BELONI WELLINGTON MELO DE LIMA CONSUMO DE ENERGIA REATIVA PELO SETOR RESIDENCIAL Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao curso de Tecnologia em Sistemas Elétricos do instituto federal de educação, ciência e tecnologia de São Paulo como parte dos requisitos para a conclusão do curso. Profº Orientador: Carlos Eduardo Maria de Bédia e Jacyro Gramulia Junior SÃO PAULO 2009 5 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1: Consumo de Energia na Residência 1 Gráfico 2: Demanda na Residência 1 Gráfico 3: Consumo de Energia na Residência 2 Gráfico 4: Demanda na Residência 2 Gráfico 5: Consumo de Energia na Residência 3 Gráfico 6: Demanda na Residência 3 Gráfico 7: Consumo de Energia na Residência 4 Gráfico 8: Demanda na Residência 4 Gráfico 9: Consumo de Energia na Residência 5 Gráfico 10: Demanda na Residência 5 Gráfico 11: Consumo de Energia na Geladeira 1 Gráfico 12: Demanda na Geladeira 1 Gráfico 13: Consumo de Energia na Geladeira 2 Gráfico 14: Demanda na Geladeira 2 Gráfico 15: Consumo de Energia no Forno Microondas 1 Gráfico 16: Demanda no Forno Microondas 1 Gráfico 17: Consumo de Energia no Forno Microondas 2 Gráfico 18: Demanda no Forno Microondas 2 Gráfico 19: Consumo de Energia no Microcomputador Gráfico 20: Demanda no Microcomputador Gráfico 21: Consumo de Reativo Percentual na Residência 1 Gráfico 22: Consumo de Reativo Percentual na Residência 2 Gráfico 23: Consumo de Reativo Percentual na Residência 3 Gráfico 24: Consumo de Reativo Percentual na Residência 4 Gráfico 25: Consumo de Reativo Percentual na Residência 5 Gráfico 26: Consumo de Reativo Percentual na Geladeira 1 Gráfico 27: Consumo de Reativo Percentual na Geladeira 2 Gráfico 28: Consumo de Reativo Percentual no Forno Microondas 1 Gráfico 29: Consumo de Reativo Percentual no Forno Microondas 2 Gráfico 30: Consumo de Reativo Percentual no Microcomputador Gráfico 31: Fator de Potência das Residências 6 LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS Abreviaturas / Símbolos Página ANEEL - Agência Nacional de Energia Elétrica 1 kVArh - Kilovolt Amperes Reativo Hora 14 kWh - Kilowatt Hora 14 kVAh - Kilovolt Amperes Hora 14 kW - Kilowatt 14 kVAr - Kilovolt Amperes Reativo 14 VArh - Volt Amperes Reativo Hora 19 Wh - Watt Hora 19 VAh - Volt Amperes Hora 19 W - Watt 19 VAr - Volt Amperes Reativo 19 VA - Volt Amperes 25 FP - Fator de Potência 36 kVA – Kilovolt Amperes 36 7 SUMÁRIO 1 - APRESENTAÇÃO ............................................................................................................. 1 2 - INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 2 3 – OBJETIVO .......................................................................................................................... 4 4 - REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................................ 5 4.1 - TEORIA ........................................................................................................................ 5 4.2 - CONCEITOS BÁSICOS ............................................................................................ 7 4.3 - CAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA ....................................................... 8 4.4 - LEGISLAÇÃO SOBRE EXCEDENTE DE REATIVO ............................................ 8 4.5 - FATOR DE POTÊNCIA LIMITE ............................................................................... 9 4.6 - FATOR DE POTÊNCIA CAPACITIVO .................................................................... 9 4.7 - PERÍODOS DE MEDIÇÃO DE ENERGIA REATIVA INDUTIVA E CAPACITIVA ........................................................................................................................ 9 4.8 - CÁLCULO DO FATOR DE POTÊNCIA ................................................................ 10 4.9 - EXCEDENTE DE REATIVO ................................................................................... 10 4.9.1 - FORMA DE AVALIAÇÃO ................................................................................. 10 4.9.3 - FATOR DE POTÊNCIA HORÁRIO ................................................................ 10 4.9.4 - FATOR DE POTÊNCIA MENSAL .................................................................. 11 5 - METODOLOGIA ............................................................................................................... 12 6 – RESULTADOS OBTIDOS ............................................................................................. 14 6.1 - RESIDÊNCIA 1 ......................................................................................................... 14 6.2 – RESIDÊNCIA 2 ........................................................................................................ 15 6.3 – RESIDÊNCIA 3 ........................................................................................................ 16 6.4 – RESIDÊNCIA 4 ........................................................................................................ 17 6.5 – RESIDÊNCIA 5 ........................................................................................................ 18 6.6 – RESULTADOS DE APARELHOS ELETRODOMÉSTICOS ............................. 19 6.6.1 – GELADEIRA 1 ................................................................................................... 19 6.6.2 – GELADEIRA 2 ................................................................................................... 20 6.6.3 – FORNO MICROONDAS 1 .............................................................................. 21 6.6.4 – FORNO MICROONDAS 2 .............................................................................. 22 6.6.5 – MICROCOMPUTADOR ................................................................................... 23 7 - ANÁLISES DOS RESULTADOS ................................................................................... 24 7.1 – ANÁLISE DA RESIDÊNCIA 1 ................................................................................ 25 7.2 - ANÁLISE DA RESIDÊNCIA 2 ................................................................................. 26 7.3 - ANÁLISE DA RESIDÊNCIA 3 ................................................................................. 27 7.4 - ANÁLISE DA RESIDÊNCIA 4 ................................................................................. 28 7.5 - ANÁLISE DA RESIDÊNCIA 5 ................................................................................. 29 7.6 – COMPARATIVO ENTRE OS APARELHOS ELETRODOMÉSTICOS ESTUDADOS ..................................................................................................................... 30 7.6.1 – GELADEIRAS ................................................................................................... 30 7.6.2 - FORNOS MICROONDAS ................................................................................ 31 7.6.3 – MICROCOMPUTADOR ................................................................................... 33 7.7 – ANÁLISE DO FATOR DE POTÊNCIA ................................................................. 34 7.8 - SITUAÇÃO PROPOSTA ......................................................................................... 35 7.8.1 - CÁLCULO DO FATOR DE POTÊNCIA TOTAL ........................................... 35 8 – CONCLUSÃO .................................................................................................................. 37 9 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 38 10 – ANEXOS ......................................................................................................................... 39 2 2 - INTRODUÇÃO O crescimento do consumo de energia elétrica no mundo expõe a preocupação com a oferta no futuro, visto que as fontes geradoras existentes poderão deixar de suprir a demanda solicitada e, novas alternativas de geração se caracterizam por tecnologias em desenvolvimento ou ainda apresentam um alto custo para implantação. Visando a eficiência energética das instalações existentes, a diminuição do consumo de energia elétrica reativa proporcionaria uma maior disponibilidade das fontes geradoras e distribuidoras, estendendo o atendimento a clientes do sistema de distribuição sem grandes alterações e investimentos nas estruturas. Atualmente as companhias energéticas de distribuição não apresentam políticas de eficiência energética quanto ao consumo de reativa pelo setor residencial, devido às dificuldades, relacionada a custos, na tarifação de multas pelo excesso deste índice na instalação, como é implantado em indústrias. Conforme informações do EPE (Empresa de Pesquisa Energética), o setor residencial representava no ano de 2005 uma demanda de aproximadamente 19% da energia elétrica produzida no Brasil, estando somente após o grupo industrial. Mesmo diante de tal importância no cenário nacional, a energia destinada a tais consumidores não é aproveitada de forma tão eficiente quando comparadas a plantas que apresentam um controle no consumo de energia reativa, logo a contribuição para a matriz energética brasileira poderia ser significativa desde que o uso possa ser feito de forma aprimorada. Os transformadores de alimentação dos circuitos residenciais, alocados nos postes, são dimensionados de acordo com a potência aparente instalada. Este 3 parâmetro é estabelecido pela soma das potências ativa e reativa, de forma não linear, que definem os consumos e que podem alterar suas condições de aproveitamento conforme as características dos equipamentos instalados. Caso a relação da potência ativa mantenha uma defasagem entre -23º e +23º para a aparente, atendendo ao valor estabelecido pela ANEEL, expressa através da Resolução 456/2000, pode-se afirmar que a instalação indica um rendimento apropriado as condições de fornecimento de energia. 4 3 – OBJETIVO O trabalho tem como objetivo indicar o consumo de energia elétrica reativa por residências, a fim de apontar o excedente deste que poderia ser economizado, visando à diminuição da energia solicitada à concessionária de distribuição através das plantas residenciais e uma maior abrangência de clientes sem a alteração dos equipamentos e instalações existentes. 7 4.2 - CONCEITOS BÁSICOS Matematicamente, o fator de potência pode ser definido como sendo a relação entre o componente ativo da potência e o valor total da potência, ou seja: - fator de potência da carga; - componente ativo da potência, em W ou seus múltiplos e submúltiplos; -potência total da carga, em VA ou seus múltiplos e submúltiplos. O fator de potência, sendo a relação entre duas quantidades representadas pela mesma unidade de potência, é um número adimensional, este pode ser também definido como sendo o cosseno do ângulo formado entre a potência ativa e componente total da potência, ou seja: Sendo o ângulo do fator de potência, através dos lados do referido triângulo pode-se escrever a seguinte equação: - potência reativa, em VAR ou seus múltiplos e submúltiplos. Fisicamente, o fator de potência representa o cosseno do ângulo de defasagem entre a onda senoidal da tensão e a onda senoidal da corrente. Quando a onda da corrente esta atrasada em relação à onda de tensão, o fator de potência é dito indutivo. Caso contrário, o fator de potencia é dito capacitivo. Assim, numa carga resistiva alimentada por uma fonte de tensão senoidal de 380V, valor eficaz, e uma corrente senoidal de 56,6A, valor eficaz, registram-se os valores senoidais da tensão e da corrente. A tensão e a corrente estão em fase e . Os valores de pico correspondentes a 380V e 56,6A valem, respectivamente, 537V e 80A. Se a carga é constituída, por exemplo, por um motor de indução de 50 CV, corrente nominal em valor eficaz de 68,8A e 97A de valor de pico, conectado a uma rede elétrica de 380V, valor eficaz, registram-se os valores senoidais da tensão e da corrente e cuja tensão está adiantada da corrente de um ângulo . 8 Porém se a carga é constituída de potência capacitiva, em predominância, por exemplo, 80A capacitivos, valor de pico, ou seja, 56,6A em valor eficaz, e está ligada à mesma rede elétrica anteriormente mencionada, os valores senoidais da tensão e da corrente são registrados de forma que a tensão está em atraso em relação à corrente de um ângulo 4.3 - CAUSAS DO BAIXO FATOR DE POTÊNCIA Para uma instalação industrial podem ser apresentadas as seguintes causas que resultam em um baixo fator de potência. • Motores de indução trabalhando em vazio, durante um longo período de operação; • Motores superdimensionados para as máquinas a eles acopladas; • Transformadores em operação em vazio ou em carga leve; • Grande número de reatores de baixo fator de potência suprindo lâmpadas de descarga (lâmpadas fluorescentes, vapor de mercúrio, vapor de sódio, etc.); • Fornos a arco; • Fornos de indução eletromagnética; • Máquinas de solda a transformador; • Equipamentos eletrônicos; • Grande número de motores de pequena potência em operação, durante um longo período de tempo. 4.4 - LEGISLAÇÃO SOBRE EXCEDENTE DE REATIVO O fator de potência das instalações elétricas deve ser mantido sempre o mais próximo possível de 1,00 (um), conforme determinação do Decreto nº 479, de 20 de março de 1992. A Resolução ANEEL nº 456, de 29 de dezembro de 2000, estabelece um nível máximo para utilização de reativo indutivo ou capacitivo, em função da energia ativa consumida (“kWh”). “Por esse princípio, para cada “kWh” de 9 energia ativa consumida, a concessionária permite a utilização de “0,425 kVArh” de energia reativa, indutiva ou capacitiva, sem acréscimo no custo. 4.5 - FATOR DE POTÊNCIA LIMITE O nível máximo de energia reativa permitido sem cobrança está associado ao fator de potência de referência de 0,92. Valores de fator de potência menores que 0,92, capacitivo ou indutivo, indicam excedente de reativo e esse excedente é passível de faturamento. 4.6 - FATOR DE POTÊNCIA CAPACITIVO Todo excesso de energia reativa é prejudicial ao sistema elétrico, seja o reativo indutivo, consumido pela unidade consumidora, ou o reativo capacitivo, fornecido à rede pelos capacitores dessa unidade. Disso resulta que o controle da energia reativa deve ser tal, que o fator de potência da unidade consumidora permaneça sempre dentro da faixa que se estende do fator de potência 0,92 indutivo até 0,92 capacitivo. Nas instalações com correção do fator de potência através de capacitores, os mesmos devem ser desligados, conforme se desativam as cargas indutivas, de forma a manter uma compensação equilibrada entre reativo indutivo e capacitivo. A concessionária aplicará ao excedente de reativo capacitivo os mesmos critérios de faturamento aplicados ao excedente indutivo. 4.7 - PERÍODOS DE MEDIÇÃO DE ENERGIA REATIVA INDUTIVA E CAPACITIVA A energia reativa capacitiva será medida de 0h às 6h. A medição da energia reativa indutiva será feita no intervalo entre 6h e 24h. Se a energia reativa capacitiva não for medida, a medição da energia reativa indutiva será efetuada durante as 24 horas do dia. 12 5 - METODOLOGIA Primeiramente foram escolhidas cinco residências como amostras, para distingui-las nomeou-se de RESIDÊNCIA 1, RESIDÊNCIA 2, RESIDÊNCIA 3, RESIDÊNCIA 4, RESIDÊNCIA 5 (dados das amostras no Anexo 1), as amostras tem a característica de serem de médio para pequeno porte. Também foram analisados aparelhos eletrodomésticos nomeados de GELADEIRA 1, GELADEIRA 2, FORNO MICROONDAS 1, FORNO MICROONDAS 2 e MICROCOMPUTADOR . O critério de escolha para cada amostra foi o de disponibilidade do integrante do grupo em portar e manusear o equipamento durante o período da medição. O equipamento utilizado para a obtenção dos dados da pesquisa é o Analisador de Qualidade de Energia modelo ST9600R do fabricante Sultech (características do equipamento no anexo 2). Nas cinco Residências utilizadas na pesquisa procedeu-se da seguinte forma para se instalar o equipamento e obter os dados: Localizaram-se os Centros de Medição das RESIDÊNCIAS, detectaram-se os disjuntores principais (chave geral), onde foram instaladas as garras de tensão (garra tipo jacaré) e conectores circulares dos cabos de medição de corrente (TC), em seguida foram conectadas as garras que energizam o equipamento ST9600R, tomando o cuidado de se verificar a tensão das residências, pois o valor máximo suportado pelo aparelho é 254Vca. Após esse passo o display se acendeu e foi necessário notar a polaridade indicada, se os valores estivessem invertidos, seria necessário modificar o posicionamento dos conectores circulares dos cabos de medição de corrente (TC). Programaram-se os TC’s de acordo com a corrente das residências, no caso o parâmetro compatível foi 30A. Depois no próprio aparelho configuraram-se os outros parâmetros, para a pesquisa foram selecionados Corrente (A), Tensão(V), Freqüência (Hz), Fator de Potência, Potência Reativa (kVAr), Potência Ativa (kW), Potência Aparente (kVA), Energia Reativa (kVArh), Energia Ativa (kWh), Energia Aparente (kVAh), o intervalo de tempo parametrizado entre cada registro do equipamento foi de 1 (um) minuto. Feito esses procedimentos, o aparelho ficou pronto para operar e então em seu menu selecionou-se a Ativação dos Registros, assim começando a gravar na memória do equipamento os dados necessários para realizar a pesquisa. 13 Após o período de medição, foi feito a Desativação dos Registros, finalizando o processo de captação de dados. Em seguida procedeu-se a retirada do ST9600R da chave geral das RESIDÊNCIAS. A partir dos dados coletados do aparelho, e utilizando-se como parâmetro as legislações vigentes no setor, como Resolução 456/2000 da ANEEL e NBR-5410 ABNT, foram analisados os valores de Corrente (A), Tensão (V), Energia Ativa (kWh), Energia Reativa (kVArh), Energia Aparente (kVAh), Freqüência (Hz), para verificar os perfis de consumo e principalmente os valores consumidos de energia reativa das amostras. A primeira ferramenta utilizada para efetuar as análises foi o software do equipamento ST9600R chamado de ST9000W (mais informações no anexo 3), através do mesmo verificou-se cada item relacionado à pesquisa, através de relatórios e gráficos. Por motivos de maior conhecimento do grupo, utilizou-se a ferramenta EXCEL 2007 da Microsoft, para gerar tabelas e gráficos incluídos nesta pesquisa e para auxiliar em detalhes do estudo. Com os dados de cada RESIDÊNCIA devidamente separados e tomando como base os valores de referência descritos na Resolução 456/2000 da ANEEL, que são de Fator de Potência igual ou acima de 0,92 ou 0,425kVAr para cada 1kW solicitado ao sistema, foram efetuadas análises comparativas entre os valores estabelecidos pela ANEEL e os resultados obtidos no estudo (demonstrado no Anexo 4). 14 6 – RESULTADOS OBTIDOS 6.1 - RESIDÊNCIA 1 Gráfico 1: Consumo de Energia na Residência 1 Gráfico 2: Demanda na Residência 1 Analisando os dados obtidos na residência 1, notamos um alto consumo de energia, visto que o processo de medição ocorreu durante dois dias. Os valores de demanda coletados foram expressos em momentos diferentes, não necessariamente o pico de demanda ativo justificaria uma elevação da demanda reativa. 17 6.4 – RESIDÊNCIA 4 Gráfico 7: Consumo de Energia na Residência 4 Gráfico 8: Demanda na Residência 4 Encontramos baixos valores de consumo e demanda na análise da residência 4, porém a solicitação de energia ativa e reativa mantiveram valores próximos aos esperados devido a perfil de carga da casa. 18 6.5 – RESIDÊNCIA 5 Gráfico 9: Consumo de Energia na Residência 5 Gráfico 10: Demanda na Residência 5 As características de uso dos aparelhos domésticos observados na medição da residência 5, implicam em um baixo valor de consumo e demanda de energia conforme mencionado nos gráficos acima. 19 6.6 – RESULTADOS DE APARELHOS ELETRODOMÉSTICOS Foram efetuadas medições em alguns equipamentos, com intuito de verificar os seus comportamentos e a sua eficiência. Os dados obtidos estão expressos nos gráficos a seguir: 6.6.1 – GELADEIRA 1 Gráfico 11: Consumo de Energia na GELADEIRA 1 Gráfico 12: Demanda na GELADEIRA 1 O consumo e a demanda estão apresentados nas unidades de W e Var, pois a medição foi realizada de forma individual e os resultados coletados não poderiam indicar altos valores, devido à potência do equipamento. Nota-se que temos um prevalecimento da energia ativa quando comparada a energia reativa. 22 6.6.4 – FORNO MICROONDAS 2 Gráfico 17: Consumo de Energia no FORNO MICROONDAS 2 Gráfico 18: Demanda no FORNO MICROONDAS 2 No forno MICROONDAS 2, o consumo de energia ativa indicou valores aproximadamente três vezes maior que o consumo de reativa e manteve uma demanda ativa praticamente o dobro da reativa. 23 6.6.5 – MICROCOMPUTADOR Gráfico 19: Consumo de Energia no MICROCOMPUTADOR Gráfico 20: Demanda no MICROCOMPUTADOR Durante a medição o MICROCOMPUTADOR consumiu uma energia reativa equivalente a 75% (setenta e cinco por cento) da ativa registrada e apresentou índices de demanda com uma predominância ativa. 24 7 - ANÁLISES DOS RESULTADOS Como parâmetro de avaliação para o excedente de energia reativa das instalações, utilizou-se o estabelecido na Resolução 456/2000 da ANEEL, onde se apresenta o valor máximo permitido de 42,5% do consumo de Energia Reativa para o consumo de Energia Ativa. O índice mencionado acima provém do artigo 64, que determina um fator de potência mínimo de 0,92 para todas as unidades consumidoras, como exemplificado no cálculo abaixo: = = 0,92 Logo, nota-se que seguindo a legislação vigente, é de direito de todo consumidor utilizar para cada 1000W, o total de 425VAr de energia reativa. 27 7.3 - ANÁLISE DA RESIDÊNCIA 3 Nesta casa, o consumo de energia foi muito expressivo, de acordo com as características da residência, expressas no anexo 1. De acordo com os cálculos de excedente de energia reativa, esta unidade consumidora foi a que apresentou os valores mais próximos do estabelecido pela ANEEL, mas ainda tivemos um excesso de aproximadamente 10%. Segue o gráfico da análise: Gráfico 23: Consumo de Reativo Percentual na RESIDÊNCIA 3 Como pode ser verificado no anexo 10.4.4.1, o limite máximo de consumo para a instalação estudada é de 10,36kVArh, quando obtivemos na realidade 12,41kVArh, resultante do cálculo baseado em um consumo de energia ativa de 23,75kWh. 28 7.4 - ANÁLISE DA RESIDÊNCIA 4 A RESIDÊNCIA 4 apresentou baixos valores de consumo de energia, apesar disto, os resultados continuaram apontando um excedente de energia reativa. As referências podem ser vistas no seguinte gráfico: Gráfico 24: Consumo de Reativo Percentual na RESIDÊNCIA 4 O valor de energia ativa medido foi de 3,17kWh, o que permitiria um consumo de aproximadamente 1,33kVArh, entretanto o resultado obtido foi 2,27kVAr, representando quase 30% acima da tolerância. Estes dados são apresentados no anexo 10.4.5.1. 29 7.5 - ANÁLISE DA RESIDÊNCIA 5 Segundo o gráfico a seguir, notamos que a RESIDÊNCIA 5 apresentou o mesmo consumo de energia da RESIDÊNCIA 4: Gráfico 25: Consumo de Reativo Percentual na RESIDÊNCIA 5 Como características em comum, além do tempo de medição, o número de moradores presentes na residência. O valor de consumo de energia reativa permitida também pode ser considerada 1,33kVArh, visto que o consumo de ativo se mostrou 3,17kWh, conforme descrito no anexo 10.4.6.1. 32 Gráfico 28: Consumo de Reativo Percentual no FORNO MICROONDAS 1 Gráfico 29: Consumo de Reativo Percentual no FORNO MICROONDAS 2 Observa-se que os dois equipamentos se mantêm dentro do consumo reativo determinado pela Resolução 456/2000, indicando alta eficiência energética na utilização. Nesta segunda comparação entre aparelhos eletrodomésticos também se expôs um aparelho certificado pelo Procel, o forno microondas 1, e um segundo sem certificação, o forno microondas 2, porém analisa-se que os aparelhos já devem 33 incluir um circuito de correção deste índice, visto que seu princípio de funcionamento é indutivo. 7.6.3 – MICROCOMPUTADOR Com o intuito de estabelecer parâmetros para avaliação de um aparelho eletrodoméstico que apresente como característica um fonte chaveada, a medição do microcomputador foi efetuada e o valor de consumo reativo se mostrou expressivo quanto ao ativo medido, conforme exemplificado a seguir: Gráfico 30: Consumo de Reativo Percentual no Microcomputador Nota-se um valor percentual de consumo reativo expressivo, ultrapassando os 42,5% (quarenta e dois e meio por cento) do permitido, resultando em consumo ineficiente do microcomputador. 34 7.7 – ANÁLISE DO FATOR DE POTÊNCIA Abaixo está o gráfico com uma amostra dos valores de fator de potência obtidos durante as medições: Gráfico 31: Fator de Potência das Residências Analisando o gráfico não é possível estabelecer um valor médio para este índice, então o mesmo foi calculado através dos consumos finais de cada planta, como pode ser observado adiante no tópico 7.8.1. Notamos através deste que de acordo com o consumo de energia ativa pode-se projetar o consumo de energia reativa para a instalação, que atenda o imposto pela Resolução 456/2000 da ANEEL e que está apresentado na Análise de Resultados Individual de cada unidade consumidora. Vale salientar que a proporção foi obtida conforme o consumo de energia ativa medida. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 FA TO R D E PO TÊ N CI A MINUTOS ANÁLISE DO FATOR DE POTÊNCIA RESIDÊNCIA 1 RESIDÊNCIA 2 RESIDÊNCIA 3 RESIDÊNCIA 4 RESIDÊNCIA 5 37 8 – CONCLUSÃO Concluímos através dos resultados obtidos nas medições com o analisador de qualidade de energia e utilizando os conceitos obtidos durante o curso, que o consumo de energia reativa nas residências apresentou valores expressivos e acima do regulamentado. Em todas as amostras houve uma excedência do valor estabelecido pela Resolução 456/2000 da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica). Nota-se através dos cálculos realizados na pesquisa e análises contidas na mesma que essa energia excedente pode representar um acréscimo significante no caso de uma correção, ao sistema de distribuição, através da melhor utilização da potência aparente nas instalações, assim aumentando a disponibilidade e oferta, sem um grande investimento em novos equipamentos. Reforçando ainda, alguns aparelhos eletrodomésticos instalados nas unidades consumidoras estudadas apresentaram baixa eficiência energética quanto ao consumo de energia reativa. 38 9 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] MANUAL DE EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS – Mamede Filho, João – LTC – 2005; [2] CIRCUITOS ELÉTRICOS – A. Edminister, Joseph – McGraw Hill do Brasil – 1971; [3] RESOLUÇÃO 456/2000 – ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) – 2000. [4] MANUAL DO CLIENTE HORO-SAZONAL – ESCELSA – 2002. [5] NBR-5410 – ABNT – 2004. 39 10 – ANEXOS 10.1 - ANEXO 1 – DADOS DAS AMOSTRAS 10.1.1 - RESIDÊNCIA 1 BAIRRO: ARUJAMÉRICA CIDADE: ARUJÁ - SP QUANTIDADE DE MORADORES: 4 CARGA INSTALADA (W): 38360 Levantamento de Carga Equipamentos Potência(W) Quantidade Total(W) Lâmpadas Incandescentes 100 5 500 Lâmpadas fluorescentes 40 24 960 Lâmpadas PL 20 25 500 Chuveiro 5400 4 21600 Geladeira 400 1 400 Forno Elétrico 1500 1 1500 Forno Microondas 1000 2 2000 Freezer 400 1 400 Aparelho de Som 100 1 100 Secador de Cabelo 1500 5 7500 Prancha para Cabelo 80 5 400 Computador 500 1 500 Liquidificador 600 1 600 Lavadora de Roupa 200 1 200 Secadora de Roupa 1100 1 1100 Tanquinho 100 1 100 Total 38360 42 10.1.4 - RESIDÊNCIA 4 BAIRRO: MORRO GRANDE CIDADE: SÃO PAULO QUANTIDADE DE MORADORES: 4 CARGA INSTALADA (W): 19980 Levantamento de Carga Equipamentos Potência(W) Quantidade Total(W) Lâmpadas Incandescentes 100 8 800 Lâmpadas fluorescentes 40 4 160 Lâmpadas PL 20 12 240 Chuveiro 5400 2 10800 Geladeira 400 1 400 Forno Elétrico 1500 1 1500 Forno Microondas 1000 1 1000 Freezer 400 1 400 Aparelho de Som 100 1 100 Secador de Cabelo 1500 1 1500 Prancha para Cabelo 80 1 80 Computador 500 2 1000 Liquidificador 600 1 600 Lavadora de Roupa 200 1 200 Secadora de Roupa 1100 1 1100 Tanquinho 100 1 100 Total 19980 43 10.1.5 - RESIDÊNCIA 5 BAIRRO: CENTRO CIDADE: MOGI DAS CRUZES QUANTIDADE DE MORADORES: 3 CARGA INSTALADA (W): 13980 Levantamento de Carga Equipamentos Potência(W) Quantidade Total(W) Lâmpadas Incandescentes 100 0 0 Lâmpadas fluorescentes 40 20 800 Lâmpadas PL 20 15 300 Chuveiro 5400 1 5400 Geladeira 400 1 400 Forno Elétrico 1500 1 1500 Forno Microondas 1000 1 1000 Freezer 400 1 400 Aparelho de Som 100 1 100 Secador de Cabelo 1500 1 1500 Prancha para Cabelo 80 1 80 Computador 500 1 500 Liquidificador 600 1 600 Lavadora de Roupa 200 1 200 Secadora de Roupa 1100 1 1100 Tanquinho 100 1 100 Total 13980 44 10.2 - ANEXO 2 – DADOS DO EQUIPAMENTO ST9600R 10.2.1 - CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Tensão de Medição (considerada entre fase e neutro)............................80 a 600Vac Tensão de Alimentação .............................................................................90 a 285Vac Consumo............................................................................................................ < 5 VA Medição de corrente............................................. Ponteiras de 20/200 A ou 1000A # Freqüência........................................................................................................50/60Hz Período de Amostragem...................................................... 1 segundo até 60 minutos Peso......................................................................................................................0,8 kg Dimensões........................................................................................240x125x40 mm Temperatura/Umidade de operação.............................. 0º a 50º C / 10 a 95% UR não condensado Entradas: Corrente: XXX/5A (1A opcional). Tensão: 0 a 600 Vac Precisão ST96000R: V : < 0.5 % I : < 1.0 % PW : < 1.0 % PVAR : < 2.0 % Precisão das Ponteiras: ST9001G (200A/20A) = 4A/1A ST9002R (1000A) =30A Faixa de Medição: T : > 30 % Vn I : > 5.0 % In Programação: Via Painel (Teclas de Ajustes) Interface Serial Comunicação Serial: Interface RS 232 Taxa de Transferência dos registros: 600 registros / minuto Tempo estimado na coleta de toda a memória: 50 minutos Distância máxima: 20 metros (para serial RS 232). Registros: Fator de Potência (por fase); Corrente (por fase); Tensão (por fase); Freqüência; 10.2.3 - MENU DO IHM NO ST9600R o 47 10.2.4 - PROCEDIMENTOS DE PROGRAMAÇÃO Da tela inicial pressione 8 « entrando no Menu Principal. Utilizando as teclasDJe BD. posicione o cursor do mostrador sobre o menu Programa Geral. presets sal Pressione a tecla. Valor TP: 001 Set Point: 0,95 Utilize as teclas EB « ED ,até selecionar com o cursor o parâmetro | Tipo Ligacao: D Idioma: Port. desejado. Pressione a tecl a É) selecionando-o. Teclando Bel ajuste o valor Modo Funcio.: 1 Integracao: 15 do parâmetro e pressione a tecla a para confirmar oua tecla para desistir | ALFp a are daalteração. ER e f Med. Eletricas ALTen. B: OFF% * STS600R (ativo) Ens ALGor. À: OFF obscena E] IogamaGmi) E) AghC Grá 17 4 É Registro I.Pont 18h O 10:55:00 Comandos F.Ponta: 21h Operando o ST9600R - realizar medição de registrosem campo: 1) Conecte a entrada de tensão indicada no ST9600R ao conectorcircular do cabo de me ição de tensão (9), cuidandoa polaridade dos cabos 2) Conecte a entrada de mediçad de corrente indicada no ST9600R O ao conector circular do cabo de medição de corrente (D eligue-oas ponteiras de corrente a serem utilizadas 3) Conecte as garras de medição de tensão (D ao barramento a ser monitorado, levando em conta a polaridade dos cabos: Cabo Verde-fase R, Cabo Amarelo-fase S, Cabo Branco-fase T e Cabo Azul- Neutro. 4) Coloque as ponteiras de corrente O) ao barramento a sermonitorado, mantendo a mesma ordem indicada para as garras de medição de tensão, isto é, Cabo Verde-fase R, Cabo Amarelo- fase S, Cabo Branco-fase T. ou conforme indicado na ponteira. 5) Conecte a alimentaçãode tensão indicada no ST9600R (D ao conector circular do cabo BD (tipo garra) ouaoconectorcircular docabo O (tomada comum), conforme dispo idade de alimentação OBS: a tensão de alimentação nunca poderá exceder aos 254VCA, 6) Programe a Ponteira de Corrente utilizada, o tipo de conexão (D ou E) co Tempo entre Registros pelo el do ST9600R ou pelainterface serial 7) Verifique seas ponteiras de corrente não estãoinvertidas, através das mensagens do painel do ST9600R 8) Libere os registrosno menude programação, fazendoa opção Registrariguala “ATIVO"(SIM), Operando o ST9600R - encerrar o registro em campo: 1) Encerre os registros nomenu de programação, fazendo a opção Registrariguala “INATIVO"(NÃO). 2) Retire as garras de medição de tensão, ponteiras de corrente da instalação e alimentação. 49 10.3 - ANEXO 3 – INFORMAÇÕES SOBRE O SOFTWARE ST9000W 52 10.4 - ANEXO 4 – CÁLCULOS DEMONSTRATIVOS DA PESQUISA 10.4.1 - DEMONSTRAÇÃO Segundo dados do MANUAL DO CLIENTE HORO-SAZONAL elaborado pela Escelsa (Enersul) pertencente ao grupo EP (Energia de Portugal) baseados na resolução 456 da ANEEL, para cada KWh consumido é permitido que se consuma 0,425 kVArh, sendo assim, para cada 1000 Wh é permitido o consumo de 425 VAr obtendo o fator de potência de 0,92, conforme demonstrado abaixo: = = 0,92 Baseado nesses cálculos pode - se demonstrar o comportamento do consumo de reativo obtido nas medições de cada instalação. 53 10.4.2 - RESIDÊNCIA 1 34,19 = = 0,81 8,2156 10.4.2.1 - CONSUMO REATIVO PERMITIDO 10.4.2.2 - COMPROVAÇÃO DO FP 27,57 – 1 12,01 – x X= =0,4356 Permitido = 0,425 54 10.4.3 - RESIDÊNCIA 2 5,57 = = 0,62 10.4.3.1 - CONSUMO REATIVO PERMITIDO 10.4.3.2 - COMPROVAÇÃO DO FP 3,45 – 1 1,48 – x X= =0,4289 Permitido = 0,425 57 10.4.6 - RESIDÊNCIA 5 3,90 = = 0,81 0,9446 10.4.6.1 - CONSUMO REATIVO PERMITIDO 1,33 10.4.6.2 - COMPROVAÇÃO DO FP 3,17 – 1 1,33 – x X= =0,4195 Permitido = 0,425 58 10.5 – CARACTERÍSTICAS DOS EQUIPAMENTOS 10.5.1 – GELADEIRA 1 Dados Técnicos Dimensões sem embalagem (L x A x P) mm: 670 x 1760 x 760 Dimensões com embalagem (L x A x P) mm: 710 x 1800 x 830 Peso sem embalagem (Kg): 86 Peso com embalagem (Kg): 91 Volume do refrigerador (L): 284 Volume do freezer (L): 96 Volume total (L): 380 Tensão Nominal (V): 127 Frequência (Hz): 60 Classe de Eficiência Energética: A Tipo de degelo: Frost Free CFC Free - ecologicamente correto: Sim Garantia: 1 Ano Espaço livre nas laterais (mm): 50 Espaço livre nos fundos (mm): 100 Consumo (Kwhmês): 49 59 10.5.2 - GELADEIRA 2 Dados Técnicos • Compartimento congelamento rápido: área reservada do freezer para congelamento rápido dos alimentos. • Compartimento extra frio: compartimento diferenciado transparente, possibilitando a visualização dos itens. • Controle independente de temperatura no freezer: permite o ajuste de acordo com a quantidade de alimentos estocados. • Gaveta de legumes: a gaveta de legumes mantém a temperatura e a umidade mais adequadas para o armazenamento de frutas e hortaliças, preservando suas características naturais por mais tempo. • Lâmpada no refrigerador: facilita a visualização de alimentos. • Portalatas retrátil: são dois portalatas retráteis com capacidade total para armazenar 6 latas de bebidas. • Prateleira para garrafas: com apoio para evitar que tombem, rápida, prática e segura. • Prateleiras de vidro temperado: removíveis e transparentes, facilitam a organização dos alimentos, assim como a visualização e a limpeza. • Recipiente para armazenar gelo: mais praticidade e comodidade para você. • Separador de garrafas: na prateleira inferior da porta do refrigerador. • Sistema Frost Free Wind Flow: com sistema de múltiplas saídas de ar proporcionando temperatura mais homogênea, não precisa descongelar nunca.