+ All Categories
Home > Documents > INGRESOS POR RECUPERACION DE ENERGIA … · Electricidad de Caracas, ... comparados con Dlas normas...

INGRESOS POR RECUPERACION DE ENERGIA … · Electricidad de Caracas, ... comparados con Dlas normas...

Date post: 09-Oct-2018
Category:
Upload: phungkhanh
View: 217 times
Download: 0 times
Share this document with a friend
12
1 RESUMEN. A raíz del plan de Recuperación de Energía propuesto por la empresa, el Laboratorio de Luminotecnia se abocó a la búsqueda de herramientas y Estrategias en la recuperación de energía en los sistemas de alumbrado público de la C.A La Electricidad de Caracas, las cuales fueron enfocadas en los siguientes temarios para su investigación: 1.- Pérdidas reales de los balastos y lámparas utilizadas en el sistema de alumbrado público basado en las Normativa ANSI – C.82.5-1990. 2.- Comportamiento real de las lámparas de vapor de sodio con respecto a su vida útil, basado en las curvas características dada en las normativas IEC-662 y ANSI C.78 3.- Comportamiento eléctrico y fotométricos de las fotocélulas y lámparas incandescentes. 4.- Verificación de los condensadores utilizados en los equipos auxiliares de las luminarias actuales para el mejoramiento del factor de potencia. 5.- Pérdidas reales de los conductores de alimentación de Alumbrado Público por efecto Joule 6.- Mediciones Eléctricas en los sistemas de Alumbrado Público para la validación de los resultados medidos con lo facturados. DATOS DEL AUTOR RESPONSABLE Nombre: Miguel Ereú Cargo: Gerente Especialista del Laboratotrio de Luminotecnia de la EDC/AES - Venezuela Dirección: Calle S. Rosa/ Av. Andrés Bello entre Av. Libertador - Caracas Teléfono: 58 – 212-5974231/4232/ 4986 Fax: 58-212-5974007 /4163 E-Mail: [email protected] , [email protected] PALABRAS-CLAVE: Balasto, Lámparas, condensadores, fotocélulas, pérdidas técnicas, pérdidas no técnicas, vida útil de la lámpara, ingresos por facturación, costo de inversión despreciable. COMISIÓN DE INTEGRACIÓN ENERGÉTICA REGIONAL COMITÉ NACIONAL VENEOLANO V CIERTEC - SEMINARIO INTERNACIONAL SOBRE GESTIÓN DE PÉRDIDAS, EFICIENCIA ENERGÉTICA Y PROTECCIÓN DE LOS INGRESOS EN EL SECTOR ELÉCTRICO Área de Distribución y Comercialización Identificación del Trabajo: VE-102 Maceió, Brasil, Agosto de 2005 INGRESOS POR RECUPERACION DE ENERGIA UTILIZANDO HERRAMIENTAS Y ESTRATEGIAS APLICADAS EN LOS SISTEMAS DE ALUMBRADO PUBLICO DE LA C.A LA ELECTRICIDAD DE CARACAS, AES – VENEZUELA - LABORATORIO DE LUMINOTECNIA Tema 1.2: Pérdidas No Técnicas Autores: ING. MIGUEL GERARDO EREU MEDINA, ING. JOSE OMAR MANTILLA Empresa o Entidad: ELECTRICIDAD DE CARACAS , EMPRESAS AES – CARACAS, VENEZUELA
Transcript

1

RESUMEN. A raíz del plan de Recuperación de Energía propuesto por la empresa, el Laboratorio de Luminotecnia se abocó a la búsqueda de herramientas y Estrategias en la recuperación de energía en los sistemas de alumbrado público de la C.A La Electricidad de Caracas, las cuales fueron enfocadas en los siguientes temarios para su investigación: 1.- Pérdidas reales de los balastos y lámparas utilizadas en el sistema de alumbrado público basado en las Normativa ANSI – C.82.5-1990. 2.- Comportamiento real de las lámparas de vapor de sodio con respecto a su vida

útil, basado en las curvas características dada en las normativas IEC-662 y ANSI C.78 3.- Comportamiento eléctrico y fotométricos de las fotocélulas y lámparas incandescentes. 4.- Verificación de los condensadores utilizados en los equipos auxiliares de las luminarias actuales para el mejoramiento del factor de potencia. 5.- Pérdidas reales de los conductores de alimentación de Alumbrado Público por efecto Joule 6.- Mediciones Eléctricas en los sistemas de Alumbrado Público para la validación de los resultados medidos con lo facturados.

DATOS DEL AUTOR RESPONSABLE Nombre: Miguel Ereú Cargo: Gerente Especialista del Laboratotrio de Luminotecnia de la EDC/AES - Venezuela Dirección: Calle S. Rosa/ Av. Andrés Bello entre Av. Libertador - Caracas Teléfono: 58 – 212-5974231/4232/ 4986 Fax: 58-212-5974007 /4163 E-Mail: [email protected], [email protected]

PALABRAS-CLAVE: Balasto, Lámparas, condensadores, fotocélulas, pérdidas técnicas, pérdidas no técnicas, vida útil de la lámpara, ingresos por facturación, costo de inversión despreciable.

COMISIÓN DE INTEGRACIÓN ENERGÉTICA REGIONAL COMITÉ NACIONAL VENEOLANO

V CIERTEC - SEMINARIO INTERNACIONAL SOBRE GESTIÓN DE PÉRDIDAS, EFICIENCIA ENERGÉTICA Y PROTECCIÓN DE LOS INGRESOS EN EL SECTOR

ELÉCTRICO Área de Distribución y Comercialización Identificación del Trabajo: VE-102 Maceió, Brasil, Agosto de 2005

INGRESOS POR RECUPERACION DE ENERGIA UTILIZANDO HERRAMIENTAS Y ESTRATEGIAS APLICADAS EN LOS SISTEMAS DE ALUMBRADO PUBLICO DE LA C.A LA ELECTRICIDAD DE

CARACAS, AES – VENEZUELA - LABORATORIO DE LUMINOTECNIA Tema 1.2: Pérdidas No Técnicas

Autores: ING. MIGUEL GERARDO EREU MEDINA, ING. JOSE OMAR MANTILLA Empresa o Entidad: ELECTRICIDAD DE CARACAS , EMPRESAS AES – CARACAS, VENEZUELA

2

I. INTRODUCCIÓN

El laboratorio de luminotecnia a raíz del plan de recuperación de energía de la empresa, inició un plan de recuperación de energía en los sistemas de alumbrado público de toda la C.A LA Electricidad de Caracas y sus filiales la cual consistió en evaluar técnicamente los parámetros eléctricos de los componentes auxiliares de las luminarias , lámparas y conductores, basado en normativas internacionales como la ANSI C.82.5-1990, ANSI C.78, IEC-662. Para esto se utilizaron los equipos calibrados y certificados del laboratorio tales como el analizador de potencia, lámparas y balastos patrones, mesones de pruebas eléctricas y el cilindro metálico . Cabe destacar que los valores medidos en potencia (W) fueron comparados con las normas las cuales coincidieron , no así la potencia facturada por la empresa en su sistema SAP/R3. Esto originó una actualización del sistema para así tomar en cuenta las pérdidas reales de los balastos , las pérdidas originada con respecto a su vida útil de las lámparas de vapor de sodio y las pérdidas por efecto joule de los alimentadores. Además, de analizar el factor de potencia originadas por las luminarias en nuestro sistema. En el estudio realizado por el Laboratorio de Luminotecnia al Sistema de Alumbrado Público (Lámpara, balasto, conductor, condensador, fotocélula) del área servida de toda la empresa (EDC-Filiales) se detectó que la energía consumida era mayor que la energía actual facturada.

II OBJETIVO El presente estudio tiene como finalidad determinar las pérdidas técnicas y no técnicas presente en los sistemas de alumbrado público de la C.A La

Electricidad de Caracas, como estrategia para recuperar energía.

III CONTENIDO El estudio a realizar se enfoco en los siguientes tópicos:

A) Pérdidas reales de los balastos y lámparas en el sistema de alumbrado público (Norma ANSI C.82.5)

B) Comportamiento real de las lámparas de vapor de sodio con respecto a su tiempo de vida útil (Curvas características IEC-662, ANSI C.78.1350 al 1356)

C) Pérdidas reales de los conductores de alimentación del alumbrado público (I2*R)

D) Verificación de los condensadores utilizados en los equipos auxiliares de las luminarias actuales(mejoramiento del factor de potencia).

E) Plan piloto de mediciones eléctricas en los sistemas de alumbrado público para validación (Medidor Vs Facturación).

IV TIPOS DE FUENTES DE LUZ UTILIZADAS EN LOS SISTEMAS DE ALUMBRADO PUBLICO Las lámparas utilizadas en los sistemas de alumbrado público de la zona servida de la Electricidad de Caracas y sus filiales son las de Incandescentes y las de descarga de alta intensidad (H.I.D) que son las de vapor de mercurio, vapor de sodio y metal halide.

- Incandescentes - Luz Mixtas - Vapor de mercurio - Vapor de sodio alta presión - Metal halide

3

Las lámparas incandescentes como las de luz mixta se conectan directamente de la red, en cambio las de descarga llamadas HID contienen los componentes auxiliares para su buen funcionamiento. Los componentes del circuito sería el balasto que su función es limitar la corriente de arranque de la lámpara, el arrancador que su función es la de entregar el pico de voltaje necesario (2,5 Kv – 5 Kv) para el encendido de las lámparas, y por último el condensador que va conectado paralelo a la red para el mejoramiento del factor de potencia del circuito . Cabe destacar que los valores de los parámetros eléctricos están fijado bajo una normativa para evaluar su eficiencia. En el laboratorio se utiliza la metodología para las pruebas Eléctricas de control de calidad la cual se determina a través de los equipos de mediciones eléctricas sus valores tales como:

- Potencia entrada (W) - Potencia de la lámpara(W) - Pérdida de los balastos (W) - Voltaje de la lámpara - Corriente de entrada del sistema - Corriente de la lámpara - Curva característica del balasto - Factor de potencia

Figura 1. Circuitos de conexión de las diferentes

Lámparas (Incandescentes, Luz Mixta, Mercurio, Metal Halide, Vapor de Sodio, ).

V

I Lámpara Incandescente

V

I Lámpara de Luz Mixta

Balasto

Condensador

V(re

V(lamp.)

CV(red)

C: Condensador B: Balasto A: Arrancador

C: Condensador B: Balasto A: Arrancador

Lámpara de Sodio Alta presión

C

Sodio:138.137 Mercurio: 2.115 MH: 503 Incand.:23.330

4

Figura 2 – Lámparas instaladas en la red de Alumbrado Público de la EDC V CÁLCULO Y METODOLOGÍA UTILIZADA EN LA FACTURACIÓN DEL ALUMBRADO PÚBLICO. 1. Potencia facturada: La energía que se estaba facturando por lámpara venía dada mediante la siguiente ecuación:

Pact (w) = PL+ Pb (1) Donde: Pact: Potencia actual facturada en Watt PL: Potencia nominal de la lámpara en Watt Pb: Pérdida del balasto en Watt (10%xPL) Para este caso se consideraba la pérdida del balasto (Pb) como un valor teórico que representaba el 10 % de la potencia nominal de la lámpara. 2.- Potencia real a facturar: La energía real a facturar por lámparas viene expresada por la siguiente ecuación:

Prf (w) = PL + Pb + PLc+ Pc (2) Donde: Prf: Potencia real a facturar en Watt PL: Potencia nominal de la lámpara en Watt PLc: Pérdida promedio por envejecimiento de la lámpara en watt (Norma IEC-662 – ANSI C.78) – Método artificial-Caso especial para lámparas de vapor de sodio. Pb: Pérdida promedio del balasto en Watt (Bajo norma ANSI C.82) Pc: Pérdidas técnicas del conductor en Watt (efecto joule – I2xR) VI PERDIDAS REALES DE LOS BALASTOS. Existen ciertas especificaciones establecidas en la normativa

correspondiente a diseños de balastos. Entre ellas se encuentran las pérdidas mínimas y máximas presentes en éstos equipos, producidas por Efecto Joule en el núcleo de los balastos. Estas pérdidas deben considerarse al momento de realizar la facturación, tomando en cuenta los datos según se muestran la siguiente tabla 1 (Norma ANSI C82.5). Se realizarón pruebas en el laboratorio de luminotecnia para la validación del cumplimiento de los parámetros eléctricos de los diferentes tipos de balastos utilizados en la red de Alumbrado Público de la empresa, obteniendose como resultado que estos equipos cumplen con la normativa establecida.

5

Tabla 1-Pérdidas de los balasto Norma

ANSI C.82.5

VII. COMPORTAMIENTO REAL DE LAS LAMPARAS DE VAPOR DE SODIO CON RESPECTO A SU VIDA UTIL (IEC 662 – ANSI C.78) Se ha determinado experimentalmente que el voltaje de operación de las lámparas de vapor de sodio aumenta en 1,5 V por cada 1000 horas de funcionamiento. En la gráfica de la figura 3 puede observarse la curva de funcionamiento de una lámpara de vapor de sodio de 250W/100V dada por la norma IEC-662, la cual describe su comportamiento a lo largo de su vida útil. Además, utilizando el método de envejecimientos de lámparas descrita en la dicha norma se muestra como ejemplo la curva registrada en el laboratorio lo que valida el comportamiento real de la lámpara(Figura 4). Se conoce por datos estadísticos de mantenimiento y validado por pruebas en el laboratorio que la vida útil promedio real es de aproximadamente entre 3,5 y 4 años para un flujo luminoso de un 80 %.

Figura 3. Comportamiento de las lámparas de vapor de sodio – Normas IEC-662

Figura 4. Comportamiento de las lámparas de vapor de sodio – Normas IEC-662 – Curva medida en el laboratorio para su validación aplicando el método artificial (Cilindro metálico). Para determinar la potencia promedio (PLc) dejada de facturar fue necesario realizar una correlación entre la tensión de operación y el tiempo en horas de la vida útil de la lámpara de vapor de sodio, basado en el dato experimental del incremento de tensión de 1,5 voltio por cada 1000 horas de funcionamiento. A través de las mediciones realizadas en el laboratorio se determinaron las diferentes potencias puntuales bajo la curva a medida que se realizaba el envejecimiento de la

POTENC I A

CURVA CARACTERISTICA 250W/208V

200

220

240

260

280

300

320

340

95 2595 5095 7595 10095 12595 15095 17595

TIEMPO (Hrs)

Potencia Nominal Potencia de lampara Pot. entrada

POTENCIA FACTURADA: Pact(w) = (PL + Pb) = 270 W POTENCIA REAL: Prf(w) = (PL +Pb) + PLc = 303.24 W (No incluye el conductor)

PLc(w) = 12,2 (Promedio)

Pérdida Mínima

Pérdida Promedio

Pérdida Máxima

120 100 13,6 14,6 15,5120 150 21,5 23,1 24,6208 150 22 23,6 25,1

208/240 250 37,2 39,9 42,5208/240 400 56,7 60,8 64,8208/240 80 9,4 9,7 9,94208/240 175 16,4 17,6 18,7208/240 250 22,4 24,0 25,6208/240 400 35,8 38,4 40,9208/240 100 13,36 13,4 13,43208/240 150 22 23,6 25,1208/240 250 25,1 26,9 28,7208/240 400 33,3 35,7 38208/240 1500 135,9 145,6 155,3

Pérdidas Real del Balasto- Norma ANSI C-82.5 (W)

Vapor de Sodio

Vapor de Mercurio

Metal- Halite

Potencia (W)

Tipo de Fuente de

Luz

Nivel de Tensión

(V)

6

lámpara hasta el valor de extinción de arco (apagado). Y de aquí se determinó la potencia promedio (PLc) para las diferentes potencias de las lámparas de vapor de sodio como se muestra en la tabla 2. Tabla 2 – Potencia promedio (PLc) de las lámparas de H.I.D.

Cabe destacar que solo este comportamiento es reflejado en las lámparas de vapor de sodio, como se muestra en la tabla 2, por su naturaleza. VIII PERDIDAS REALES DE LOS CONDUCTORES DE ALIMENTACION En toda instalación eléctrica existen las pérdidas técnica por efecto joule de los conductores que alimentan a un sistema ( I2xR ), tal es el caso de los circuitos de alumbrado público de la empresa. Para el caso de los sistemas de alumbrado público la carga es muy distribuida ya que la separación entre poste son todas iguales a lo largo del tramo instalado. La longitud total de un circuito eléctrico para alumbrado público esta por el orden de los 600 metros lo que implica que su carga total en KVA estaría en la mitad del tramo (300 m). Con esto podemos calcular aproximadamente la resistencia en Ohmio del conductor para luego determinar la pérdida real del conductor cuando pasa la corriente nominal de la luminaria.

Tabla 3 – Pérdidas promedio de los conductores por tipo de luminaria para lámparas de H.I.D.

IX VERIFICACION DE LOS CONDENSADORES UTILIZADOS EN LOS EQUIPOS AUXILIARES DE LAS LUMINARIAS ACTUALES.

La función principal de un condensador es aumentar el factor de potencia del circuito, a un valor que como mínimo debe ser 0,85. Experimentalmente se comprobó que muchas de las luminarias de alumbrado público contienen condensadores con capacitancias inadecuadas que no llevan el factor de potencia a éste valor, lo que causa un aumento considerable en la corriente y potencia de la red de alimentación (valores de línea o de entrada). La siguiente tabla 4 muestra un ejemplo de mediciones realizadas en luminarias de 150W, 250W y 400W de sodio. En las mediciones realizadas en el laboratorio se detectaron que las luminarias 150W en 120V y 208 V contenían en su totalidad un factor de potencia por debajo del valor establecido por la empresa(> 0.85), la cual fue corregida por el valor de capacitancia adecuado. Esto permitió bajar las pérdidas técnicas en un 11 % (Para 150W/208V) y 33% (Para 150W/120V) respectivamente como se muestra en la tabla 5. Cabe destacar que también fueron evaluadas las demás tipos de fuentes como las de

120 100 0,264120 150 1,96208 150 0,4

208/240 250 1,14208/240 400 2,76208/240 80 0,12208/240 175 0,72208/240 250 1,026208/240 400 2,5208/240 100 0,76208/240 150 0,4208/240 250 1,1208/240 400 2,76208/240 1500 1,7

Metal- Halite

Potencia nominal Lámpara

(W)

Pérdidas Promedio en el Conductor

(L=300mts; R=1,05ohm/Km) - W

Vapor de Sodio

Vapor de Mercurio

Tipo de Fuente de

Luz

Nivel de Tensión

(V)

Sin

condensador 3,59

0,45 40u

F 2,24

0,68 65u

F 1,77

0,92

Luminaria

Condensador

Relación de potencias P2=0,62*P

1

Factor de Potencia

Corriente

38 %

150W/120V

Sin condensador

1,82

0,44 15u

F 1,03

0,78 20u

F 0,97

0,85

Relación de potencias P2=0,89*P

1 11%

Factor de Potencia

150W/208V

Corriente

Luminaria

Condensador

7

mercurio y metal halide, dando buenos resultados Tabla 4 – Valores medidos de los parámetros eléctricos de las luminarias utilizadas por la empresa, donde se especifica el factor de potencia.

Tabla 5 – Tabla de relación de potencia donde indica la disminución de las pérdidas técnica por luminaria del tipo de 150W/120 V y 150W/208V de vapor de sodio.

X ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LA ENERGIA FACTURADA ACTUAL VS LA REAL Actualmente se está realizando la facturación de energía de acuerdo a porcentajes estimados que no son los que en la realidad corresponden con el

funcionamiento de los equipos y las normativas establecidas. La potencia actual facturada es la suma de la potencia nominal de la lámpara más la pérdida del balasto que viene determinada en casi el 10% de la potencia nominal (Ver Ecuación 1). La tabla 6 que se presenta a continuación muestra la potencia facturada actual por tipo de lámparas utilizadas por la empresa y que se encuentra registrada en nuestro sistema SAP/R3. En la tabla 7 se muestra el consumo real a facturar donde la potencia real viene determinada por la potencia nominal del bombillo, la pérdida por envejecimiento, la pérdida del balasto real por norma y la pérdida del conductor (Ver Ecuación 2). En vista de estos resultados la empresa a tomado la decisión de realizar la actualización incluyendo los valores reales en el sistema de facturación. Tabla 6 - Tabla de valores actuales en SAP/R3 del consumo de las luminarias .(Pact (w) = PL + Pb )

La energía total antes del presente estudio era de 137.5 Gwh/año (138.137 puntos de alumbrado para 12 horas de funcionamiento – Sólo lámparas de alta intensidad de descarga-H.I.D, es decir no se incluyen las de tipo Incandescentes) La energía actual facturada tomando encuenta este estudio es de 150,6 Gwh/año

120 100 14,6 3,7 0,26

120 150 23,1 10 1,96

208 150 23,6 7,1 0,40

208/240 250 39,9 12,2 1,14

208/240 400 60,8 10,5 2,76

208/240 80 9,7 0 0,12

208/240 175 17,6 0 0,72

208/240 250 24 0 1,03

208/240 400 38,4 0 2,50

208/240 100 13,4 0 0,76

208/240 150 23,6 0 0,40208/240 250 26,9 0 1,10

208/240 400 35,7 0 2,76

208/240 1500 145,6 0 1,70

Tipo de Fuente de Luz

Nivel de Tensión

(V)

Perdidas en la Lámpara PLc(W)

Pérdidas en el Conductor Pc

(W)

Vapor de Sodio

Vapor de Mercurio

Potencia nominal de Lámpara

PL(W)

Perdidas en el balasto Pb(W)

Metal- Halite

8

(138.137 puntos de alumbrado para 12 horas de funcionamiento – Sólo lámparas de alta intensidad de descarga-H.I.D, es

decir no se incluyen las de tipo Incandescentes)

Tabla 7 – Valores reales de consumo de las luminarias de alumbrado público (Prf(w) = PL+Pb+PLc+Pc)

XI BENEFICIO PARA LA EMPRESA POR INGRESOS POR FACTURACION.

La Electricidad de Caracas actualmente está conformada por la Zona Metropolitana de Caracas y Zonas Foráneas Regiones (Eleggua, Los Teques, Yaracuy, Vargas). En la tabla 8 se muestra la facturación considerando los nuevos cambios.

Tabla 8 – Energía facturada considerando el estudio.

En este estudio realizado por el Laboratorio de Luminotecnia al Sistema de Alumbrado Público (Lámpara, balasto,

conductor, condensador, fotocélula) del área servida de toda la empresa (EDC-Filiales) se detectó que la energía consumida era mayor que la energía actual

120 100 14,6 3,7 0,26

120 150 23,1 10 1,96

208 150 23,6 7,1 0,40

208/240 250 39,9 12,2 1,14

208/240 400 60,8 10,5 2,76

208/240 80 9,7 0 0,12

208/240 175 17,6 0 0,72

208/240 250 24 0 1,03

208/240 400 38,4 0 2,50

208/240 100 13,4 0 0,76

208/240 150 23,6 0 0,40208/240 250 26,9 0 1,10

208/240 400 35,7 0 2,76

208/240 1500 145,6 0 1,70

Tipo de Fuente de Luz

Nivel de Tensión

(V)

Perdidas en la Lámpara PLc(W)

Pérdidas en el Conductor Pc

(W)

Vapor de Sodio

Vapor de Mercurio

Potencia nominal de Lámpara

PL(W)

Perdidas en el balasto Pb(W)

Metal- Halite

Zona ó Región

TotalPotencia(Antes)(MW)

TotalPotencia

(Después)(MW)

Energía(Antes)

(GWh/Año)

Energía(Después)(GWh/Año)

ZonaMetropolitana

19,3 21,03 84,4 92,09Eleggua 3,9 4,22 16,9 18,48Los Teques 2,4 2,62 10,3 11,47

Yaracuy 2,9 3,21 12,7 14,06

Vargas 3,0 3,30 13,2 14,47Total 31,4 34,4 137,5 150,6

TotalRecuperado 3,0 13,1

9

facturada. Gracias al estudio, se logró recuperar 13,1 GWH/año que equivale a un monto de 1.600 Millones de Bolívares (744.186 $) en facturación que ingresaran a la empresa anualmente, con un costo de inversión despreciable. XI MEDICIONES ELECTRICAS REALIZADAS EN CAMPO PARA LA VALIDACION DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS. Para validar todo los resultados obtenidos se realizaron mediciones de energía eléctrica en cajas de alumbrado público. Para esto se consideró una muestra de 30 cajas basada en la normativa de planes de muestreos COVENIN 3133-2:1994. Con los resultados de las mediciones se validó que la potencia real medida es aproximadamente igual a la

potencia real calculada y registrada en el sistema SAP/R3 actualizada con los valores determinados por los estudios(Ver figura 5). Además, se determinó el tiempo real de funcionamiento del encendido y apagado del sistema de alumbrado público la cual era de casi 1,2 horas más de funcionamiento, con respecto a las 12 horas estimado por la empresa. Esta diferencia de hora se debe al comportamiento de las fotocélulas con respecto a su vida útil la cual ocasiona alteraciones en su rango de encendido y apagado, ocasionando así pérdidas de energía en nuestro sistema. Para ello se decidió realizar un estudió exhaustivo de las fotocélulas que originó el cambio masivo de dicho dispositivo por mantenimiento, y a la vez la recuperación de la energía dejada de facturar en el período de las 1,2 horas más de fu

ncionamiento.

E n e r g í a R e a l M e d i d a V s E n e r g í a S i m u l a d a e n u n S i s t e m a d e A l u m b r a d o P ú b l i c o

0 , 0 0

0 , 2 0

0 , 4 0

0 , 6 0

0 , 8 0

1 , 0 0

1 , 2 0

1 , 4 0

1 , 6 0

1 , 8 0

02/2

1/03

02/2

1/03

02/2

1/03

02/2

1/03

02/2

1/03

02/2

1/03

02/2

2/03

02/2

2/03

02/2

2/03

02/2

2/03

02/2

2/03

02/2

2/03

02/2

3/03

02/2

3/03

02/2

3/03

02/2

3/03

02/2

3/03

02/2

4/03

02/2

4/03

02/2

4/03

02/2

4/03

02/2

4/03

02/2

4/03

02/2

5/03

02/2

5/03

02/2

5/03

02/2

5/03

02/2

5/03

02/2

5/03

02/2

6/03

02/2

6/03

Kw

h

K w h _ R e a l K w h _ E s t i m a d a

Figura 5 – Registro de medida de la energía de un sistema de alumbrado público Vs la energía estimada calculada con el estudio

1,3 horas

10

XII RECUPERACION DE ENERGIA POR ESTUDIO FOTOMETRICO DE LAS FOTOCELULAS Y COLOCACION DE INTERRUPTORES HORARIOS. A través de las normativas ANSI 136 y COVENIN 2436 se establecieron los rangos de operación de las fotocélulas en niveles de iluminación (Lux) para así

Figura 6 – Fotocélulas utilizadas para el sistema de encendido y apagado del alumbrado público garantizar las 12 horas establecidas de funcionamiento del alumbrado público que la empresa por energía factura. Además, se realizó el estudio técnico de interruptores horarios los cuales fueron colocados en las vías principales de la ciudad de Caracas sincronizándose para entrar a la misma hora (Entrada: 6:45pm – Salida: 6:30 am). Las fotocélulas estudiadas tienen un encendido del alumbrado entre 6:45pm a 7:00 pm, y la salida se encuentra entre las 6:30 am y 6:45 am de la mañana. También, en función de estos estudios de fotocélulas se realizaron mediciones de niveles de iluminación en el ambiente durante los períodos en que se hace de noche y cuando se hace de día, con el fin de realizar gráficas que permitan estimar las horas de entrada y salida de las fotocélulas de acuerdo a los niveles de iluminación en que éstas operan al ser ensayadas en el laboratorio.

Figura 7 – Colocación de los interruptores horarios en cajas de alumbrado público para el funcionamiento a 12 horas

Figura 8 – Gráfica de encendido y apagado del Alumbrado Público A través de este estudio técnico producto de las mediciones de energía realizada para la validación del consumo real de las luminarias de alumbrado público , se ha recuperado en energía no

Curva de Iluminación Vs Tiempo (En la mañana)(Apagado del Alumbrado)

300

500

17,14,641,490,77

61,2

156

0204060

80100

120140160180200220240260280300320340360380400420440460480500

05:3

0:00

a.m

.

05:4

0:00

a.m

.

05:5

0:00

a.m

.

05:5

5:00

a.m

.

06:0

0:00

a.m

.

06:0

5:00

a.m

.

06:1

0:00

a.m

.

06:1

5:00

a.m

.

06:2

0:00

a.m

.

06:2

5:00

a.m

.

06:3

0:00

a.m

.

06:3

5:00

a.m

.

06:4

0:00

a.m

.

06:4

5:00

a.m

.

06:5

0:00

a.m

.

06:5

5:00

a.m

.

07:0

0:00

a.m

.

07:0

5:00

a.m

.

07:1

0:00

a.m

.

07:1

5:00

a.m

.

07:2

0:00

a.m

.

07:2

5:00

a.m

.

07:3

0:00

a.m

.

07:3

5:00

a.m

.

Hora ( T iemp o N orma)

Niv

el d

e Ilu

min

ació

n (lu

x)

Curva de Iluminación Vs Tiempo (Noche)Encendido del Alumbrado Püblico 520

390

220 210 203185

126

60,6

16,4 13,6 14,4 7,3 6,4 6,3 6,2 5,7 5,5525456585

105125145165185205225245265285305325345365385405425445465485

05:3

5:0

0 p

.m.

05:4

0:0

0 p

.m.

05:4

5:0

0 p

.m.

05:5

0:0

0 p

.m.

05:5

5:0

0 p

.m.

06:0

0:0

0 p

.m.

06:0

5:0

0 p

.m.

06:1

0:0

0 p

.m.

06:1

5:0

0 p

.m.

06:2

0:0

0 p

.m.

06:2

5:0

0 p

.m.

06:3

0:0

0 p

.m.

06:3

5:0

0 p

.m.

06:4

0:0

0 p

.m.

06:4

5:0

0 p

.m.

06:5

0:0

0 p

.m.

06:5

5:0

0 p

.m.

07:0

0:0

0 p

.m.

07:0

5:0

0 p

.m.

07:1

0:0

0 p

.m.

07:1

5:0

0 p

.m.

Horas (Tiempo Normal)

Niv

el d

e Il

um

ina

ció

n (lu

x)

Rango de operación sugerido6: 45 pm a 7:00 pm

COVENIN 2641 Encendido: 5 a 20 Lux Apagado: 10 a 100 Lux Relación : 2 a 5

11

facturada 2,924 GWh, que equivale aproximadamente 400.000.000 Bs (186.085 $ USA) dejado de facturar por la empresa. En la tabla 9 y 10 se muestran los avances de este nuevo proyecto en la recuperación de energía en los sistemas de alumbrado público de la empresa. Fueron adquiridas para el plan piloto 100 interruptores horarios y 320 fotocélulas para iniciar la recuperación de energía. Esta energía fue determinada para intervalos de 12 horas facturadas con respecto a las 13,2 horas de funcionamiento real la cual fue llevada a los valores cercanos de 12 horas por los estudios realizado a las fotocélulas y relojes horarios. Tabla 9- Recuperación de energía GWh con la colocación de interruptores en las principales vías principales de Caracas

Tabla 10 – Energía recuperada por colocación de fotocélulas estudiadas y controladas.

XIII RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES. A través de las mediciones eléctricas realizadas en campo y simulaciones con programación en Excel se validaron los resultados anteriores y se detectó otros puntos de mejoras para la recuperación de energía tales como el ajuste del tiempo de funcionamiento real del alumbrado público debido a la fotocélula en la cual se puede recuperar alredor de los 15 Gwh/año (Cambio total de fotocélulas – 4000 Cajas) y además la existencia de pérdidas técnicas por el uso inadecuado de la capacitancia de los condensadores. Cabe destacar que se realizarón los estudios del comportamiento eléctrico de las lámparas incandescentes en las cuales se detectó 0,80 Gwh/año de recuperación, y se está evaluando la posibilidad de facturar esta pérdida.

Marzo Abril Acumulada

17 1211 24.973 24.973 49.946

8 538 11.094 11.094 22.189

35 2519 0 50.217 50.217

9 370 0 4.854 4.854

21 1058 0 21.454 21.454

3 164 0 3.382 3.382

3 90 79 1.729 1.807

96 5950 36.146 117.703 153.849

GWh/año 0,43 1,41 1,85

Energia Recuperada Kwh/Mes

ENERGIA RECUPERADA POR LA COLOCACION DE LOS INTERRUPTORES HORARIOS

LUMINARIAS CANTIDAD

Eje Norte Sur

AV.FF

Rio de Janeiro

Petare - Guarenas

Vias No Principales

TOTAL

Cota Mil

Prados del Este

VIACantidad de Relojes

InstaladosCantidad de Luminarias

150 W

250 W

400 W

69

TOTAL

554

5327

5950

5714 219(320) TOTAL

63 1 LABORATORIO

2395 70 CENTRO

2207 78 ESTE

1220 70 OESTE

PUNTOS DE A.P CANTIDAD ENTREGADAS

REGION

EEnneerrggííaa RReeccuuppeerraaddaa aaccttuuaall:: 11,,007744 GGwwhh

12

Actualmente el Laboratorio de Luminotecnia cuenta con la Certificación de Calidad ISO 9001 – IQNET y tiene como objetivo primordial disminuir las pérdidas técnicas y no técnicas en los sistemas de alumbrado público, basándose en las pruebas de control de calidad realizadas a los equipos adquiridos por la empresa. XIV BIBLIOGRAFIA.

- Normas Técnicas ANSI C.82.5. Pérdidas de balastos

- Normas ANSI C.78 1350 al 1356. Lámparas de vapor de sodio

- Norma IEC – 662. Lámparas de vapor de sodio

- Norma ANSI 136. Fotocélulas - Normas COVENIN 2641,

ICONTEC 2470. Fotocélulas - Manual de procedimiento de

pruebas eléctricas y fotométricas del Laboratorio de Luminotecnia de la EDC/AES-Venezuela

- Libro: Alumbrado Público: Criterios, Diseños y recomendaciones. Autor Ing. Miguel Ereú. 2004

- Catálogos de productos de fabricantes de Interruptores, fotocélulas y balastos


Recommended