João Pratas1 David Braga2 Departamento de Engenharia, Departamento de Serviços
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ECONOMIA DE CUSTOS ATRAVÉS DA UTILIZAÇÃO DE CONVERSORES DE FREQUÊNCIA INTELIGENTES AUMENTO DO PREÇO DA ENERGIA E AUMENTO DA RESPONSABILIDADE COM O AMBIENTE E COM O CLIMA
Conduzidos pelo aumento crescente dos preços da energia e pela pressão política, os industriais estão a focar-se cada vez mais na eficiência energética dos accionamentos. Os fabricantes, por seu lado, estão a responder a estes desenvolvimentos, esforçando-se por melhorar a eficiência global. Os Conversores de Frequência (CF) podem assim ter um papel chave nesta matéria, pois oferecem grande potencial de economia de energia. Os utilizadores são confrontados, frequentemente, com aplicações especiais, ou, funções específicas de bombas e ventiladores, nos quais têm de seleccionar a curva de carga mais adequada à aplicação. Se a curva de carga seleccionada for a correcta, estas aplicações podem conseguir economias de energia consideráveis, mantendo as características de controlo adequadas. No entanto, e na prática, a função seleccionada raramente combina na perfeição com a exigência específica da aplicação. Este facto tem um impacto negativo no controlo e uso eficiente da energia. Por seu lado, e ao invés de se centrar num campo de aplicações específico, os CF que utilizam a FEE tornam-se extremamente flexíveis e eficazes em aplicações em que não seja exigido elevado dinamismo. Este método baseia-se em adaptar o fluxo magnético e o binário às exigências concretas da aplicação. A “Função Economia de Energia” é ideal para accionamentos que movimentam cargas parciais, por exemplo transportadores de objectos isolados ou a granel, escadas rolantes, bombas e ventiladores. Dependendo da carga, o consumo de energia pode ser reduzido até 30%. Para concluir, informa-se que esta função é fácil de activar através do ajuste de um único parâmetro.
INTRODUÇÃO O aumento galopante do preço da energia eléctrica, preocupações com condições ambientais e questões políticas, estão a obrigar a indústria a repensar a sua estratégia. Conduzido por considerações políticas e pela identificação dos potenciais componentes causadores do maior consumo energético, a indústria centra cada vez mais a sua atenção na eficiência energética, debruçando-se essencialmente na tecnologia dos accionamentos, a qual é responsável por cerca de 70% da energia total consumida em ambientes industriais. Os stakeholders das empresas devem ter em mente que, a utilização de accionamentos energeticamente eficientes, não só traz vantagens para o clima e meio ambiente, mas também têm uma palavra bastante significativa na factura eléctrica. Os custos de energia constituem, geralmente mais de 90% dos custos do ciclo de vida de um accionamento. Consequentemente, aumentar a eficiência energética tem um impacto directo nos custos do ciclo de vida do accionamento. Existe um potencial de economia identificado, associado à utilização de componentes de alto rendimento, em sistemas de accionamento: — 10% Aumento da utilização de motores de alto rendimento — 30% Utilização de controlo electrónico de velocidade — 60% Optimização dos sistemas mecânicos Muitos países, estão a estimular cada vez mais os consumidores para utilizarem produtos energeticamente eficientes, nomeadamente através de legislação que obriga à utilização de motores de elevada eficiência e/ ou através da concessão de benefícios fiscais para a implementação de sistemas industriais eficientes. Entretanto, no campo da engenharia de accionamentos, podem ser realizadas economias de energia para além das conseguidas única e exclusivamente pela utilização de motores de alto rendimento. Dependendo da aplicação em questão, economias de
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energia na ordem dos 50% a 70% podem ser conseguidas mediante a optimização de processos (como por exemplo ajuste da velocidade) através da utilização de um CF. Bombas e aplicações de controlo de fluxo, que regulam a capacidade através de alhetas e válvulas, são exemplos clássicos das aplicações cujo consumo de energia pode ser reduzido consideravelmente pelo controlo de velocidade. Para transportadores e aplicações semelhantes, onde o grau de complexidade do controlo é reduzido, a nota dominante passa pelos arranques/paragens e pela configuração do perfil de carga apropriado para a aplicação, o qual tem um papel preponderante para melhorar o consumo energético. A optimização do sistema mecânico oferece grande potencial de poupança energética. A solução neste caso é executar medidas que ajudem a reduzir as perdas por atrito. Focando assim as questões ambientais e a redução dos custos de ciclo de vida, os fabricantes de accionamentos podem oferecer o seu contributo para que cada vez mais se utilizem equipamentos eficientes. Quanto à variação electrónica de velocidade, podem ser implementadas medidas para que os CF tenham um papel crucial no sentido de tornar as aplicações mais eficientes, nomeadamente aplicações com requisitos especiais, tais como, bombas, ventiladores, entre outros, onde funções economizadoras de energia poderão contribuir para obtenção de elevados ganhos para o consumidor.
1. DIFERENTES FILOSOFIAS DE FUNÇÕES ECONOMIZADORAS DE ENERGIA 1.1. Solução especial Muitos fabricantes de CF oferecem funções economizadoras de energia nos seus CF. Há um sem número de maneiras de executar este tipo de função. Uma das filosofias existentes para implementar este tipo de função,