We use our own and third-party cookies to improve browsing and provide content of interest.

In continuing we understand that you accept our Cookies Policy. You can modify the cookies storage options in your browser. Learn more

I understand

Articles

Gestió i Control energètic a concesionaris d'automòbils

on .

Gestión y Control energético

Exemple d'estalvi energètic en concessionari d'automòbils Citroën.

3SL Aplicacions Integrals Elèctriques, és una empresa dedicada al món de la instal·lació elèctrica. A causa dels forts augments dels costos de l'energia elèctrica i a la demanda del mercat intern, ens hem especialitzat en l'assessorament energètic, per poder oferir als nostres clients una major rendibilitat de les seves instal·lacions.
www.tressl.es

 

Tipus d'instal·lació:
Concessionari d'automòbils CITROËN GARATGE ELOY.

  • m2 d'exposició: 1.305
  • m2 de tallers: 4.085
  • m2 d'oficines: 330
  • m2 de magatzem: 500
  • Tarifa d'accés: 3.0 A
  • Companyia comercialitzadora: Endesa
  • Potència contractada: 175 kW
  • Consum anual en kW-Euros 2012: 260.000 kW – 55.000 € aproximadament.
 

Amb l'objectiu de poder optimitzar els consums de les instal·lacions, en els darrers 5 anys hem creat un equip tècnic per desenvolupar i implantar un sistema de control de les energies, tan elèctriques com de gas, aire, nitrogen, etc. 

Realitzem un control remot dels equips instal·lats via WEB, emmagatzemem totes les dades en un servidor segur i posteriorment tractem aquestes dades per analitzar-les i actuar sobre els equips per aconseguir la major eficiència possible. D'aquesta manera aconseguim un estalvi energètic molt important, que es tradueix en una reducció de les despeses generals.

Com a exemple tenim una instal·lació on l'activitat és la de concessionari d'automòbils:

  • Superfície d'exposició de 1.305 m2
  • Superfície de tallers de 4.085 m2
  • Superfície d'oficines de 330 m2
  • Superfície de magatzem de 500 m2

Per poder analitzar la instal·lació d'aquest client hem instal·lat equips del fabricant CIRCUTOR. Prèviament hem realitzat una inspecció visual de les instal·lacions per determinar quins punts eren els més crítics en quant a consum. La part de l'exposició d'automòbils amb atenció al públic pels seus m2 i la seva orientació solar, és la més complicada de climatitzar pel que varem decidir controlar-ne els consums de climatització i enllumenat. 

 Según el consumo que tenemos en nuestras instalaciones podemos saber la "huella" de CO2 que estamos dejando en la atmosfera
Segons el consum que tenim a les nostres instal·lacions podem saber l' "empremta" de CO2 que estem deixant a l'atmosfera

Seguidament decidim controlar el consum general instal·lant equips CIRCUTOR en el quadre general, per poder contrastar lectures reals amb les facturades per la comercialitzadora, controlar l'energia reactiva, la demanda de potència, etc. 

La inversió es realitza en equips de gestió i control i és inferior a 4 000 €, es composa d'un equip de control EDS i 4 analitzadors CVM MINI en el quadre de la climatització. En el quadre general s'ha instal·lat una unitat EDS 3G i un analitzador de xarxes CVM MINI.

Ejemplo de como en una misma pantalla del software de control energético de CIRCUTOR PowerStudio
Exemple de com en una mateixa pantalla del software de control energètic de CIRCUTOR PowerStudio, podem controlar:
• Consums generals.
• Consums equips de climatització.
• Consum enllumenat d'exposició.
• Temperatura exteriors i exposició.

A l'apartat de millores s'ha realitzat una inversió inferior a 5 000 € repartit en tres blocs, el primer són les millores realitzades per al control de la climatització amb la instal·lació física de les sondes de temperatura i els relés de control per a la posada en marxa dels climes. 

El segon bloc és el suport tècnic per a la programació de les temperatures i els calendaris de funcionament automàtic de les màquines a més del control via WEB de tots els paràmetres i generació d'alarmes on-line.

El tercer bloc és la instal·lació d'una bateria de compensació d'energia reactiva, per suprimir-ne la generació. Es calcula el retorn d'inversió en un termini inferior a un any.

Un dels grans atractius d'aquest sistema és que l'usuari pot consultar en qualsevol moment i des de qualsevol part del món l'estat de la seva instal·lació i inclús actuar sobre ella, pot rebre emails d'alarmes predefinides i d'aquesta manera pot anticipar-se a futures avaries o a rebuts desmesurats d'energia.

Els resultats són realment encoratjadors, estem obtenint reduccions de l'11% al 24%, dades reals 2012-2013.

La dada del mes d'agost, és realment espectacular, l'entitat va obtenir un estalvi (respecte del mateix mes de l'any anterior) d'un 28,74%, desenvolupant la mateixa activitat que l'any anterior.

 EDS, CVM MINI y la batería de condensadores Serie OPTIM de CIRCUTOR han sido los productos utilizados en la instalación del concesionario, para mejorar la eficiencia y el ahorro energético

EDS, CVM MINI i la bateria de condensadors sèrie OPTIM de CIRCUTOR
 han estat els productes utilitzats en la instal·lació del concessionari, 
 per a millorar l'eficiència i l'estalvi energètics

EDS / EDS 3G, Nous Data logger amb servidor Web integrat Auditant 365 dies l'any.

És un senzill i potent dispositiu industrial, capaç de mostrar mitjançant el seu Servidor WEB i XML integrat, totes les variables elèctriques procedents d'analitzadors de xarxes o d'altres dispositius de camp, directament relacionats amb la mesura de consums, electricitat, aigua, gas, etc.

CVM MINI, Analitzador trifàsic de xarxes elèctriques.

L'ÚNIC analitzador adaptable a quadres de distribució de carril DIN de 3 mòduls. 

Mesura, calcula i visualitza els principals paràmetres elèctrics de les xarxes trifàsiques equilibrades i desequilibrades en valor eficaç real.

OPTIM 1, Bateria de condensadors.

Les bateries automàtiques de condensadors sèrie OPTIM són equips dissenyats per a la compensació automàtica d'energia reactiva en xarxes on els nivells de càrregues són fluctuants i les variacions de potència tenen carència de segons, mitjançant maniobra per contactors. 

La seva simplicitat d'instal·lació, conjuntament amb la seva alta tecnologia i solidesa, fan de la sèrie OPTIM l'equip ideal per compensar la reactiva en instal·lacions on els nivells de càrrega són fluctuants.

 

Conclusió:

Mitjançant la incorporació d'equips per al monitoratge de paràmetres elèctrics s'aconsegueix saber:

  • La distribució de consums (en què i quant es consumeix)
  • El perfil de càrrega (quan es consumeix)

Permetent això, amb les dades, informes i gràfics obtinguts, prendre les mesures oportunes per:

  • Optimitzar i controlar permanentment les instal·lacions, facilitant el seu manteniment i la seva fiabilitat.
  • L'assoliment d'estalvis importants i la seva influència en la facturació anual d'energia elèctrica.
  • Preveure i comprovar els consums i la facturació d'energia elèctrica, tan general com distribuïts per destí (enllumenat, climatització, força motriu, etc.).

Si bé mitjançant les actuacions apuntades en aquest reportatge, es preveu un estalvi de l'11 al 24%, també disposem d'un document detallat denominat "Dossier-3SL-PLANTA EXPOSICIÓ I VENDA DE VEHICLES", del qual es dedueix l'assoliment d'una rendibilitat del 61% (estalvi anual de 13.000 euros) en inversió, que sobre el consum total de la planta representa un 23,6% d'estalvi de la facturació elèctrica anual.

 

Consum total d'energia reactiva en euros.

Consumo total de energía reactiva en Euros
Per suprimir la generació i la despesa en energia reactiva, s'ha instal·lat una bateria per a la compensació d'energia reactiva sèrie OPTIM de CIRCUTOR.
Es calcula un retorn d'inversió en un termini inferior a un any.

 

Consum total d'energia elèctrica en Euros.

Consumo total de energía eléctrica en Euros
Comparativa de l'estalvi energètic en Euros al 2012 i 2013.
S'han obtingut unes reduccions de l'11% al 24% 
Es pot observar que des del mes de juny (data de la implantació del sistema d'estalvi energètic en la seva totalitat) ha disminuït el consum d'energia elèctrica en Euros, també es pot apreciar el mateix canvi en la gràfica de consum de reactiva.
 S'han obtingut unes reduccions de l' 11% al 24%

 

pdf Descarregar aquest article en format PDF

Cómo evitar penalizaciones por máxima demanda

Com evitar penalitzacions per màxima demanda

on .

El constant increment del preu de l'energia elèctrica fa que un dels principals objectius, per a tot tipus de consumidors, sigui l'aplicació de diferents fórmules per a la reducció de la factura elèctrica. Per tenir èxit en aquest àmbit, descriurem el funcionament del nou sistema de gestió de màxima demanda i control de potència desenvolupat por CIRCUTOR: Nova gamma MDC (MDC 4 i MDC 20).

Com interpretar una factura elèctrica?

Cal conèixer els diferents termes que apareixen en una factura elèctrica per poder identificar els punts sobre els quals podem actuar per reduir-la. Els conceptes més importants són: Terme d'energia, terme d'energia reactiva i terme de potència, essent aquest darrer l'objectiu d'aquest article.

Com veurem més endavant, una òptima gestió de la potència contractada ens permet:

  • Reduir la potència contractada per ajustar-se a la realment necessària.
  • Evitar penalitzacions per màxima demanda.
Simulación de factura del mercado español
 Simulació de factura del mercat espanyol
Terme d'energia.
 
Energia consumida (kWh) en cada període aplicant diferents preus estipulats per tarifa. 

Terme de potència.
 
Terme de potència (kW) variable en funció del contracte del client. És el màxim valor de potència al que s'ha arribat en el període de facturació durant un registre de 15 minuts (aquest temps pot variar a diferents països).  Sempre que es sobrepassi el valor contractat es cobrarà aquesta penalització.

Terme d'Energia Reactiva.
 Consum d'energia reactiva (kvarh) a cada període aplicant diferents preus estipulats per tarifa.  Depenent del valor del cosϕ l'usuari pagarà recàrrec per aquest terme. 

 

 

Tipus de càlcul de màxima demanda.

La màxima demanda és la potència instantània (en kW ó kVA) mitjana en un interval de temps definit, usualment cada 15 minuts. Hi ha diversos mètodes per al càlcul d'aquest paràmetre:

Finestra fixa (per bloc).

És el càlcul de màxima demanda en un interval definit (normalment cada 15 minuts). Un cop s'obté aquesta dada es guarda el valor i comença un nou càlcul dels següents 15 minuts; d'aquesta manera s'enregistrarien 4 valors per hora.

Finestra lliscant.

És el càlcul de màxima demanda en un interval definit (normalment cada 15 minuts). Un cop s'obté aquesta dada s'anirà refrescant cada minut amb el valor dels darrers 15 minuts; és a dir, cada minut (aquest temps pot ser variable) tindrem una dada de màxima demanda d'un interval de 15 minuts; d''aquesta manera s'enregistrarien 60 valors per hora.

Què podem fer per a evitar penalitzacions per màxima demanda a la factura elèctrica?

Per evitar recàrrecs per terme de potència ens hem d'assegurar que cap valor de màxima demanda sobrepassarà el valor de potència contractada.

A l'hora d'emetre una factura, s'agafa la dada de major valor durant el període de facturació i es compara amb la potència contractada. Sempre que aquesta dada sigui més gran que la potència contractada per l'usuari, hi ha una penalització econòmica a la factura. Per això, si durant el mes es supera la potència contractada, en un període de 15 minuts, això comportarà penalitzacions, inclús si només s'ha sobrepassat un sol cop durant tot el mes (un mes disposa aproximadament de 2880 períodes quarthoraris).

Pel cas particular d'Espanya, depenent del valor de maxímetre, la penalització pot suposar un augment molt important en el terme de potència, tal i com es descriu en la següent gràfica:

Incremento del término de potencia según se sobrepasa la máxima demanda (España- Tarifas 3.0 y 3.1)
 Increment del terme de potència segons es sobrepassa la màxima demanda (Espanya- Tarifes 3.0 y 3.1)

Com veiem al gràfic, si el valor enregistrat de màxima demanda supera un 10 % la potència contractada, el terme de potència s'incrementarà un 20 % i si el valor enregistrat de màxima demanda supera un 20 % la potència contractada, el terme de potència s'incrementarà un 50 % (pel cas d'Espanya).

Com controlar la màxima demanda?

Com hem anat veient, l'objectiu d'un control de potència és no superar el límit de màxima demanda contractada. Per això, s'ha d'instal·lar un sistema capaç de desconnectar càrregues no crítiques, en moments controlats, així com evitar la simultaneïtat a la connexió d'aquestes.

Aquestes càrregues han de ser de les que no afectin al procés principal de producció d'una empresa, tals com:

  • Llums.
  • Compressors.
  • Aires condicionats.
  • Bombes.
  • Ventiladors i extractors.
  • Embaladores.
  • etc.

Quins equips ens ajuden a evitar penalitzacions per màxima demanda?

El principal objectiu de la nova gamma MDC de CIRCUTOR és la de realitzar el control de la màxima demanda d'una instal·lació. Per assolir aquest objectiu, l'equip connecta i desconnecta càrregues elèctriques de la instal·lació (càrregues que no han de ser prioritàries) a fi d'assegurar que no s'excedeixi la potència màxima contractada, evitant ensurts en el rebut elèctric. A més, la gamma estesa MDC-20 permet un control per tarifes per adequar la connexió de les càrregues als períodes de menys cost energètic, evitant pics de consum per simultaneïtat de càrregues. 

MDC 4
 Dispositiu MDC 4 
MDC 20
 Dispositiu MDC 20  

 

Solució per a petita i mitjana industria.

MDC 4: Analitzador per al control de la màxima demanda per nivell.

MDC 4 és ideal per a les instal·lacions on es necessita un control bàsic de la demanda. Seguint unes senzilles passes de configuració podreu definir fins a 4 nivells màxims de potència per desconnectar càrregues no crítiques.

A més, MDC 4 incorpora un analitzador de xarxes intern per al càlcul de la màxima demanda (a més d'altres paràmetres elèctrics com tensió, corrent i potència). Cada cop que l'equip enregistra un excés de consum aquest desconnectarà una línia amb càrregues no crítiques per disminuir la potència i assegurar que la instal·lació no sobrepassi el límit de demanda, evitant d'aquesta manera penalitzacions per excés de màxima demanda.

Ejemplo de método de funcionamiento del MDC 4
 Exemple de mètode de funcionament del MDC 4

MDC 4
 MDC 4
  • Evita penalitzacions per excés de potència.
  • Disposa d'un analitzador de xarxes integrat.
  • Disposa de rellotge intern per a la sincronització de maxímetre.
  • Gestiona fins a 4 sortides independents.
  • Evita excessos per simultaneïtat a la connexió de càrregues.
  • Permet ajustar el vostre contracte a la realitat de la vostra instal·lació.

 

Solució per a gran indústria i infraestructures.

MDC 20: Registrador de dades amb servidor web per a la gestió  de la màxima demanda.

MDC 20 és un registrador de dades amb servidor web per a la gestió i control de màxima demanda. Gràcies a la seva gran versatilitat ofereix una gran varietat de possibilitats de programació.  MDC 20 gestiona càrregues no prioritàries i assegura el control de la màxima demanda per  no excedir el valor de potència contractada, evitant així recàrrecs a la factura elèctrica.

L'equip disposa d'un port de comunicacions Ethernet i un port RS-485 (Modbus RTU) a més de 6 sortides de relé per la gestió de càrregues i 8 entrades digitals per al comptatge de polsos d'altres comptadors o visualització d'estats. MDC 20 és ampliable fins a 48 sortides de relé i 48 entrades de polsos o estats, connectant 12 equips LM 4I/O per el canal de comunicacions RS-485 (amb 4 sortides/entrades cadascun).

L'equip disposa de base de dades interna (superior a un any de dades) amb servidor web, incorporant el software PowerStudio integrat per a la programació, configuració i visualització de l'estat de l'equip i dels diferents perifèrics associats al canal de comunicacions RS-485. A més, mostra de forma gràfica  la simulació del comportament del sistema segons la configuració programada.

Ejemplo de infraestructura del MDC 20
 Exemple d'infraestructura del MDC 20

MDC 20
 MDC 20
  • Evita penalitzacions per excés de potència.
  • Gestiona fins a 6 sortides i 8 entrades independents. Connexió/desconnexió de càrregues segons prioritat programada.
  • Ampliable fins a 48 entrades/sortides remotes per comunicacions RS-485 (usant LM 4I/O).
  • Controla automàticament la màxima demanda segons condicions, aplicant calendaris, perfils...
  • Simula  el comportament del sistema segons programació de l'equip.
  • Envia correus electrònics amb missatges personalitzats.
  • Guarda històrics superiors a un any.
  • Compatible amb qualsevol mestre de comunicació XML.
  • Genera i enregistra variables personalitzables per l'usuari (EnPI, %, kg, CO2, Euros, etc.).

 


Premeu aquí per obtenir més informació dels equips MDC 4 i MDC 20.

Nova gamma MDC per al control de la màxima demanda.

També podeu seguir les nostres publicacions al Twitter de CIRCUTOR, i a Linkedin.

 

Val qualsevol bateria de condensadors?

on .

Per què no totes les bateries per compensar reactiva serveixen igual?

La importància del filtre de rebuig adequat.

En el present article veurem com la instal·lació d'una bateria de condensadors és, en sí, un canvi en la instal·lació elèctrica; canvi que davant una mala elecció de la bateria de condensadors podria desestabilitzar el sistema per motiu d'harmònics; provocant seriosos problemes en la pròpia bateria de condensadors i a la instal·lació, arribant a generar aturades de producció i importants pèrdues econòmiques.

A continuació, intentarem explicar les diferents freqüències de sintonització, així com les conseqüències d'una mala elecció en aquesta sintonia i la recomanació per evitar aquests possibles riscos.

La millora de l'eficiència energètica amb bateries de condensadors.

La recerca de la millora en l'eficiència energètica, i els increments de tarifes elèctriques estan fent més comú la compensació de l'energia reactiva amb bateries de condensadors. Però com qualsevol altre equip elèctric, aquestes bateries tenen diversos efectes elèctrics en la instal·lació on s'ubiquen. L'efecte més important, a més de corregir el consum d'energia reactiva de la instal·lació, és el canvi de comportament enfront els harmònics que hi pugui haver en aquesta xarxa elèctrica. Aquest canvi pot produir una rebaixa a mig termini en la compensació de l'energia reactiva, una desestabilització elèctrica en la instal·lació, o inclús l'aturada de la producció.

Les instal·lacions elèctriques són cada cop més complexes, incloent diverses càrregues inductives, capacitives i electròniques de potència, aquestes xarxes solen presentar significatius nivells de distorsió harmònica, el que ha comportat que la gran majoria de fabricants de bateries automàtiques de condensadors incorporin en el seu catàleg, de manera unànime, equips expressament dissenyats per el seu ús en aquestes xarxes.

La importància de la freqüència de sintonització a les bateries de condensadors.

Ara bé, on no existeix aquesta unanimitat és en l'elecció de la freqüència de sintonització que s'ofereix com a estàndard, tant en les bateries automàtiques de condensadors com en els grups de compensació fixes, equipats amb filtres de rebuig (també coneguts com filtres desintonitzats).

Per el cas, força menys habitual, de predomini d'harmònics d'ordre 3 (150 Hz en xarxes de 50 Hz), sí que és d'ús comú els filtres de rebuig sintonitzats a 134 Hz (factor de sobretensió de p = 14 %); però per a la gran majoria d'instal·lacions, on es requereix d'una bateria equipada amb filtres de rebuig apropiada per a la presència d'harmònics d'ordre 5 (250 Hz en xarxes de 50 Hz) o superior, que són els normalment generats per les més usuals fonts de corrents harmònics, això és: càrregues trifàsiques equipades amb un pont rectificador de 6 polsos a la seva entrada: variadors de velocitat o freqüència, rectificadors AC/DC, forns d'inducció… que la varietat de freqüències de sintonia propostes és significativament variada, movent-se generalment dins  un rang comprès entre els 170 i els 215 Hz (de p = 8,7 % a p = 5,4 %).

No obstant això, existeixen dues sintonies que predominen davant la resta, les corresponents a un factor de sobretensió de p = 7 % (freqüència de sintonia de 189 Hz en xarxes de 50 Hz) i a p = 5,67 % (freqüència de sintonia de 210 Hz en xarxes de 50 Hz).

Es podria deduir fàcilment de tot l'anterior que l'elecció d'un valor de p = 7 % o de p = 5,67 % hauria de ser indiferent, i que ambdues haurien de proporcionar el mateix resultat a efectes del seu comportament un cop connectades a la xarxa elèctrica, però això no és estrictament cert.

Els filtres de rebuig i el seu efecte en les instal·lacions.

Per realitzar l'argumentació d'aquest darrer comentari, efectuarem un breu repàs del principi de funcionament dels filtres de rebuig. Observant la gràfica d'impedància-freqüència d'un conjunt sèrie reactància-condensador con p = 7 % (Línia verda a la Fig. 1), veiem que ofereix la menor impedància a 189 Hz, mentre que el corresponent a p = 5,67 % (Línia vermella a la Fig. 1) ofereix la menor impedància a 210 Hz. En ambdós casos, la impedància augmenta paulatinament a tots dos costats d'aquesta, amb la particularitat, que la impedància és de caràcter capacitatiu en freqüències menors a 189 Hz, i de caràcter inductiu, per a freqüències superiors. És precisament aquest caràcter inductiu davant les freqüències harmòniques d'ordre 5 o superior el que evita la possibilitat de què es produeixi un fenomen de ressonància en algunes d'aquestes freqüències. Però, també constitueix un paràmetre clau per el correcte funcionament del filtre de rebuig, el valor d'aquesta impedància a les diferents freqüències harmòniques. Així, en aquesta impedància-freqüència de la Fig. 1 es pot veure amb claredat la diferència d'impedància de cada sintonia a la freqüència harmònica de 250 Hz que, recordem, és la predominant dels harmònics de tensió i/o freqüència presents en les xarxes elèctriques. Per a p = 5,67 %, el valor de la impedància és pràcticament la meitat que el valor per a p = 7 %.

Fig. 1 Gráfica impedancia-frecuencia de un filtro de rechazo con p = 7 % (189 Hz) y p = 5,67 % (210 Hz)

Fig. 1 Gràfica impedància-freqüència d'un filtre de rebuig amb p = 7 % (189 Hz) i p = 5,67 % (210 Hz)

Quina és la principal conseqüència d'aquesta diferencia d'impedància que presenten ambdues sintonies? És fàcil deduir que l'absorció de corrents harmònics presents a la xarxa serà superior per a p = 5,67 % que per a p = 7 %. Això podria entendre's com a beneficiós per a la instal·lació, si es deduís que llavors el nivell de corrent harmònic d'ordre 5 circulant aigües amunt del punt de connexió de la bateria a la xarxa seria inferior, comparat amb el que existiria amb una bateria de potència anàloga per sintonia tipus p = 7 %; però, tant l'experiència, com la pròpia realitat de la naturalesa de la majoria de xarxes, que s'allunya del que seria un comportament de xarxa ideal, donen com a resultat que aquesta percepció no sigui correcta en un elevat nombre d'ocasions.

L'ús de filtres passius d'harmònics és un tema que requereix sempre d'un mínim estudi previ, doncs el comportament d'aquests depèn de les característiques de la xarxa, per tant, la pretensió d'equiparar, en cert grau, l'ús d'un filtre sintonitzat a 210 Hz al que n'hi hauria un sintonitzat a uns 225 Hz, que és la freqüència habitual dels filtres d'absorció per a corrents harmònics d'ordre 5 en xarxes de 50 Hz, també hauria de tenir aquestes consideracions, i rarament això és així. En resum, és més imprevisible determinar el consum real de corrent harmònic que pot tenir una bateria amb filtres tipus p = 5,67 % que una idèntica amb tipus p = 7 %, instal·lades ambdues a la mateixa xarxa.

Altres efectes de la sintonia de filtratge.

Existeixen, a més, altres punts a tenir en compte. Un bàsic és el fet de què si de base, la de p = 5,67 % té un major consum de corrent harmònic,els seus elements, principalment la reactància i el condensador associat han d'estar dissenyats per suportar la sobrecàrrega, a nivell d'intensitat i de temperatura, que estaran sotmesos; i llavors apareix aquí una de les majors problemàtiques d'aquests filtres. En el cas particular de les reactàncies, aquestes, a igualtat de potència de p = 7 %, i, si simplement el criteri de disseny s'ha basat en aquest valor, el resultat és una reactància de menor mida i pes, o sigui, menor cost, i la mateixa temptació es pot aplicar als condensadors, en el sentit de que el valor de sobretensió al que es veuran sotmesos serà un 25 % menor que en cas de p = 7 %, i, per consegüent, es pot presentar com a justificat  fer servir condensadors de menor tensió nominal. En definitiva, existeix el risc de què la bateria hagi de suportar majors nivells de sobrecàrrega harmònica, amb elements de menor robustesa, fet que derivarà, inexorablement, en un més ràpid deteriorament en comparació amb l'anàloga de p = 7 %.

L'altre punt essencial a considerar, que en opinió de CIRCUTOR és el més rellevant, és la influencia de la capacitat dels condensadors en la sintonia del grup sèrie reactància-condensador, d'acord amb la fórmula de la Fig. 2.

Fig. 2 Fórmula per el càlcul de la freqüència de ressonància d'un circuit sèrie L-C

Fig. 2 Fórmula per el càlcul de la freqüència de ressonància d'un circuit sèrie L-C

És fàcil deduir que una disminució de la capacitat del condensador tindrà com a conseqüència l'augment de la freqüència de ressonància del conjunt. Els condensadors són elements que, ja sigui per les seves condicions d'ús (tensió, temperatura, cadència de maniobres de connexió,...), com per una pròpia degradació natural del polipropilè que forma el seu dielèctric, perden capacitat amb el temps. Una mateixa pèrdua de capacitat en un filtre de p = 5,67 % i en un de p = 7 % , implica que el primer s'acostarà molt més a la freqüència d'ordre 5 que el segon, i com més a prop es trobi, major absorció de corrent harmònic presentarà, major sobrecàrrega patirà, i acabarà derivant en un deteriorament més gran. Amb unes altres paraules, el marge de seguretat proporcionat davant aquest fenomen de pèrdua de capacitat és considerablement superior en un filtre con p = 7 %.

Conclusions per a la correcta elecció de les bateries de condensadors.

La conclusió és, en aquest cas clara, i no es una altra que la recomanació inequívoca per part de CIRCUTOR de l'ús de filtres amb p = 7 % en lloc de p = 5,67 %, en totes aquelles instal·lacions en què sigui necessària la seva aplicació degut al nivell de distorsió harmònica que presenten.

La finalitat d'aquesta recomanació no és una altra que  reduir l'evident risc de què una pèrdua en la capacitat del condensador generi l'aparició de seriosos problemes provocats per sobrecorrents en la bateria de condensadors, de manera prematura, permetent un major temps de reacció, a través de les pertinents accions de manteniment que sempre són aconsellables realitzar en qualsevol equip,es poden aplicar així les mesures correctives abans que el deteriorament sigui definitiu i, per consegüent, de pitjors conseqüències econòmiques.

Selecció de bateries de condensadors

on .

Quan la solució més econòmica pot ser la més cara.

Fàcilment qualsevol tècnic amb un mínim de coneixements elèctrics és capaç de determinar o calcular la potència de compensació d'energia reactiva. La pràctica més habitual és a través d'“una” factura elèctrica. Remarquem això d'“una” ja que aquí es pot iniciar una sèrie d'errors que poden acabar, per desgracia cada cop més, en uns costos molt superiors als que suposaria determinar una bateria de forma correcta.

El càlcul de la potència reactiva a compensar mitjançant factures elèctriques ens proporciona una aproximació força correcta sobre quina ordre de magnitud ens trobem, el nostre punt de sortida. En aquests casos és important assegurar que aquests càlculs es realitzin amb el màxim nombre de factures, ja que hi pot haver un fort efecte de temporalitat que podríem passar per alt (Exemple: Oficines o Hotels, consums totalment diferents a l'estiu o a l'hivern).

Com hem dit anteriorment ha de ser el nostre punt de sortida, però també hem de tenir en compte altres factors que no es mostren a la factura elèctrica, i que són de vital importància per a una correcta compensació:

  • Rapidesa de fluctuació de la demanda.
  • Equilibrat del sistema.
  • Nivells de distorsió d'harmònics.

Ens centrarem en aquest darrer, ja que cada cop és més comú trobar xarxes amb distorsió d'harmònics.

Quan realitzem una compensació de potència reactiva inductiva, és lògic la incorporació d'una bateria de condensadors en paral·lel per atenuar aquesta demanda a fi d'aproximar la potència aparentment demanada (kVA) a una potència activa (kW) que realment es fa servir per realitzar una feina útil. Aquest concepte tan simple el podem resumir com un circuit paral·lel entre una inductància (L – Transformador i Xarxa) i una capacitat (C – Bateria de condensadors).

esquema y curva de resonancia

Si poguéssim observar la resposta a la freqüència d'aquest sistema veuríem que a una freqüència fR la impedància del sistema és molt més gran que el del seu comportament normal.

Com hem dit anteriorment, a les instal·lacions d'avui en dia hi ha cada cop més càrregues, la demanda de les quals no és lineal, provocant una major distorsió en corrent harmònic a la instal·lació, i alhora també en tensió.

Tipus de càrregues   

 

1. Rectificador.
2. Soldadura per arc.
3. Variador de velocitat.
4. SAI.
5. Làmpades de descàrrega.
6. Ordinadors.

L'existència de corrents la freqüència de les quals és superior a la fonamental de 50 ó 60 Hz, fa que es puguin complir les condicions de ressonància anteriorment descrites. Això comportarà bàsicament:

  • Amplificació de la distorsió en tensió per a tota la instal·lació (pot afectar a equips i elements elèctrics sensibles).
  • Major absorció de corrent per part dels condensadors, amb el conseqüent sobreescalfament, reducció de la seva capacitat i vida útil, i en alguns casos la destrucció del condensador.

Un cop dits tots aquests arguments i efectes els il·lustrarem amb un exemple real.

Instal·lació ubicada a Espanya, la seva activitat s'emmarca en el sector de la metal·lúrgia (tractament de peces metàl·liques). Aquesta instal·lació consta d'un transformador de 1000 kVA, diferents subquadres amb màquines rotatives (torns, cintes transportadores, elevadors, etc.) i de servei (oficines, magatzem d'expedicions, vestuaris, etc.).

El tècnic de manteniment encarregat d'aquesta empresa, comprovant que el nivell de recàrrec per consum d'energia reactiva era important, va calcular a partir d'“una” única factura elèctrica quina era la potència de la bateria a instal·lar sense tenir en compte qualsevol altre factor.

Va optar per comprar una bateria de condensadors convencional maniobrada per contactors de 150 kvar.

Després de connectar la bateria, dues setmanes després, va observar que sortia fum de la bateria amb el resultat de dos condensadors inservibles, a més de l'alarma que va causar en el centre de treball proper. Van substituir a la setmana els condensadors, però al poc temps es va reproduir el mateix efecte, juntament amb disparaments d'algunes proteccions de subquadres menors com els vestuaris, a maquinàries auxiliars i en el magatzem d'expedicions. Van tornar a substituir els condensadors espatllats, aquest cop per condensadors reforçats a 460 V, i  al cap de poc temps va tornar a passar el mateix. Finalment van optar per desconnectar la bateria de condensadors, cosa que va suposar, doncs, tornar a pagar un recàrrec per energia reactiva.

El tècnic de manteniment de l'empresa va sol·licitar a CIRCUTOR, com a empresa líder en compensació d'energia reactiva, que tractéssim d'esbrinar què passava amb aquesta bateria de condensadors. Es va procedir a realitzar uns mesuraments bàsics en capçalera de la instal·lació. Aquests mesuraments són simplement mesurar amb i sense la bateria connectada (sempre amb la instal·lació en càrrega).

Esquema de THD (U)% y THD (I)% indicando con y sin batería conectada
Esquema de THD (U)% i THD (I)% indicant amb i sense bateria connectada

Tot i que el sistema denotava un nivell de distorsió en corrent relativament baix (7-8% de THDI% amb XX A), el nivell en tensió no era gens menyspreable (3,3% de THDV%). Per pròpia experiència empírica, el risc de que un sistema pugui entrar en ressonància és de l'ordre de un 15% de THDI% i un 2% de THDV% (no hi ha res estipulat al respecte).

Varem anar entrant manualment a cadascun dels condensadors, i varem observar com l'increment de THDV% era substancial. Aquest és un indicador evident de què s'està produint una ressonància en paral·lel. Amb tota la bateria connectada es va arribar a valors del 80% de THDI% a plena càrrega a fàbrica, i d'un 23% de THDV%. Perquè us feu una idea, el límit que estableix la qualitat de subministrament en tensió (UNE EN-50160) és d'un 8%. 

 Sin batería conectada
Sense bateria connectada

Con batería conectada

Amb bateria connectada

 

Finalment, varem avaluar les despeses que va suposar aquesta mala elecció: 

CONCEPTE Uts. IMPORT
Bateria convencional 150 kvar 1 4.400 €
Recanvi de condensadors 400 V 9 3.056,50 €
Recanvi de condensadors 460 V 6 2.474 €
Ma d'obra (cost estimat 20 €/h) 19 380 €
Aturades de producció i expedició (cost estimat 2.500 €/h) 2,5 6.250 €
Recàrrec per energia reactiva (cost mitjà mensual 958 €/mes) 2 1.916 €
Bateria de condensadors desintonitzada tipus FR 1 12.285 €
COST FINAL TOTAL   30.761,50 €

 

Com podem comprovar, una solució aparentment més barata es converteix en un cost econòmic realment més elevat. Si s'hagués realitzat una inversió tècnica correcta amb una bateria desintonitzada tipus FR, l'estalvi final s'hagués reduït pràcticament en un 60%.

pdf Descarregar aquest article en format PDF

 

Francesc Fornieles Castells
ffornieles@circutor.es
Responsable de Mercats - Divisió Qualitat de Xarxa
Markets Manager - Power Quality Division

 
Cómo evitar penalizaciones por máxima demanda

Les 3 regles essencials per a la selectivitat en proteccions diferencials

on .

Una part important de disparaments intempestius en una instal·lació és deguda a una falta de coordinació de selectivitat entre les proteccions diferencials. Amb una bona pràctica d'instal·lació podrem solucionar una gran part dels disparaments de proteccions diferencials. 

La selectivitat de les proteccions diferencials ha de ser tant horitzontal com vertical. En aquest article abordarem les tres regles essencials per a la selectivitat vertical.

Per garantir la correcta selectivitat vertical s'ha de complir tres condicions:

  • Selectivitat amperimètrica.
  • Selectivitat cronomètrica.
  • Selectivitat de tipus. 

Selectivitat amperimètrica.

Selectividad amperimétrica
 
 

Aquesta condició ha de complir que el valor de sensibilitat del diferencial connectat aigües amunt (I∆1) sigui major del doble de la sensibilitat del diferencial connectat aigües avall (I∆2).

Per exemple, un diferencial amb una sensibilitat de 30 mA (I∆2) podríem posar un diferencial de 100 mA (I∆1) o superior aigües amunt.

Pel sol fet de la selectivitat amperimètrica estaríem complint una de les tres condicions, pel que la selectivitat seria només parcial.

  Esquema Selectividad amperimétrica

 


Selectivitat cronomètrica.

Selectividad cronométrica
 
 

Aquesta condició ha de garantir que un diferencial connectat aigües amunt (t1) no actuï abans que un diferencial d'aigües amunt (t2) per a qualsevol valor de corrent.

Els temps de resposta s'han de mantenir per sota dels temps límit de seguretat.

Conjuntament amb la selectivitat amperimètrica aconseguirem una selectivitat total.

  Esquema Selectividad cronométrica

 


Selectivitat de tipus.

Selectividad de tipo
 
 

Per garantir la selectivitat vertical, el tipus o classe de diferencial aigües amunt ha de ser superior o igual al diferencial instal·lat aigües avall.

Degut a la major exigència en les proteccions diferencials de les instal·lacions, es requereix cada cop més proteccions tipus A i tipus B, pel que cal respectar la selectivitat vertical segons el tipus instal·lat aigües avall.

  Esquema Selectividad de tipo

 


Selectividad vertical

Els diferencials RGU-2, RGU-10, RGU-10B i CBS4 de CIRCUTOR ens permeten adaptar-nos als requeriments de selectivitat per a qualsevol instal·lació. Així, ens podem ajustar fàcilment tant als paràmetres de sensibilitat com de temps necessaris.

Protección diferencial CIRCUTOR

Amb un únic diferencial podem protegir des d'una simple càrrega, un subquadre o una connexió de servei general. Tot això, afegit a la seva ultraimmunitat i altes prestacions (prealarma, display i comunicacions), fan que els diferencials CIRCUTOR siguin l'opció ideal per a tot tipus d'instal·lacions.

 

Francesc Fornieles Castells

Responsable de Mercats - Divisió Gestió Energètica i Qualitat de Xarxa
Markets Manager - Energy Management and Power Quality Division 

Gestió bancària a Mèxic

on .

Gestión bancaria en México

La importància de realitzar una bona gestió de l'energia.

Cada dia és més important realitzar una bona gestió de l'energia, per aquest motiu CIRCUTOR ha col·laborat amb un dels grups bancaris més importants de Mèxic per implantar un sistema de monitoratge i enregistrament. Aquest grup té presència en més de 160 països, essent així un banc de referència a nivell mundial. 

Degut a la necessitat de fer un ús racional de l'energia elèctrica, el grup bancari ha decidit instal·lar un sistema de mesura i enregistrament d'energia en més de 200 oficines de Mèxic DF.

El contador CIRWATT B permite almacenar datos del suministro eléctrico, controlar los excesos puntuales de demanda y corregir desviaciones.
 El comptador CIRWATT B permet emmagatzemar dades del subministrament elèctric, 
 controlar els excessos puntuals de demanda i corregir desviacions.

El principal objectiu del projecte és enregistrar en un sistema Scada el consum elèctric per poder comparar els diferents hàbits de consum de les seves oficines i realitzar accions de millora en la gestió de l'eficiència energètica. A través d'aquest sistema (Power Studio Scada) s'agrupen els consums energètics d'oficines, per superfície, i cadascuna d'elles genera simulacions mensuals de la factura elèctrica, anticipant-se al rebut enviat per la CFE (Comissió Federal d'Electricitat). D'aquest mode senzill, es poden llistar les oficines de major i menor consum per corregir hàbits energètics detectats i inclús proposar millores. A més del registre d'energia, els equips instal·lats emmagatzemen dades del subministrament elèctric tals com la tensió subministrada per la CFE o la potència, fet que permet controlar els excessos puntuals de demanda i corregir desviacions.

Gestión bancaria en México

El nou model de comptador CIRWATT B PREMIUM és capaç de registrar tots els paràmetres elèctrics necessaris i bolcar-los al seu sistema de monitoratge i control: Power Studio Scada. Mitjançant una connexió directa d'àrea local (LAN) s'aconsegueix la total implementació del sistema a cada oficina bancària, creant així un sistema de gestió individual per oficina.

En tot projecte d'estalvi i gestió de l'eficiència energètica, és important tenir un sistema robust i fiable capaç d'aportar una visió global de la instal·lació per realitzar, de forma intuïtiva, accions correctores, a temps. Gràcies a la solució CIRCUTOR, ja no es necessita esperar a rebre la factura elèctrica sinó que en qualsevol instant podem visualitzar l'energia o la potència consumida en cada tram horari. D'aquesta senzilla manera es controla si la instal·lació funciona d'una forma eficient, podent revisar si la potència contractada és la correcta o si la il·luminació i el sistema de condicionament de l'aire s'adeqüen a les necessitats reals.

Gestión bancaria en México

CIR-MEX és l'empresa distribuïdora de solucions amb més experiència en integració de sistemes de monitoratge i adquisició de dades de Circutor a Mèxic. Aquest projecte ha estat desenvolupat gràcies a la seva llarga experiència en aquest tipus de solucions. CIRCUTOR creu fermament en aquest tipus de solucions, que ajuden a aconseguir millores energètiques i econòmiques en clients tan de mitjà com de gran consum elèctric.

Com a conclusió podem assegurar que els sistemes de gestió d'energia de CIRCUTOR doten a tot tipus d'empreses de les eines necessàries per assolir un alt nivell d'Eficiència Energètica Elèctrica. L'èxit aconseguit en el projecte bancari n'és un bon exemple.

pdf Descarregueu aquest article en format PDF.

Informe diferencial RGU-2

on .

1.- Resum:

Les instal·lacions elèctriques actuals i noves normatives exigeixen molt més a les proteccions diferencials. En aquest article un tècnic convidat explica el nou equip RGU-2, preparat per a aquests reptes, així com estalviar en el manteniment de les instal·lacions.

RGU-2
RGU-2

2.- Introducció:

Les instal·lacions elèctriques actuals disposen cada dia més d'equips receptors que incorporen electrònica, per no dir la majoria

Els receptors que incorporen electrònica influeixen en la instal·lació elèctrica de varies formes:

  • Generen distorsió harmònica en el corrent que consumeixen.
  • Generen fuites de corrent, a la freqüència de xarxa de 50 Hz i a més alta freqüència, en condicions normals de funcionament.
  • En el moment de connexió a l'alimentació elèctrica generen una punta de corrent de fuita.
  • En cas d'un error d'aïllament, el corrent de fuita pot no ser sinusoïdal, per exemple polsant.

Exemples d'equips que incorporen electrònica:

Ordinadors, llums de baix consum, vitroceràmica, rentadora, rentaplats, microones, carregadors de mòbil, equips d'aire condicionat, carregadors de vehicles elèctrics, assecadora, màquines eines...

Tots aquests receptors generen en condicions normals de funcionament corrents de fuita en la instal·lació elèctrica i això provoca que les proteccions diferencials siguin més susceptibles de disparament.

3.- Diferencial RGU-2

El nou equip RGU-2 ens aporta els següents detalls tècnics que ens ajuden a tenir una instal·lació protegida i alhora que no es produeixin disparaments intempestius de la protecció diferencial, per tant, més garantia de subministrament.

Marge de disparament:

La norma de fabricació de diferencials estipula que el marge de disparament ha d'estar entre el 50 i el 100% de la sensibilitat, per exemple un diferencial de 30 mA s'ha de disparar entre 15 i 30 mA.

Què passa si tenim un diferencial que la seva sensibilitat de disparament està en 16 mA, i una altra en 25 mA?

  • Els dos diferencials compleixen amb la legislació vigent.
  • El primer dispararà abans que el segon.
  • Si a més, afirmem que una instal·lació, sense cap avaria, té sempre un corrent de fuita, el primer sempre serà molt més sensible al disparament.
  • Si també tenim que en el moment de la connexió de l'alimentació elèctrica apareix un transitori de corrent de fuita, és molt més fàcil que el més sensible dispari abans que l'altre.

Què ens aporta el RGU-2:

  • El seu marge de disparament està comprès entre el 85 i el 100% de la seva sensibilitat.
  • Per tant, ens aporta més garantia de subministrament, més robustesa i fiabilitat.
Marge de disparament 
Sensibilitat 
 diferencial [mA] 
Diferencial 
 estàndard [mA]
Diferencial 
 RGU-2 [mA]
30 15 - 30 25 - 30
300  150 - 300 255 - 300
500 250 - 500 425 - 500
1000 500 - 1000 850 - 1000

 

Classe de diferencial:

Els diferencials més habituals que s'instal·len són els de classe AC, però només detecten corrents de fuita alterna de 50 Hz. Per tant, no són els adequats per instal·lar quan existeixen receptors que incorporen electrònica.

Aquests equips tenen marcat el símbol:

Clase AC

El RGU-2 és un equip capaç de detectar corrents de fuita alterns i polsants, això es classifica com a classe A.

Els equips classe A tenen marcat el següent símbol:

Clase A

Per tant el RGU-2 ens aporta més seguretat a la nostra instal·lació, ja que és capaç de detectar un corrent de fuita tan altern com polsant.

Sensibilitat amb la freqüència:

Un altre detall important és saber com es comporta, amb la freqüència, el diferencial. Els diferencials normals són sensibles al corrent altern de 50 Hz, això seria suficient si a la instal·lació no hi hagués receptors amb electrònica.

El RGU-2 a més de ser sensible al corrent de 50 Hz, és menys sensible als corrents de freqüència superior. Això a primera vista podria semblar que no és bo en vistes a la seguretat elèctrica, però no és cert del tot.

Hem de tenir present que:

  • Els receptors que incorporen electrònica generen fuites de alta freqüència.
  • El cos humà és més sensible a 50 Hz que a 500 Hz, això vol dir que a més freqüència es necessita més corrent per produir els mateixos efectes.

La norma internacional IEC 479-2 indica els valors de corrent que pot suportar una persona en funció de la freqüència del corrent. El diferencial RGU-2 ajusta la seva sensibilitat als límits que estableix la norma de seguretat.

Un altre factor important que es dedueix de la resposta davant l'alta freqüència és que redunda en una millor immunitat als salts intempestius, ja que, si a més freqüència menys sensibilitat, implica en el fons que el diferencial és més robust a les pertorbacions transitòries que ens poden arribar per la pròpia xarxa elèctrica.

Concepte de la Ultraimmunització:

El RGU-2 és un diferencial Ultraimmunitzat! Però què vol dir això, i què aporta a la nostra instal·lació?

Popularment es coneix els diferencials ultraimmunitzats  aquells que no disparen per falses alarmes, o que els costa molt saltar intempestivament.

D'on surten aquestes qualitats?, doncs bàsicament de les dades que ja hem descrit i que resumim una altra vegada:

  • Marge de disparament entre 85%-100% de la sensibilitat.
  • Resposta en freqüència, en concret a la reducció de la sensibilitat quan aquesta augmenta.
  • Més immunitat als transitoris de la xarxa.

Altres característiques del RGU-2:

El nou RGU-2 ens aporta les següents característiques:

  • Visualització clara i senzilla, mitjançant barra de leds o amb indicació del valor exacte de fuita a la pantalla LCD.
  •  Àmplia gamma de toroïdals externs.
  • Sensibilitat d'ajustament: 30, 100, 300, 500 mA, 1, 2, 3, 5 A.
  • Temps de disparament ajustable: Instantani, Selectiu, 0,1, 0,2, 0,3, 0,5, 1, 2, 3, 5 segons.
  • 2 Sortides a relé per indicació de prealarma i alarma.

Conexionado RGU-2

Amb totes aquestes característiques, ens permet utilitzar el diferencial RGU-2 per a una infinitat d'aplicacions, tan per instal·lar en capçalera, en subquadres i en la protecció final de càrregues, com servint per a xarxes en règim de neutre TT, TN-S i IT, siguin monofàsiques com trifàsiques amb i sense neutre.

 

Joan Romans Artigas
 Enginyer Electrònic
 Enginyer Tècnic de Telecomunicacions

Francesc Fornieles Castells
 ffornieles@circutor.es
 Responsable de Mercats - Divisió Qualitat de Xarxa
 Markets Manager - Power Quality Division

 

 

Més informació.

CIRCUTOR obre aquí una secció perquè els seus clients i Partners enviïn articles tècnics, sobre la seva experiència amb equips i software de CIRCUTOR
 Els articles hauran de tenir un adequat nivell tècnic, perquè compleixin un mínim d'informació explicativa i puguin ser publicats.

 

Cómo evitar penalizaciones por máxima demanda

Com millorar l'eficiència en els Centres de Processament de Dades (CPDs)

on .

 

La importància de conèixer el PUE

En qualsevol sistema productiu podem calcular l'eficiència energètica comparant l'energia realment útil respecte de tota la que necessita el sistema. Amb aquesta informació i sabent on es produeixen les ineficiències es poden aconseguir estalvis substancials, i una operativa més respectuosa amb el medi ambient.

Com exemple pràctic, un centre de processament de dades mitjà amb una potència instal·lada de 100 kW pot aconseguir un estalvi d'entre 8.000 € i 16.000 € l'any a la factura elèctrica gràcies a la millora en l'eficiència energètica. Per això, tant important és saber on es produeixen els consums, com valorar les mesures correctores.

Als Centres de Processament de dades el factor energètic és tan crític que té un indicador específic: el PUE o Eficiència en l'Ús de l'Energia (Power Ussage Effectiveness per les seves sigles en anglès), definit mitjançant la normativa emesa per The Green Grid, entitat d'àmbit mundial constituïda per més de 175 empreses de renom internacional. 

La Comissió Europea també disposa d'un codi de conducta per reduir l'impacte dels creixents consums energètics dels centres de dades.

Periòdicament publica les millors pràctiques pels centres de processament de dades, en aquest cas de 2013

  FA-CPD-code-conduct

Aquests tipus de Centres tenen un perfil peculiar, a causa dels horaris ininterromputs de treball. La gran importància de la continuïtat en el servei energètic a servidors, ordinadors i comunicacions obliga a disposar de tres grups d'equipaments principals per al seu ús exclusiu:

  • Equips destinats a l'aportació i control d'energia (tant elèctrica com d'altres fonts, com són gasoil, gas, etc.) necessàries per al funcionament d'aquestes unitats de continuïtat. En aquest grup hi trobem tant les connexions de servei i quadres de distribució, sistemes d'enllumenat i refrigeració, aire condicionat de les sales corresponents, etc.
  • Una o varies unitats per a alimentació en els equips informàtics (TI), constituïdes per les anomenades SAI (Servei d'Alimentació Ininterrompuda) o UPS ( sigles corresponents a Uninterruptible Power Siystem).
  • Els quadres i sistemes de distribució d'aquesta energia fins als equips informàtics específicament.

A grans trets, podem dir que del 100% de l'energia total consumida al CPD, un 60% correspondria a consums elèctrics de infraestructura i el 40% restant a refrigeració.

Veiem, sens dubte, la necessitat de disposar d'uns coeficients (PUE) que possibilitin la confecció d'estudis comparatius per a actuacions encaminades a l'optimització dels consums energètics a aquests centres.

Pautes de càlcul

Com ja veiem per al càlcul dels paràmetres corresponents a l'efectivitat del CPD, normalment s'utilitza la normativa emesa per The Green Grid. Distingirem dos indicadors clau per al seu coneixement:

1. PUE : Eficàcia en l'ús de l'energia, calculat mitjançant la fórmula:

2. DCE : Eficiència del Centre de Dades, calculada, en %, mitjançant la fórmula:

A més, l'Agència de Protecció Mediambiental de EEUU (EPA), ofereix els següents valors del PUE com a referència:

  • Històric 2.0
  • Tendència actual 1.9
  • Operacions optimitzades 1.7
  • Millores pràctiques 1.3
  • Novetats 1.2

Companyies com Google han aconseguit que el PUE de mitjana dels seus CPD, sigui de 1.22, arribant en alguns d'ells a valors de 1.15.

Dins de la referència històrica (PUE 2.0) el consum típic dels diferents elements del CPD és el següent:

Consumo típico CPD

Per tant, una de les claus de l'èxit en un projecte de millora energètica és mesurar els consums a cada tipus d'equipament, per reconèixer les àrees de millora més assequibles.

Hi ha tres nivells generals de mesura, detallats a la taula adjunta, els punts de mesura dels quals es corresponen amb els indicats a l'esquema també adjunt, on s'hi considera l'energia en kWh. Per a tots els nivells, es prendrà com a referència comparativa un cicle de 12 mesos.

Hi ha també un Nivell 0 on es consideren exclusivament les mesures de potència (kW), prenent els valors de les demandes generals de la instal·lació i de la sortida de UPS.

Niveles generales de medición

Escala cálculo Eficiencia PUE

CIRCUTOR amb dècades d'experiència en solucions d'eficiència energètica, ofereix una àmplia gamma de productes que us facilitaran la presa contínua de dades per al control del PUE i del DCE, rendiment d'equips UPS, gestió energètica i manteniment del CPD, des de comptadors d'energia, analitzadors de xarxes, proteccions diferencials ultraimmunitzades, sistemes de filtratge d'harmònics, software de gestió PowerStudio Scada i sistemes de compensació d'energia reactiva.

Solució CIRCUTOR mitjançant sistema SCADA

Per a l'estudi es necessiten dues fases de implantació i una tercera d'estudi:

  1. Medició: amb la incorporació d'equips analitzadors de xarxes, tipus CVM, amb els seus corresponents transformadors d'intensitat, proveïts de comunicacions sèrie RS485, per a coneixement de les energies circulants.
  2. Anàlisi: implantant l'aplicació PowerStudio Scada, calculant i visualitzant els valors resultants, i confecció dels informes corresponents.
  3. Millores: analitzant les dades recollides, es pot decidir quins equips estan consumint.

L'aplicació estaria formada per:

Una primera pantalla (Fig.1) del tipus esquema unifilar, amb les dades corresponents a les energies concurrents de tot tipus (traduïdes, d'acord al tipus d'energia a kWh).    Esquema unifilar
Una segona pantalla (Fig.2) resumeixen amb els càlculs de rendiments, (Fig.3) donant accés a la confecció i visualització dels informes amb resultats per a diferents períodes (diari, setmanal, mensual i anual).    Cálculos de rendimientos

A títol d'exemple demostratiu, acompanyem detall de les pantalles obtingudes a partir de la instal·lació d'analitzadors CVM i programació d'una Aplicació específica Scada.

A la primera es pot apreciar l'esquema d 'instal·lació i connexió d'equips, en la segona l'exposició de dades resultants on-line per a un mateix CPD, i a la tercera un informe setmanal corresponent a un Nivell 1 amb freqüència de mesura contínua.

   Informe PUE semanal
Solució CIRCUTOR mitjançant pantalla de visualització local

Per a l'estudi, es necessiten dues fases d'implantació:

  1. Incorporació d'equips analitzadors de xarxes, tipus CVM, amb els seus corresponents transformadors d'intensitat, proveïts de comunicacions sèrie RS485, per al coneixement de les energies circulants.
  2.  Incorporació d'un autòmat energètic, tipus EDS, amb funcions d'emmagatzemament i tractament de dades, amb la seva corresponent programació incorporada, afegint-s'hi, a més una pantalla de visualització local.

A títol d'exemple, acompanyem detall de la topologia de comunicacions a partir de la instal·lació d'analitzadors CVM, de l'autòmat energètic EDS, i pantalla per a visualització local.

Solución mediante pantalla local

Title goes here

Per a millorar l'eficiència d'un centre de processament de dades, després de les mesures i l'anàlisi, arriba l'execució d'accions de millora. Hi ha accions que no impliquen inversió, com ara un canvi de Potència contractada per tenir-ne una de menor i així estalviar en cost directe, i d'altres accions que sí requeriran una inversió com ara el canvi d'equips per d'altres més eficients.

Per ordenar aquestes accions de millora es pot utilitzar una prioritat, segons l'eficiència que podem aconseguir amb cadascuna d'aquestes accions. Aquesta prioritat es calcula comparant la millora aconseguida respecte de la inversió necessària per aconseguir aquesta millora.

Priorización acciones de mejora     

Pa: Prioritat de l'acció
 CEa: Consum Energètic amb la situació actual
 CEm: Consum Energètic amb la mesura a adoptar
 Inversió: Valor de la inversió per aconseguir l'estalvi

 

Amb aquesta valoració per a cada possible acció de millora, es pot confeccionar una llista d'accions i ordenar-les de major a menor prioritat.

Com a possibles mesures a adoptar a curt termini tenim les següents:

  • Analitzar els patrons d'ús dels entorns desplegats. 
    • Calcular les mesures mínimes dels grups de servidors que permetin mantenir els nivells de servei.
    • Apagat de la capacitat no utilitzada, sempre i quan es mantingui una disponibilitat correcta.
  • Virtualització i consolidació.
  • Substituir hardware. 
    • Virtualitzar els entorns de proves.
    • Substituir hardware obsolet.

Canvis en la gestió de la sala. 

  • Correcte control i ajust de la temperatura de la sala.
    Canvis en la infraestructura de refrigeració. 
    • Nova maquinària de refrigeració més eficient.
    • Passadissos calents-freds.
    • Eliminació de “forats” en els racks.
    • Futur: utilització d'aire extern.
  • Optimització de la il·luminació.

Per a una llista més exhaustiva de millores a Centres de Dades podeu consultar les "Millors Pràctiques 2013 recollides per la Unitat de Energies Renovables de la Comissió Europea"

Conclusions:

Els CPD (Centre de Processament de Dades) són importants consumidors d'energia elèctrica, podent dividir-ne el consum en l'energia útil per equips informàtics, i en l'energia addicional necessària per al seu bon funcionament. Aquest consum energètic és tan crític que té un indicador específic: el PUE o Eficiència en l'Ús de l'Energia (Power Ussage Effectivenes per les seves sigles en anglès).

En CPD amb PUE no optimitzats, aquesta energia addicional pot arribar a suposar el 50% de l'energia total, el que ens presenta un panorama molt adequat de millora. Segons els requeriments de disponibilitat mínima necessària i les possibilitats d'inversió de millora es pot arribar a estalvis del 20% de l'energia total consumida (que poden suposar de 8.000 a 16.000 € l'any en un CPD mitjà de 100 kW).

Com hem vist a l'article, és possible estudiar i mesurar les possibles millores en un centre de processament de dades. Les fases fonamentals són la instal·lació d'equips de mesura energètica, l'anàlisi de les dades recollides, i la presa de decisions en funció d'aquests anàlisis.

CIRCUTOR amb dècades d'experiència en solucions de eficiència energètica, ofereix una àmplia gamma de productes que us facilitaran la presa contínua de dades per al control, manteniment i gestió de l'eficiència energètica del CPD.

   

Premeu aquí per descarregar aquest document en format pdf PDF: es

 
 
   

Consulteu el nostre Cas d'èxit en un Centre de processament de dades.

 
 

 


 
Contacteu amb nosaltres:
 t. 93 745 29 00
 
     

circutor32x32

Contacte

CIRCUTOR, SA
Vial Sant Jordi s/n, 08232
Viladecavalls (Barcelona) Spain
Tel: (+34) 93 745 29 00
Fax (+34) 93 745 29 14

Servei d'Assistència Tècnica

(+34) 93 745 29 19

SAT