USO EFICIENTE DE LA ENERGIA ELECTRICA (CII-3405), Sección 1

UNIVERSIDAD DIEGO PORTALES

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

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PROGRAMA DE CURSO

USO EFICIENTE DE LA ENERGIA ELECTRICA (CII-3405), Sección 1

Segundo Semestre de 2017

1. IDENTIFICACIÓN

Créditos: 6

Requisitos: Electrónica y Electrotecnia (CII-2500).

Profesor: JORGE ROMO (joromo@ctcinternet.cl)

Sesiones de cátedras semanales: 2 Sesiones (Martes E y Viernes E)

Sesiones de ayudantía semanales: 1 Sesión (Día)

Horario de atención profesor: Martes y Viernes de 16:50 a 17:20 hrs.

1. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS

Objetivo general:

El alumno, una vez finalizado el curso, deberá ser capaz de comprender el funcionamiento y costos de operación de instalaciones eléctricas industriales, y realizar proyectos de uso eficiente de energía eléctrica en industrias.

Objetivos específicos:

• Comprender el funcionamiento de instalaciones eléctricas industriales y de los equipos y otros elementos que comúnmente se emplean en éstas (transformadores, empalmes, medidores, tableros, protecciones eléctricas, líneas, motores eléctricos, termoelectricidad, iluminación).

• Evaluar el costo en que debe incurrir una industria por concepto de consumo de electricidad (manejar conceptos tales como tarifas, consumo de energía, cargo por demanda máxima, cargo por bajo factor de potencia, etc.)

• Identificar potencialidades de uso eficiente de la energía eléctrica y ahorros por concepto de consumo de electricidad.

• Aplicar los conceptos estudiados al desarrollo de proyectos de uso eficiente de energía eléctrica.

1. DESCRIPCIÓN DE CONTENIDOS

1.- INTRODUCCION.

1.1. Descripción general del consumo de energía eléctrica en los sectores residencial, comercial, industrial y minero.

1.2. Distribución aproximada del consumo de energía eléctrica por diversos tipos de equipos (curvas de demanda).

2.- INSTALACIONES ELECTRICAS INDUSTRIALES.

2.1. Descripción general: instalaciones monofásicas y trifásicas, elementos constituyentes (empalme, tableros, líneas, consumos).

2.2. Clasificación y descripción de empalmes.

2.3. Clasificación y descripción de tableros, y sus protecciones eléctricas.

2.4. Líneas: cálculo, canalizaciones.

2.5. Consumos: clasificación y cálculos relevantes (motores eléctricos, luminotecnia).

3.- COSTO DE LA ENERGIA ELECTRICA.

3.1. Potencia y Energía: potencias activa, reactiva y aparente; energías activa y reactiva; factor de potencia; curva de demanda.

3.2. Tarificación Eléctrica: tipos de tarifa y cargos que incluyen.

3.3. Aplicaciones.

4.- PROYECTOS DE USO EFICIENTE DE ENERGIA ELECTRICA.

4.1. Análisis Preliminar: Identificación de sectores y equipos donde se concentra el consumo de electricidad.

4.2. Opciones típicas de solución: equipos de alta eficiencia, líneas de sección óptima, tarifa adecuada a la demanda, fuentes alternativas, compensación de reactivos, reducción de pérdidas por armónicas, modificación y/o automatización de procesos, etc.

4.3. Etapas típicas de Proyectos de Uso Eficiente de Energía Eléctrica: diagnóstico, identificación de soluciones y evaluación técnico-económica.

5.- LINEAS EFICIENTES.

5.1. Descripción de líneas eléctricas (alimentadores, sub alimentadores, líneas de distribución de alumbrado y de fuerza).

5.2. Normas para líneas eléctricas. Cálculo de líneas eléctricas monofásicas y trifásicas de acuerdo a norma NCh Eléc. 4/2003.

5.3. Cálculo de sección óptima eficiente de líneas eléctricas monofásicas y trifásicas. Ahorros de energía. Aplicaciones.

5.4. Ubicación óptima de condensadores para reducir pérdidas de potencia en líneas.

6.- ILUMINACION EFICIENTE.

6.1. Luminotecnia: consideraciones generales sobre iluminación de recintos (método de los lúmenes).

6.2. Características de lámparas standard y lámparas de alta eficiencia: descripción, datos técnicos, precios.

6.3. Descripción de las etapas típicas de Proyectos de iluminación (mediante método de los lúmenes).

6.4. Aplicaciones.

7.- MOTORES DE INDUCCION TRIFASICOS EFICIENTES.

7.1. Descripción de motores de inducción trifásicos: principio de funcionamiento, datos de placa, comportamiento electromecánico.

7.2. Características importantes de operación evaluadas a partir de datos de placa: deslizamiento, rendimiento, potencia activa y reactiva, torque, etc.

7.3. Motores eficientes: descripción, rendimientos y otras características de operación, Normas, costos, aplicaciones.

7.4. Efecto de condiciones de operación y reparaciones en el rendimiento de motores de inducción.

7.5. Evaluación económica de proyectos de sustitución de motores de eficiencia standard por motores de alta eficiencia. Aplicaciones.

8- AHORRO DE ENERGIA MEDIANTE CONTROL ELECTRONICO DE VELOCIDAD DE MOTORES DE INDUCCION TRIFASICOS.

8.1. Descripción de Variadores de Frecuencia (VDF) trifásicos.

8.2. Empleo de VDF para el control de velocidad de motores de inducción. Análisis del comportamiento electromecánico del motor a distintas frecuencias.

8.3. Análisis de casos en que el control con VDF constituye un uso eficiente de energía.

8.4. Evaluación técnico económica de la incorporación de control de velocidad con VDF en plantas industriales. Aplicaciones

9.- AEROGENERADORES COMO FUENTE ALTERNATIVA DE ENERGIA ELECTRICA.

9.1.  Ahorros por compra de energía a Empresas Distribuidoras, en instalaciones industriales que disponen de Fuentes Alternativas de Energía Eléctrica.

9.2. Opciones de fuentes alternativas. Importancia de la generación de energía eléctrica mediante Energías Renovables No Convencionales (ERNC).

9.3. Aerogeneradores: descripción; relación entre velocidad del viento y potencia generada.

9.4. Energía eólica: características del viento, Escala de Beaufort, mapas eólicos, situación en Chile, variación con la altura, distribución de Weibull.

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