Uso de Motores de alto rendimento para redução do consumo de energia

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CENTRO UNIVERSITÁRIO JORGE AMADO - UNIJORGE

EDNALD VIDAL DO NASCIMENTO

Uso de motores de alto rendimento para redução do consumo de energia.

Salvador – BA

2013

EDNALD VIDAL DO NASCIMENTO

Uso de motores de alto rendimento para redução do consumo de energia.

Projeto apresentado para o Projeto Integrador como requisito básico para a apresentação do mesmo no Curso de Engenharia Elétrica

Orientadora: Antonia Cruz

Salvador – BA

2013

SUMÁRIO

1        INTRODUÇÃO        3

2        JUSTIFICATIVA        4

3        OBJETIVOS        5

4        METODOLOGIA        5

5        REFERENCIAL TEÓRICO        5

6        ESTUDO DE CASO        14

7        CRONOGRAMA        21

8        REFERÊNCIAS        22

1. INTRODUÇÃO

O setor industrial é responsável por 43% do consumo anual de energia elétrica do nosso país. Dentro desse setor os motores são responsáveis por cerca de 60% desse consumo, o que significar que os motores representam aproximadamente 25% do consumo de energia elétrica do país.

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Figura 1 – Consumo de energia elétrica no setor industrial.

Contudo apenas uma parcela da energia elétrica consumida pelos motores é convertida efetivamente em energia útil, no caso energia mecânica, outra parcela dessa energia é desperdiçada pelas perdas do motor principalmente na forma de calor. Essa energia desperdiçada é inversamente proporcional ao rendimento do motor, ou seja, quanto maior for o rendimento do motor maior será a parcela da energia convertida efetivamente em energia útil e menor será o desperdício de energia.

Multiplicando o consumo mensal em kWh pela tarifa de energia elétrica chega-se ao valor a ser pago a concessionária pelo uso da energia elétrica, logo podemos concluir que a energia desperdiçada nos motores refletir em um maior gasto com a energia elétrica. Além da questão econômica, o desperdício de energia nos motores torna necessário uma demanda maior de energia elétrica pois é necessário uma maior geração de energia o que é prejudicial ao meio ambiente, principalmente levando-se em conta a geração térmica.

Os motores de alto rendimento apresenta baixas perdas, devido a melhoria dos matérias e na fabricação dos motores, o que leva a uma diminuição considerável do desperdício de energia. Esse aumento no rendimento gera uma economia no consumo de energia e um menor impacto ambiental, já que será necessária menos energia para um mesmo serviço.

1. JUSTIFICATIVA

O uso eficiente da energia contribui positivamente para a economia, pois diminui os gastos e aumenta a produtividade além de contribuir com a sustentabilidade, que vem ganhando força nas ultimas décadas, o crescimento sustentável deve ser visto como regra pela engenharia.

O uso de motores de alto rendimento além de diminuir o gasto com consumo de energia elétrica, também diminui o gasto com manutenção, pois com a diminuição das perdas os motores apresentam menor temperatura de trabalho resultando numa vida útil maior. Uma das características dos motores de indução é que o seu custo operacional é bem superior ao custo de aquisição. Esta relação pode ser de 25 a 100 vezes o custo de aquisição do motor, dependendo do tempo de funcionamento, da sua potência, da tarifa de energia elétrica e de seu rendimento, sendo assim na maioria das vezes é viável o investimento em motores de alto rendimento.

Deste modo o estudo do uso de motores de alto rendimento para a redução do consumo de energia é interessante para a formação em engenharia elétrica, pois com a necessidade das empresas crescerem de forma sustentável, a busca pela economia e o inventivo pelo governo para a eficiência energética esse é um mercado crescente para a engenharia moderna.

 

1. OBJETIVOS

1. OBJETIVO GERAL 

Analisar a redução do consumo de energia elétrica com o uso de motores de alto rendimento.

1. OBJETIVO ESPECÍFICO

Conhecer as características dos motores de alto rendimento, as diferenças em relação aos motores standard, e determinar a viabilidade do investimento em motores de alto rendimento no setor industrial.

1. METODOLOGIA

Pesquisa teórica sobre motores focando suas perdas, observando as diferenças entre os motores de alto rendimento e os motores padrão. Analisar as relações entre as alterações na construção dos motores de alto rendimento e a sua maior eficiência energética. Calculo da viabilidade econômica da substituição de um motor padrão e um de alto rendimento.

 

1. REFERENCIAL TEÓRICO

1. Perdas em motores elétricos.

Nem toda energia elétrica que é consumida pelos motores é de fato convertida em energia mecânica, devido aos materiais usados no interior da maquina e os campos magnéticos necessários para a conversão ocorrem uma serie de perdas que são representadas na figura 2.  

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Figura 2 – Gráfico das principais perdas nos motores elétricos de indução (Eletrobrás)

1. – Perdas no ferro (≈20%)

Devido ao fato da tensão ser do tipo alternada, as correntes que circulam no enrolamento do estator, produzem um campo magnético variável no núcleo do ferromagnético ocasionando perdas de dois tipos, por corrente de Foucault ou correntes parasitas e por histerese. A corrente de Foucault é a corrente induzida no interior do material magnético produzindo perdas por calor. Já as perdas por histerese são causadas pela orientação alternada do campo magnético. Histerese é a tendência de um material de conversar suas propriedades na ausência de um estimulo que as gerou. a figura 3 representa o gráfico da corrente versos a intensidade do campo magnético.