Secção económica e amortização ecológicaEficiência energética nas linhas

O cabo de baixo consumoExemplo em Baixa Tensão

Lisardo

Recio

Maíllo

Dados da instalação:

P = 130 kWU = 400 V (trifásica)cos φ = 0,9L = 175 mΔU = 5 % (queda de tensão admitida em %)Instalação em esteira perfuradaTemperatura ambiente = 30 ºCCircuito único na canalização (3 fases + neutro + condutor de protecção), sem influência térmica de outros circuitosCabo utilizado: Afumex 1000 V (AS) unipolar (cabo de cobre termo

estável, máxima temperatura no condutor 90 ºC)

Cabo Afumex 1000 V (AS) unipolar

5,2089,04003

130000cos3

==⋅⋅

=xxU

PIϕ

A

==Δ⋅⋅⋅⋅

=2044

9,05,2081753cos3x

xxxUILS

γϕ 64,63 mm² 70 mm²

Calculámos a intensidade que vai circular pela linha:

Secção por queda de tensão

O valor da secção por queda de tensão numa instalação trifásica sem efeito apreciável da reactância obtém-se segundo a seguinte fórmula:

Secção por intensidade admissível

Na página 62 das Regras

técnicas

pode-se encontrar a correspondência entre o sistema de instalação de cabos unipolares em esteira perfurada e o método tipo (Tabela

de intensidades admissíveis

52-C11 (Regras

técnicas, pág. 106)

I = 208,5 A

Esteiraperfurada

e cabo monoconductor

Método F

T ambiente = 30 ºC

Afumex

1000 V T alma conductora 90 ºC

Trifásica 3 conductorescarregados

268 A > 208,5 A 70 mm²

Secção

por inten-sidade

admissível

= 70 mm²

Tabela

de intensidades admissíveis

52-C11 (Regras

técnicas, pág. 106)

Cálculo de secção económica e ecológica

Secção

económica

Consideremos que a nossa linha é, aproximadamente, percorrida pelos seguintes valores de intensidade em função da hora de cada dia laboráveis, entendidos como laboráveis 228 dias/ano e o resto (137 dias) não laboráveis (férias, fins de semana e feriados).

Hora del día

Intensidade (A)

184 A

268 A

0 8 13 15 18 24

Imax

que pode levar o condutorde 70 mm²

nas condições de instalação definidas

A energia perdida na resistência eléctrica numa linha trifásica (sendo optimistas e supondo o neutro totalmente descarregado) responderia à

seguinte fórmula:

EP

= 3 ·

R ·

I²

·

t ·

L ·

1/1000 [kW·h]

SendoR: resistência da linha em Ω/km I: intensidade que percorre a linha em At: tempo em hL: comprimento da linha em km

Provamos em seguida com varias secções a partir da mínima obrigatória por critérios técnicos (70 mm²)

Tomarmos R a 90 ºC:R70 a 90 ºC

= 0,348 Ω/km

EP70

= 3 ·

R ·

I²

·

t ·

L ·

1/1000 = 3 x 0,348 Ω/km

x 184²

A²

x 8 h/día x 228 dias/ano x 0,175 km

x 1/1000 = 11282 kWh

EP95

= 3 ·

R ·

I²

·

t ·

L ·

1/1000 = 3 x 0,264

x 184²

x 8 x 228 x 0,175 x 1/1000

EP95

= 8559 kWh

EP120

= 3 ·

R ·

I²

·

t ·

L ·

1/1000 = 3 x 0,207

x 184²

x 8 x 228 x 0,175 x 1/1000

EP120

= 6711 kWh

EP150

= 3 ·

R ·

I²

·

t ·

L ·

1/1000 = 3 x 0,167

x 184²

x 8 x 228 x 0,175 x 1/1000

EP150

= 5414 kWh

EP185

= 3 ·

R ·

I²

·

t ·

L ·

1/1000 = 3 x 0,138

x 184²

x 8 x 228 x 0,175 x 1/1000

EP185

= 4474 kWh

1x95

1x120

1x150

1x185

1x70

R95 a 90 ºC

R120 a 90 ºC

R150 a 90 ºC

R185 a 90 ºC

Perdas anuais

na resistência dos condutores

EP70

= 11282 kWh

282050 kWh

25385 € 5267 €

EP95

= 8559 kWh

213975 kWh

19258 € 6842 €

EP120

= 6711 kWh

167775 kWh

15100 € 8662 €

EP150

= 5414 kWh

135530 kWh

12182 € 10815 €

EP185

= 4474 kWh

111850 kWh

10067 € 12705 €

1x95

1x120

1x150

1x185

1x70

Energiaperdida anual

Energiaperdida (25 anos)

Custo

energíaperdida (25 anos)

Custo

cabo

Amortização económica em cerca de 12 anos

Poupança económica por utilizar secções superiores a 70 mm²

Secção

económica 185 mm²

010002000300040005000600070008000

1x70 1x95 1x120 1x150 1x185 1x240

Poupança (€)

Valorizemos agora o CO2

poupado ao meio ambiente

EP70

= 11282 kW·h/ano em 25 anos: 282050 kW·h

EP185

= 4474 kW·h ano em 25 anos: 111850 kW·h

E a diferença será

a energia eléctrica que poupamos:

EPA = EP185 - EP70

= 282050 –

111850 = 170200 kW·h

E por tanto as emissões de CO2 poupadas ao utilizar a secção de 185 mm²

em vez de 70 mm²

ficariam em…

Emissões CO2

= 170200 kW·h

x 0,39* kg CO2

/kW·h

= 66378 kg CO2

*0,39 kg CO2

/kWh: valor estimado de emissões de CO2

por kWh eléctrico

Secção ecológica

Secção ecológica

kg CO2

emitidos / kg cabo fabricado

Cabos de energia de baixa tensão com condutor/es

de cobre 0,327

Cabos de energia de baixa e média tensão com condutor/es

de alumínio 0,408

Resto de cabos de energia e/ou cabos especiais 0,356

Cabos de telecomunicações 0,417

Fios esmaltados 0,585

Emissões de CO2

por kg de cabo fabricado (dados de FACEL)

Agora comparemos com as emissões por fabricação de cabo mais pesado (185 mm² ante a 70 mm²

nas fases e neutro e secção metade no condutor de protecção)

Peso com fases de 70 4 x 0,175 km x 750 kg/km + 0,175 x 395 kg/km = 594 kg cabo

Peso com fases de 185 4 x 0,175 km x 1866 kg/km + 0,175 x 970 = 1476 kg cabo

ΔPeso cabo = 1476 –

594 = 882 kg cabo

Pelo que as emissões por fabricação de 882 kg mais de cabo para satisfazer a secção económica de 185 mm²

serão:

Emissões CO2

= 882 kg cabo x 0,327 kg CO2

/kg cabo = 288 kg CO2

¡230 vezesmenos emissões!

66378 / 288 ≈

230

1x70

CO2 CO2 CO2

1x185

CO2

Vejamos quando amortizaríamos ecologicamente na passagem da secção de 70 a 185 mm²:

288 kg CO2

/ 66378 kg CO2

x 25 anos x 365 dias/ano = 39,59 dias

A “amortização ecológica”

produz-se pois em apenas uns 40 dias. Quer dizer, em 40 dias teremos poupado tantas emissões de CO2

como as que gastamos a mais pela fabricação do cabo da secção económica 185 mm²

ante a

secção técnica de 70 mm². Não obstante, podemos ver na tabela de resultados que inclusive só

um salto de secção, passando a 95 mm², origina uma poupança

económica e uma importante redução do impacto ambiental.

Redução de emissões de CO2

01000020000300004000050000600007000080000

1x70 1x95 1x120 1x150 1x185 1x240

Redução emissões CO2

(11282 -

4474) kWh/ano x 0,39 kg CO2

/kWh) / 20 kg CO2

/árvore ano ≈

133 árvores

Equivalências

≈

20 kg

CO2 / ano

≈

2305 kg

CO2 / año

2305 kg CO2

/ 15000 km/ano = 0,154 kg CO2

/km

((11282-4474) kWh x 0,39 kg CO2

/kWh) / 0,154 kg CO2

/km = 17241 km em 25 anos 431025 km ~ 3 automóveis ao longo da sua vida útil

EP70 al

ano

EP185 al ano

O

1x70

1x185

+7880 €

Ecologia+

Economia

CO2CO2

€ € €€ € €

CO2 CO2 CO2

€

ConclusõesCom a secção económica poupamos não apenas muito dinheiro mas também muitas emissões ao meio ambiente e ainda conseguimos outros benefícios como:

.-

Maior vida útil da linha ao ir menos carregada.-

Melhor resposta a fenómenos transitórios

.-

Possibilidade de ampliação de potência sem mudar o cabo…

Muito obrigado pela sua atenção