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How to cite this paperAn. 4. Enc. Energ. Meio Rural 2002
Análise comparativa da implantação da tarifa horo-sazonal em uma agroindústria
Luiz G. C. PortoI; Manoel H. SalgadoII; Jair W.S. ManfrinatoII
IDepartamento de Engenharia Elétrica - Faculdade de Engenharia de Bauru Universidade Estadual Paulista, Campus de Bauru
IIDepartamento de Engenharia de Produção - Faculdade de Engenharia de Bauru Universidade Estadual Paulista, Campus de Bauru.CEP 17033 360 Bauru-SP tel: (14) 221-6115 fax: (14) 221-6116, E-mail: porto@feb.unesp.br
RESUMO
O artigo visa analisar a influência dos parâmetros elétricos tais como fator de carga, consumo de ponta e fora de ponta, demanda de ponta e fora de ponta, quando da opção da tarifa convencional para a tarifa hora sazonal, em uma agroindústria produtora de farinha de mandioca.
Através de um levantamento detalhado do funcionamento diário da empresa, onde se obteve a carga instalada e as horas de funcionamento dos equipamentos, foi possível estimar os consumos e as demandas de ponta e fora de ponta e o fator de carga de ponta.
Foi realizada uma simulação para a obtenção do preço médio da energia consumida, bem como a redução do importe quando da opção tarifária convencional para as tarifas horo - sazonais azul e verde, onde concluiu-se que: na opção tarifária convencional para a azul, a empresa terá um aumento no importe de 7,23%, e para a tarifa verde terá um aumento de 9,64%; para que a mudança tarifária seja economicamente viável, é necessária uma redução na demanda de ponta da empresa.
Palavras chaves: Tarifas de energia elétrica, Racionalização de energia elétrica, Importe de energia elétrica
ABSTRACT
The article seeks to analyze the influence of electric parameters such as load factor, peak consumption, peak demand and non-peak demand, when the option is from conventional rate to season rate, in a industry producing tapioca flour.
Through a detailed study of the company´s daily operation, where it was obtained the installed load and the equipments´s operation hours, it was possible to preview the consumptions and demands and also the peak load factor.
A simulation was made to obtain the average price of the electricity consumed, as well as the reduction of the value, in conventional rate to hour-reason rate, blue and green, where we can conclude that: in conventional rate to blue rate, the company will have a value raise in 7,23% and to green rates, the raise will be 9,64%; to make the rate change economicably possible, it is necessary a demand reduction in the company peak.
INTRODUÇÃO
A partir de 1982, o país iniciou a remodelação do sistema de tarifas de energia elétrica, com a finalidade de adequá-la ao regime hídrico de nossos rios, com a conseqüente implantação da tarifa horo-sazonal. Tratando-se de uma implantação complexa, que necessita de amplo planejamento e de grandes mudanças estruturais na empresa, portanto, exigindo assim providências administrativas para a adequação da produção aos horários e períodos sazonais do ano.
Uma das maneiras mais utilizadas para avaliar, como a energia elétrica está sendo empregada, é a utilização de parâmetros elétricos, cujas variações podem ser acompanhadas juntamente com a produção. O levantamento da carga instalada e de seu horário de funcionamento, foi obtido através dos dados de placas dos equipamentos e os horários de funcionamento por verificação no local, portanto, sem a utilização de equipamentos de medições sofisticados, o que não permitiria a pequena empresa rural o seu uso, devido ao elevados custos dos mesmos.
FUNCIONAMENTO DA EMPRESA
A fabrica funciona 11 meses por ano, parando de rotina no mês de janeiro, apesar de poder funcionar alguns dias desse mês, dependendo do estoque de dezembro; nesse período de parada são realizadas as manutenções necessárias.
A produção é realizada em três turnos:das 7 às 15:30 horas; das 15:30 às 23:30 horas e das 23:30 às7 horas. A seção de empacotamento trabalha em um turno único: das 7 às 16 horas.
A operação da fábrica começa, na segunda feira, às 6 horas, com início da moagem; e nesse horário os fornos são acesos e seus motores são ligados; as 7 horas os fornos começam a ser abastecidos de matéria prima. Aos domingos às 6 horas, toda a produção é interrompida, e os fornos não são mais abastecidos, mas continuam funcionando, vazios por mais uma hora, até esfriarem; somente então, os fornos são desligados.
As paradas que ocorrem na produção são para o almoço: das 11 às 12 horas; para o jantar: das 19 às 20 horas, no segundo turno; e das 24 às 01 hora, no terceiro turno; o escritório trabalha das 7:30 às 12 horas, e das 14 às 17:30 horas.
SEQÜENCIA OPERACIONAL
A seqüência operacional da fabrica de farinha de mandioca esta demonstrada na Figura 1.
EQUAÇÕES UTILIZADAS
A empresa recebe energia no sistema de tarifa convencional, sendo classificada como consumidora pertencente ao Grupo A 4, ou seja, tensão de fornecimento igual ou superior a 2300V.
PREÇO MÉDIO
Para determinação do preço médio de hwh consumido na tarifa convencional, foi utilizada a equação 1, fornecida pela (CPFL, 1979).
TARIFA CONVENCIONAL
Onde:
Pm - Preço médio do kwh consumido R$
TD - Tarifa demanda R$/kw
TC - Tarifa de consumo R$/kwh
FC - Fator de carga
730 - número médio de horas no mês
Para as tarifas horo sazonais azul e verde, o preço médio foi calculado pelas expressões definidas por (LEAL NETO, 1988), que são as seguintes:
TARIFA AZUL
onde:
CP - Consumo de ponta na tarifa
TDP - Tarifa de demanda de ponta (R$/kw)
FCP - Fator de carga de ponta
FCFP - Fator de carga fora de ponta
TDFP - Tarifa de demanda fora de ponta(R$/kw)
CT - Consumo total
TCP - Tarifa de consumo de ponta (R$/kwh)
TCFP - Tarifa de consumo fora de ponta( R$/kwh)
66 - período de tempo em horas, que corresponde ao número de horas de ponta de um mês médio
664 - período de tempo em horas, que corresponde ao número de horas fora de ponta de um mês médio
TARIFA VERDE
VARIAÇÃO DO IMPORTE
A variação do importe permite analisar o quanto se altera o importe da energia elétrica de um determinado consumidor, quando há opção da tarifa convencional horo sazonal.
TARIFA CONVENCIONAL OPÇÃO PELA AZUL
Nessa condição, a variação do importe é dado por:
Onde:
R% - Variação do importe
IC - Importe na tarifa convencional (R$)
IA - Importe na tarifa convencional (R$)
Desenvolvendo a expressão (4), tem-se a expressão (5).
Onde:
RD - Relação de demandas
DP - Demanda de ponta
DFP - demanda fora de ponta
Para a expressão acima, variando RD de 0 a 1, ou seja, quando RD=0 não há consumo no horário de ponta até RD=1, condição em que o consumo no horário de ponta é igual ao consumo no horário fora de ponta, e para um fator de carga (FC), variando de 0 a 100%, para um determinado fator de carga constante, pode-se analisar a variação do importe, quando há opção da tarifa convencional para a tarifa horo sazonal azul.
TARIFA CONVENCIONAL OPÇÃO PELA VERDE
A variação do importe da tarifa convencional para a verde, é dada por:
Onde:
IV - Importe na tarifa verde
Desenvolvendo esta expressão tem-se:
Onde:
TD - Tarifa de demanda na modalidade tarifária verde (R$/kw). Para a expressão 8, variando RD de 0 a 1, e o fator de carga (FC) variando de 0 a 100% e para um determinado fator de carga de ponta (FCP)constante, pode-se avaliar a variação do importe na opção tarifa convencional para tarifa horo sazonal verde
FATOR DE CARGA DE PONTA
O fator de carga de ponta, para as atuais condições de funcionamento da empresa, foi calculada pela expressão 9, sendo considerado o período de ponta das 18 as 21 horas.
O fator de carga mensal, no segmento de ponta, foi calculado, supondo-se que, nos 22 dias úteis do mês, o regime de operação não se altere, e o fator de carga do mês será igual ao diário.
RESULTADOS
Para o estudo da possível implantação da tarifa horo sazonal na empresa, foi elaborada uma planilha de dados (Planilha 1), onde constam a carga instalada da empresa, bem como as horas de funcionamento nos respectivos horário de ponta e fora de ponta, bem como os consumos de ponta e fora de ponta.
CP = 367,72 kwh
CFP = 3246,10 kwh
O fator de carga geral da empresa (FC), foi considerado como sendo a média dos fatores de carga anual, cujo valor é de 40%.
Para o caso das demandas de ponta e fora de ponta, levantou-se hora a hora a soma das potências utilizadas, e cujo resumo está na Tabela 2. Os valores para as demandas de ponta e fora de ponta foram calculados através da média das demandas nos respectivos segmentos horários. Os valores obtidos foram:
DP = 118,34 kw
DFP = 154,33 kw
A relação entre as demandas de ponta e fora de ponta (RD) é igual a 0,77
O fator de carga de ponta (FCP), calculado pela expressão 9, resultou em 0,70.
TARIFAS UTILIZADAS
As tarifas utilizadas para a simulação tarifária da empresa, são para o período seco.
TARIFA CONVENCIONAL
TD= 8,71 R$/kw
TC= 0,12753 R$/kwh
TARIFA VERDE
TD = 7,67 R$/kw
TCP = 0,68303 R$/kwh
TCFP = 0,07179 R$/kwh
TARIFA AZUL
TDP = 22,99 R$/kw
TDFP = 7,76 R$/kw
TCP = 0,15098 R$/kwh
TCFP = 0,07179 R$/kwh
ANÁLISE DO PREÇO MÉDIO
Os preços médios das tarifas azul e verde, foram calculados pelas expressões 2 e 3 respectivamente, impondo que o fator de carga de ponta (FCP) é igual ao fator de carga fora de ponta (FCFP), e construídos, variando o consumo de ponta sobre o total (CP/CT) de 0 a 0,8.
As Tabelas 3 e 4, fornecem os valores calculados.
Nota-se, nas Tabelas 3 e 4 que, na condição CP/CT igual a zero, ou seja, não há consumo de energia elétrica no horário de ponta, os preços médios são praticamente iguais.
Para melhor análise das tarifas horo-sazonais, foi construído o Tabela 5, que fornece a diferença entre os preços das tarifas azul e verde. Nota-se que, para a condição CP/CT igual a zero, a diferença entre os preços médios, é praticamente zero.
Observa-se também que, para fatores de carga (FC) de até 60%, é vantajosa a tarifa verde, pois os valores da diferença dos preços médios das tarifas azul e verde são positivos. Já para fatores de carga superiores a 60%, é vantajosa a tarifa azul.
ANÁLISE DA VARIAÇÃO DO IMPORTE
A análise foi determinada através das Tabelas 6 e 7, construídos através da expressão 5 para a tarifa azul, e da expressão 8 para a tarifa verde. As tabelas foram obtidos, mantendo constantes o fator de carga de ponta (FCP), e variando o fator de carga geral (FC) de 0 a 100%, e também variando (RD) que é a relação da demanda de ponta (DP) pela demanda fora de ponta (DFP).
Observa-se, nas Tabelas 6 e 7 que para RD igual a zero, isto é, não há consumo no horário de ponta, a redução no custo do importe da energia elétrica, é o mesmo para ambas as tarifas.
Para ambas as tarifas, quanto menor for a relação RD, maior será a redução do importe de energia elétrica.
ANÁLISE DA EMPRESA
Para a análise da opção tarifária da empresa na atual condição de funcionamento, foram utilizados os seguintes parâmetros: FC = 40%, RD = 0,77.
Na opção da tarifa convencional para a azul, a empresa terá um aumento no seu importe de 7,23%. Se optar pela tarifa verde, o aumento do importe será de 9,64%.
Verifica-se nas Tabelas 6 e 7, que para um fator de carga geral (FC) igual a 40%, para que compense a mudança tarifária horo sazonal, para ambas as tarifas, é necessário que RD seja inferior a 0,6 para que ocorra uma redução no importe de 0,81% para a verde e de 2,68% para a tarifa azul.
Para que as tarifas horo sazonais sejam economicamente viáveis, é necessário uma redução da demanda de ponta (DP) da empresa, pois assim tem-se a redução da relação RD, o que combinado com o fator de carga geral (FC) de 40%, possibilita a redução no importe tarifário.
REFERÊNCIAS
COMPANHIA PAULISTA DE FORÇA E LUZ, Manual de fator de carga, Vol 1, São Paulo, dezembro, 1979.
LEAL NETO, L.C. Faça as contas: azul, verde ou convencional, Revista Eletricidade Moderna. Nº 171, Editora Aranda; São Paulo, 1988.