Schneider Electric, especialista global en gestión de la energía, presenta una primicia mundial con el lanzamiento de IDSpec Plus, un software único en la concepción de instalaciones eléctricas de media y baja tensión (MT/BT) en el que se integra de forma inteligente el diseño y la eficiencia energética asociada.
Se trata de un programa orientado a la realización de anteproyectos en edificios industriales y terciarios tales como hoteles, centros comerciales, oficinas, industria, etc. Su uso está destinado a ingenierías y prescriptores.
El objetivo de dicho programa es proporcionar al usuario una herramienta de soporte para el diseño de la distribución eléctrica de un edificio, obteniendo como resultado las especificaciones técnicas y listados de materiales de los equipos a proyectar, acompañado del estudio de eficiencia energética correspondiente.
Soporte
IDSpec Plus es un software autosuficiente que no precisa de otros programas para su ejecución, ya que incorpora un interface de autocad, un procesador de textos y un editor de hoja de cálculo, pudiendo modificar e imprimir los resultados finales. No obstante, el programa permite la exportación de los archivos en los formatos de los softwares ofimáticos habituales.
Utilización
Para iniciar un proyecto con IDSpec Plus basta con cargar los archivos de disposición de la planta del edificio (uno o varios en función del número de plantas de éste) en formato de Autocad y extensión ‘.dwg’. A partir del layout, se inicia el proceso de desarrollo de ingeniería eléctrica y se sitúan las diferentes cargas del proceso a estudiar (motores, hornos, iluminación, etc), así como los diferentes elementos que componen la distribución eléctrica (centro MT/BT, cuadro general de baja tensión –CGBT-, batería de condensadores, etc.). A medida que se añaden o modifican las características de las cargas (potencia, coseno phi, factor de utilización, criticidad, etc.), IDSpec Plus calcula automáticamente todos los parámetros de la instalación que definen el proyecto. Una vez validado el diseño eléctrico, IDSpec Plus propone una solución con los materiales Schneider Electric y, finalmente, genera una documentación escrita del anteproyecto.
Eficiencia energética ¿Cómo definir la eficiencia energética de una instalación eléctrica en la fase de diseño? Estará basada en dos parámetros: las pérdidas de la instalación – en los conductores y en los transformadores MT/BT- y la energía consumida por el sistema – cargas del proceso –. La relación entre ambos nos dará el rendimiento energético de la instalación. No obstante, ¿cómo saber si el resultado obtenido es óptimo, bueno, aceptable o ineficiente? Y, en el caso de querer mejorar la eficiencia, ¿Cómo se puede hacer? ¿Es posible diseñar de forma eficiente desde la fase inicial de anteproyecto? Con la utilización de IDSpec Plus, sí que es posible.
Uno de los parámetros solicitados para la realización del cálculo de eficiencia energética es el periodo de análisis. Ese periodo debe estar indicado en años y número de meses de funcionamiento anual. La eficacia de la instalación viene dada por la expresión:
Cuanto más pequeña sea esta relación, más eficiente será el sistema.
Para minimizar esta función, el programa pone al servicio del usuario tres herramientas:
+ Coeficiente de utilización de la carga (ku)
+ Coeficiente de simultaneidad de los cuadros (ks)
+ Baricentros
Coeficiente de utilización de la carga
En condiciones normales de funcionamiento, el consumo de una carga es inferior a la indicada como potencia nominal. El coeficiente de utilización, ku, es el factor por el que se multiplica la potencia nominal para obtener la potencia de carga para el diseño de la instalación. Por ejemplo, en una instalación industrial, este factor se puede estimar en una media de 0,75 para motores. El uso habitual del coeficiente ku en el diseño de la instalación va en beneficio de la eficiencia energética. IDSpec Plus permite cambiar el valor unitario de ku (valor por defecto) al valor propuesto por el proyectista.
Coeficiente de simultaneidad de los cuadros
Es un hecho comprobado que, en la mayoría de los casos, todas las cargas que están conectadas a un mismo CGBT no tienen un funcionamiento simultáneo. Por ese motivo, es posible aplicar un coeficiente de simultaneidad de las cargas al CGBT al que están conectados, coeficiente ks, según se indica en norma UNE-EN 60439-1. Los valores que toma ks están comprendidos entre 1 y 0,6 en función del número de cargas que se conecten al cuadro. IDSpec Plus aplica el coeficiente ks según la norma UNE, aunque permite forzar a un valor determinado propuesto por el proyectista. El uso habitual del coeficiente ks en el diseño de la instalación beneficia la eficiencia energética.
Baricentros
En geometría, se define baricentro de una figura como el punto por el que cualquier recta que pase por él divide la figura en dos superficies iguales. En nuestro caso, todas las cargas que se disponen en un layout definen una figura geométrica. No obstante, al no tener todas las cargas de una planta el mismo valor de potencia no coincide el baricentro de potencia con el baricentro geométrico. En cambio, sí que coincide con el centro de masas si a cada una de las cargas le asimilamos un valor de masa en lugar de un valor de potencia. Así pues, el baricentro de potencia es el centro de gravedad de la figura geométrica que forman las cargas y en dicho punto queda minimizado la suma de los valores de las pérdidas de las conexiones eléctricas entre el baricentro y cada una de las cargas. Éste es el motivo por el cual en dicho punto se maximiza la eficiencia energética si allí se ubica el CGBT.
IDSpec Plus es el único programa de diseño de distribución eléctrica que ofrece la visualización de los baricentros para determinar el mejor lugar (mejor eficiencia energética) para ubicar los diferentes equipos que conforman la distribución eléctrica del edificio.
Iniciación con el IDSpec Plus
La primera fase en el diseño del proyecto será la ubicación de las cargas en planta teniendo en cuenta el proceso (en el caso de una instalación industrial) y las limitaciones arquitectónicas del edificio. Una vez éstas estén ubicadas, será necesario colocar los CGBT y, para ello, se utilizará la información que proporcionan los baricentros. Con el IDSpec Plus, el baricentro se muestra sobre el layout de la planta, con lo que el proyectista fácilmente podrá comprobar si es posible su ubicación en dicho lugar. Si no fuera así, dado que el baricentro coincide con una ubicación inaccesible u ocupada (columnas, pasillos, hueco ascensores, interferencias con el proceso industrial, etc.), éste podrá cambiar la ubicación del CGBT intentando acercarse lo más posible a su baricentro. Otra posibilidad sería cambiar el lugar de alguna de las cargas provocando el desplazamiento del baricentro al lugar deseado para el CGBT. Para la ubicación de todos los equipos de la instalación eléctrica, además de los baricentros de las cargas, también están disponibles los baricentros de los CGBT y de los transformadores MT/BT.
Distribución en planta con visualización del baricentro de cargas
Análisis de eficiencia energética Una vez determinadas las potencias del proceso, la distribución eléctrica en planta (número de transformadores MT/BT, CGBT, etc.) y la ubicación de cada uno de los equipos, IDSpec Plus analiza la eficiencia energética de la instalación para el periodo de análisis:
- Pérdidas totales:
- En cada uno de los transformadores MT/BT
- En cada una de las conexiones eléctricas (por cable o canalización eléctrica prefabricada)
- Valor económico de las pérdidas
- Valor económico de penalizaciones por energía reactiva
- Emisiones de CO2 (kg) equivalentes a las pérdidas totales del sistema según el perfil de generación del país.
- Disponibilidad de potencia del transformador con y sin la corrección del factor de potencia. También se indica el peso de los conductores (cobre y aluminio), así como la cantidad de material reciclable en el fin de vida de éstos.
Despliegue IDSpec Plus ha sido adaptado al mercado español, ya que integra las compañías eléctricas españolas y contempla todas las tensiones de servicio en MT existentes en nuestra red de distribución.
El despliegue del software se ha realizado a nivel mundial y existen versiones adaptadas a diferentes países. Hoy por hoy, existen las versiones de IDSpec en español, inglés, francés, alemán y portugués, y está en proceso de adaptación la versión en ruso.
La versión del programa a nivel mundial ha sido registrada por más de 500 profesionales dedicados al diseño de grandes instalaciones eléctricas, y se prevé doblar esta cifra a lo largo del 2010.
Conclusión
IDSpec Plus se convierte, de esta manera, en la primera herramienta informática para la concepción de anteproyectos de distribución eléctrica MT/BT que combina la ingeniería eléctrica tradicional con el estudio de eficiencia energética (valoración económica y en emisiones de CO2), proporcionando las especificaciones de los equipos de la instalación y un listado de materiales de los mismos.