El monitoreo y la determinación de objetivos de energía (M&T, por sus siglas en inglés) es una técnica de eficiencia energética basada en el axioma estándar de gestión que afirma que “no se puede gestionar lo que no se puede medir”. Las técnicas de M&T brindan a los administradores de energía retroalimentación sobre las prácticas operativas, los resultados de los proyectos de gestión de energía y orientación sobre el nivel de uso de energía que se espera en un período determinado. Es importante destacar que también brindan una advertencia temprana sobre el consumo excesivo inesperado causado por fallas en el equipo, errores del operador, comportamientos no deseados de los usuarios, falta de mantenimiento efectivo y similares.
La base de M&T radica en determinar las relaciones normales entre los consumos de energía y los factores impulsores relevantes (equipos HVAC, procesos de producción, clima, ocupación, luz natural disponible, etc.) y el objetivo es ayudar a los gerentes de negocios a:
El objetivo final es reducir los costos de energía mediante una mayor eficiencia energética y un mejor control de la gestión energética. Otros beneficios incluyen, en general, una mayor eficiencia de los recursos , una mejor presupuestación de la producción y una reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) .
La M&T es una técnica consolidada que se lanzó por primera vez como programa nacional en el Reino Unido en 1980 y desde entonces se ha extendido por toda Europa. Estas técnicas también están creciendo rápidamente en los Estados Unidos. [ cita requerida ]
A lo largo de los numerosos proyectos M&T implementados desde los años 1980, se han constatado una serie de beneficios recurrentes:
Las técnicas de monitoreo y focalización se basan en tres principios fundamentales, que forman un ciclo de retroalimentación constante , mejorando así el control del uso de la energía.
Monitoreo de la información sobre el uso de energía, con el fin de establecer una base para la gestión energética y explicar las desviaciones respecto de un patrón establecido. Su objetivo principal es mantener dicho patrón, proporcionando todos los datos necesarios sobre el consumo de energía, así como ciertos factores impulsores , identificados durante la investigación preliminar (producción, clima, etc.) [2]
El último principio es el que permite el control permanente del uso de la energía, el cumplimiento de los objetivos y la verificación de los ahorros: se deben emitir informes a los responsables correspondientes, lo que permite la toma de decisiones y la adopción de medidas para alcanzar los objetivos, así como la confirmación o denegación de su consecución.
Antes de implementar las medidas de medición y control, es necesario realizar algunos pasos preparatorios. En primer lugar, se deben identificar los principales consumidores de energía en el sitio. Por lo general, la mayor parte del consumo de energía se concentra en un pequeño número de procesos, como la calefacción o ciertas máquinas . Esto normalmente requiere un estudio del edificio y de los equipos para estimar su nivel de consumo de energía.
También es necesario evaluar qué otras mediciones serán necesarias para analizar adecuadamente el consumo. Estos datos se utilizarán para realizar gráficos sobre el consumo de energía: se trata de factores subyacentes que influyen en el consumo, a menudo la producción (para procesos industriales) o la temperatura exterior (para procesos de calefacción), pero pueden incluir muchas otras variables.
Una vez establecidas todas las variables a medir e instalados los medidores necesarios, es posible iniciar los procedimientos de M&T.
El primer paso es recopilar los datos de los distintos medidores. Ya se encuentran disponibles pantallas de retroalimentación de energía de bajo costo. La frecuencia con la que se recopilan los datos varía según el intervalo de informe deseado, pero puede ir desde una vez cada 30 segundos hasta una vez cada 15 minutos. Algunas mediciones se pueden tomar directamente de los medidores, mientras que otras deben calcularse. Estas diferentes mediciones a menudo se denominan corrientes o canales.
Los alcances de medición se pueden diferenciar en función de los patrones de consumo del edificio. Dado que algunos edificios utilizan tecnología que puede influir significativamente en su consumo de energía, es importante tener en cuenta estos patrones al configurar los sistemas de monitoreo. Por ejemplo, las unidades de refrigeración suelen tener períodos de enfriamiento específicos a lo largo del día, mientras que las tecnologías de producción pueden funcionar en ciclos, lo que genera demandas de energía fluctuantes. Estas variaciones requieren un enfoque personalizado para el monitoreo de la energía, asegurando que la recopilación de datos se alinee con las características operativas de cada tipo de edificio. Al capturar con precisión estos patrones, se pueden desarrollar estrategias de gestión y optimización de la energía más efectivas.
Por ejemplo, los edificios con grandes necesidades de refrigeración, como supermercados o almacenes de alimentos, presentan patrones de consumo energético diferenciados, con picos durante períodos de alta demanda de refrigeración. De manera similar, las plantas de fabricación suelen tener un consumo energético cíclico que corresponde a los cronogramas de producción, que pueden variar significativamente de un tipo de producción a otro. Comprender estos patrones de consumo únicos es crucial para implementar estrategias eficaces de seguimiento y focalización de la energía. [3] [4]
Los factores impulsores, como la producción o los grados-día, también constituyen flujos y deben recopilarse a intervalos que coincidan.
Los datos recopilados se deben representar gráficamente para definir la línea base general de consumo. Se representan gráficamente los índices de consumo en un diagrama de dispersión en relación con la producción o cualquier otra variable identificada previamente y se identifica la línea de mejor ajuste . Este gráfico es la imagen del rendimiento energético medio de la empresa y transmite mucha información:
La pendiente no se utiliza con tanta frecuencia para fines de medición y test. Sin embargo, una intersección con el eje y alta puede significar que hay una falla en el proceso, lo que hace que use demasiada energía sin rendimiento, a menos que haya características distintivas específicas que conduzcan a cargas base altas. Por otro lado, los puntos muy dispersos pueden reflejar otros factores significativos que influyen en la variación del consumo de energía, distintos del que se grafica en primer lugar, pero también pueden ser la ilustración de una falta de control sobre el proceso.
El siguiente paso es monitorizar la diferencia entre el consumo esperado y el consumo real medido. Una de las herramientas más utilizadas para ello es el CUSUM , que es la SUMA ACUMULADA de diferencias. Consiste en calcular en primer lugar la diferencia entre el rendimiento esperado y el real (la línea de mejor ajuste identificada previamente y los propios puntos).
El CUSUM puede entonces representarse gráficamente en función del tiempo en un nuevo gráfico, que luego proporciona más información para el especialista en eficiencia energética. Las variaciones dispersas alrededor del cero generalmente significan que el proceso está funcionando normalmente. Las variaciones marcadas, que aumentan o disminuyen de manera constante, generalmente reflejan una modificación en las condiciones del proceso.
En el caso del gráfico CUSUM, la pendiente cobra una gran importancia, ya que es el principal indicador de los ahorros alcanzados. Una pendiente que va en constante descenso indica un ahorro constante . Cualquier variación en la pendiente indica un cambio en el proceso. Por ejemplo, en el gráfico de la derecha, el primer tramo indica que no hay ahorros. Sin embargo, en septiembre (inicio de la línea amarilla), se debe haber implementado alguna medida de eficiencia energética, ya que se empiezan a producir ahorros. La línea verde indica un aumento de los ahorros (ya que la pendiente se hace más pronunciada), mientras que la línea roja debe reflejar una modificación en el proceso que se ha producido en noviembre, ya que los ahorros han disminuido ligeramente.
Los especialistas en eficiencia energética, en colaboración con los administradores de los edificios , descifrarán el gráfico CUSUM e identificarán las causas que provocan variaciones en el consumo. Puede tratarse de un cambio de comportamiento , una modificación de los procesos, unas condiciones exteriores diferentes, etc. Es necesario monitorizar estos cambios e identificar las causas para promover y potenciar los buenos comportamientos y desincentivar los malos.
Una vez establecida la línea base y identificadas las causas de las variaciones en el consumo energético, llega el momento de fijar objetivos para el futuro. Ahora, con toda esta información en la mano, los objetivos son más realistas, ya que se basan en el consumo real del edificio. La fijación de objetivos consta de dos partes principales: la medida en que se puede reducir el consumo y el plazo en el que se conseguirá la compresión.
Un buen objetivo inicial es la línea de mejor ajuste identificada durante el paso 2. Esta línea representa el desempeño histórico promedio . Por lo tanto, mantener todo el consumo por debajo o igual al promedio histórico es un objetivo alcanzable, pero sigue siendo un desafío, ya que implica eliminar los picos de alto consumo.
Algunas empresas, a medida que mejoran su consumo energético, podrían incluso decidir reducir su rendimiento promedio a su mejor nivel histórico, lo que se considera un objetivo mucho más desafiante. [5]
Esto nos lleva de nuevo al paso 1: medir el consumo. Una de las particularidades de la medición y el control es que se trata de un proceso continuo que requiere una retroalimentación constante para mejorar el rendimiento de forma consistente. Una vez que se han fijado los objetivos y se han implementado las medidas deseadas, repetir el procedimiento desde el principio garantiza que los directivos sean conscientes del éxito o el fracaso de las medidas y puedan decidir las medidas futuras.
Un ejemplo con algunas características de una aplicación M&T es ASU Campus Metabolism , que proporciona datos históricos y en tiempo real sobre el uso y la generación de energía de las instalaciones de la Universidad Estatal de Arizona en un sitio web público. [6] Muchas empresas de servicios públicos también ofrecen a los clientes servicios de monitoreo de datos de intervalos eléctricos. Xcel Energy es un ejemplo de una empresa de servicios públicos propiedad de inversores que ofrece a sus clientes servicios de monitoreo de electricidad y gas natural bajo el nombre de producto InfoWise de Xcel Energy [7], que es administrado por Power TakeOff, [8] un socio externo. [9]
