1 Instalações - Análise de Contas - Snálise Econômica

wr;:n'í: lEnergia cEsP / aPFI. / ELfrRo PAU Lo / couâÁs MANUAL DE ADMfNtSÍRAçAO DE EilEROIA rNgrALAçOES ErÊrRlCAS ANÂITSE DE CONÍAs DE ENEROTA ELÉTRTCA ANÁuSE ECoNôrnICA DE INvESTITIENÍOS sÉnre DvuLGnçÃo E rNFoRunçÃo, 1e6 MANUAL DE ADMINISTRACAO DE ENERGIA TNSTALAçOES ELETRTCAS enÁusE DE coNTAS DE ENERGn elÉrRrcA enÁusE EcoNôurcn DE NvEsnMENTos " ' i .. ' i a!- : AGENCTA PARA APLTCAçAO DE ENERGTA Rua Befa Gintra, 847 - 13e ahdar - São Paulo cEP 01415- 000 Tel.: (01 11 824-7400 - Fax: (011) 257-9599 Depósito Legal - Biblioteca CESP CESP - Catalogação na Fonte ..AcÊNctA PARA ApLrcAçÃo DE ENERGTA (sÃo pAULo,sp) Manual de administração de energia - 1: Instalações elétricas; Análise de contas de energia elétrica; Análise econômica de in- vestimentos / Agência para Aplicação de Energia. - - São Paulo, cESP, 1996. 32p.- - (Série Divulgação e.Informação, 196) 1. Gerenciamento de energia elétrica. 2 . Conservação de energia elétrica. l. Título. ll. Série 1. TNSTALAçOES ELETRTCAS 1.1 Ci rcui tos de Di stri bui ção 2. ANÁLFE DE CONTAS DE ENERGIA ELÉTRICA ...........22 2.1 Características dos Sistemas TariÍários................. ......23 2.3 Anállse do Fator de Car9a................ ..................... 25 2.5 Pl ani l ha para Aná1i se........... 3. ANALISE ECONOMICA DE INVESTIMENTOS........ ...........27 3.1 Métodos 3.3 Método do Valor Atual....... 3.4 Considerações 4dicionais................ .........30 Atransferência de energla através dos circuitos elétricos, à semelhança de quaisquer outras formas de transporte de energia, está sempre associada à ocorrência de perdas. Cabe ao técnico responsável pela área de conservação de energia de uma empresa identificar e quantificar estas perdas, propondo, se pertinentes, ações que objetivem reduzi-las a níveis que j usti fi quem economi camente os i nvesti mentos necessári os. O texto a seguir discorre sobre potenciais de conservação de energia em circuitos de distribuição, transformadores e na melhoria do fator de potência das instalações. 1. 1 CTRCU| TOS DE D| STR| BU| çAO Nos circuitos de .distribuição, as perdas de energia mais significativas são provocadas pelo efeito Joule, devido à passagem da corrente elétrica nos condutores. A redução das perdas por efeito Joule pode ser conseguida por meio da elevação dos níveis de tensão, pelo dimensionamento adequado dos condutores e até mesmo pela redução do comprimento dos al i mentadores mai s carregados. a) Elevação dos níveis de tensão Existem vários equipamentos que podem ser alimentados por diferentes níveis de tensão. Este é o caso comum de motores que, dependendo do critério adotado pelo usuário para fechamento das bobinas, oferecem normalmente a possibilidade de ligação em duas tensões (por exemplo, 22O ou 380V). Como regra geral, deve-se sempre procurar utilizar o maior nível de tensão oferecido. Quanto maior for a tensão, menor será a corrente que circula pelos condutores para uma mesma potência consumida e, portanto, menores serão as perdas por efeito Joule. Uma vez que a potência dissipada por um condutor em Íorma de cal or vari a di ret ament e com o quadrado da corrent e que nel e ci rcul a, pequenas el e- vações no nível de tensão poderão produzi r reduções apreci ávei s nas perdas por eÍei to Joul e. Para quantificar potenciais de economia de energia que podem ser obtidos com a elevação dos níveis de tensão, adote o seguinte roteiro: . Verifique os níveis de tensão utilizados com maior freqüência em sua instalação. Se a tensão padronizada na empresa ja for elevada, não haverá potencial significativo de economia de energia sob este aspecto. Neste caso, uma das poucas possibilidades de economia reside na utilização de equipamentos alimentados diretamente em alta tensão. . VeriÍique se os transformadores existentes podem fornecer tensões mais elevadas. . Veri fi que se exi stem equi pamentos que podem ser al i mentados em tensão superi or a atual mente uti l i zada. . ldentifique os circuitos de distribuição que alimentam tais equipamentos e observe se é possível elevar a sua tensão de alimentação. Em determinados casos isto pode ser feito efetuando-se o remanejamento de algumas cargas cuja tensão de alimentação não pode ser modificada. . Meça a corrente que circula atualmente nos condutores dos circuitos cuja tensão será al terada. wsreteções etÉrnrcas Atransferência de energia através dos circuitos elétricos, à semelhança de quaisquer outras formas de transporte de energia, está sempre associada à ocorrência de perdas. Cabe ao técnico responsável pela área de conservação de energia de uma empresa identificar e quantificar estas perdas, propondo, se pertinentes, ações que objetivem reduzi-las a níveis que j usti fi quem economi camente os i nvesti mentos necessári os. O texto a seguir discorre sobre potenciais de conservação de energia em circuitos de distribuição, transformadores e na melhoria do fator de potência das instalações. 1. 1 CTRCU| TOS DE DI STR| BU| çAO Nos circuitos de .distribuição, as perdas de energia mais significativas são provocadas pelo efeito Joule, devido à passagem da corrente elétrica nos condutores. A redução das perdas por efeito Joule pode ser conseguida por meio da elevação dos níveis de tensão, pelo dimensionamento adequado dos condutores e até mesmo pela redução do comprimento dos al i mentadores mai s carregados. a) Elevação dos níveis de tensão Existem vários equipamentos que podem ser alimentados por diferentes níveis de tensão. Este é o caso comum de motores que, dependendo do critério adotado pelo usuário para fechamento das bobinas, oferecem normalmente a possibilidade de ligação em duas tensões (por exemplo, 22O ou 380V). Como regra geral, deve-se sempre procurar utilizar o maior nível de tensão oferecido. Quanto maior for a tensão, menor será a corrente que circula pelos condutores para uma mesma potência consumida e, portanto, menores serão as perdas por efeito Joule. Uma vez que a potência dissipada por um condutor em Íorma de cal or vari a di ret ament e com o quadrado da corrent e que nel e ci rcul a, pequenas el e- vações no nível de tensão poderão produzi r reduções apreci ávei s nas perdas por eÍei to Joul e. Para quantificar potenciais de economia de energia que podem ser obtidos com a elevação dos níveis de tensão, adote o seguinte roteiro: . Verifique os níveis de tensão utilizados com maior freqüência em sua instalação. Se a tensão padronizada na empresa ja Íor elevada, não haverá potencial significativo de economia de energia sob este aspecto. Neste caso, uma das poucas possibilidades de economia reside na utilização de equipamentos alimentados diretamente em alta tensão. . Verifique se os transformadores existentes podem fornecer tensões mais elevadas. . Veri fi que se exi stem equi pamentos que podem ser al i mentados em tensão superi or a atual mente uti l i zada. . ldentifique os circuitos de distribuição que alimentam tais equipamentos e observe se é possível elevar a sua tensão de alimentação. Em determinados casos isto pode ser feito efetuando-se o remanejamento de algumas cargas cuja tensão de alimentação não pode ser modificada. . Meça a corrente que circula atualmente nos condutores dos circuitos cuja tensão será al terada. wsreteçÕes etÉrarces Calcule a corrente que circulará nos condutores com a nova tepsão, utilizando a seguinte expressão: Tt T, = I J, X; UZ onde: 12 = conente que circulará nos condutores com nova tensão (A) U1 = tensão atual (V) l1 = corrente atual (A) UZ = nova tensão a ser utilizada (V) a O Verifique a seção e o comprimento dos condutores utilizados no Determine as perdas por eÍeito Joule nos condutores, antes tensão, por cálculo ou utilize os gráficos anexos. calcule a redução das perdas, adotando a seguinte expressão: circuito. e após a conversãode R=( Pr - P) xdxn onde: R = redução de perdas (kW) P1 = perdas por efeito Joule na situação atual (kWkm) P2 = perdas por efeito Joule após conversão de tensão (kwkm) d = colrìprimento do circuito (km) n - quantidade de condutores no circuito . Estime a duração média de operação de cada circuito (h), em horas/mês. . Calcule o potencial de economia de energia adotando a seguinte expressão: E=R ^ hGV/ h/ mês) b) Dimensionamento adequado dos condutores O dimensionamento de condutores é normalmente realizado pelos critér,ios de capacidade de condução de corrente e pela queda de tensão em função do comprimento. Através de normas e com o emprego de tabelas dos fabricantes de condutores, partindo-se da corrente de proieto que irá percorrer o circuito, do tipo de instalação dos condutores e de seu comprimento, é determinada a seção do condutor a ser utilizada. A evolução dos materiais empregados na fabricação dos condutores ao tongo dos anos tem permitido seus isolantes trabalharem em temperaturas maiores sem compiometimento da segurança das instalações. Em termos práticos, isto signiÍica um aumento da corrente que o condutor é capaz de transportar. No entanto, correntes maiores significam maiores perdas por efeito Joule. A seleção adequada de condutores do ponto de vista de conservação de energia é uma atividade gue pode ser bastante atraente durante a fase de projeto das instalações elétricas. E possível determinar com poucos cálculos qual será o custo da energia desperdiçada sob a forma de calor para algumas seções de condutores e comparar estes custos com o acréscimo de investimento em cada caso, verificando assim a atratividade da utilização de um condutor com maior seção com base na economia de energia que ele poderá ïrazer. Este critério pode conduzir a seções superiores as que seriam determinadas pelos critérios de capacidade de corrente e queda de tensão, em função das normas, mas que acarretariam instalações de operação mais econômica. Particularmente, existe grande probabi l i dade de ocorrerem si tuações como esta quando se di mensi onam condutores de pequena seção. A mesma teoria é válida quando se deseja reformar instalações já existentes. No entanto, nesse caso o investimento inicial deverá ser acrescido da parcela de custo referente à mão- de-obra para substi tui ção dos condutores, e a não ser que haj a desti nação para o condutor antigo, o novo cabo terá seu custo assumido na íntegra (e não a dif erença de custos entre os condutores, como seria feito na fase de projeto). Embora não seja normalmente muito provável que a substituição de condutores traga vantagens econômicas, esta hipótese não deve ser descartada quando se procura aumentar a ef iciência energética de uma i nstal ação. Para quanti f i car o potenci al de economi a de energi a que pode ser obti do com o redi mensi onamento dos condutores, adote o segui nte rotei ro: . l denti fi que os ci rcui tos de di stri bui ção de mai or compri mento e que transportam mai ores correntes. . Verifique a seção dos condutores e meça a corrente. . Determi ne as perdas por efei to Joul e nos condutores dos ci rcui tos i denti fi cados por cál cul o ou uti l i zando os gráfi cos anexos. . Meça os compri mentos de cada condutor. . Veri fi que a possi bi l i dade de remanej ar as cargas para ci rcui tos menos sol i ci tados. . Veri fi que a possi bi l i dade de substi tui r os condutores de mai or carregamento por outros de mai or seção. . Veri fi que a possi bi l i dade de construi r novos ci rcui tos para al i vi ar o carregamento de outros existentes. o A partir da nova configuração do circuito, determine os novos valores de corrente, seção e compri mento dos condutores. . Determi ne o novo val or das perdas por efei to Joul e por cál cul o ou uti l i ze os gráfi cos anexos. wsreuçoes etÉtnces a Calcule qual será a redução das perdas por efeito Joule, em cada circuito, adotando a seguinte expressão: R=( P1 xd1 - Pzxd/ xn onde: R = redução das perdas por efeito Joule (kW) P1 = perdas no circuito atual (kWkm) d1 = comprimento do circuito atual (km) P2 = perdas na nova configuração (kWkm) d2= compri mento do novo ci rcui to (km) n - quantidade de condutores no circuito Estime o período médio de operação do circuito (h), em horas/mês. Cal cul e a economi a de energi a, a parti r da expressão: E = R x h (kWh/mês) c) Redução do comprimento dos condutores A queda de tensão nos condutores é diretamente proporcional ao seu comprime.nto. Como resultado desta queda de tensão, os condutores passam a dissipar uma potência igual ao produto da queda de tensão pela corrente que neles circula. Para que se reduzam as perdas de energia por dissipação nos condutores, alguns cuidados devem ser tomados. Os transformadores devem estar localizados, sempre que possível, próximo ao baricentro elétrico da instalação, para que se reduza o comprimento dos circuitos em baixa tensão. A situação ideal é que existam vários transformadores localizados o mais próximo possível das maíores cargas a al i mentar. Quanto menor for a di stânci a a ser percorri da por grandes correntes, menores serão aS perdas por efeito Joule. O cami nhamento dos ci rcui tos, da mesma manei ra, deve ser estudado de modo a permi ti r a alimentação das cargas com o menor comprimento possível de condutores. para quantificar o potencial de economia de energia que pode ser obtido mediante a redução do comprimento dos condutores, adote o seguinte roteiro: . l denti fi que os ci rcui tos de di stri bui ção de mai or compri menl o e que al i mentam potênci as significátivas, verificando a existêhcia de local mais proximo..P.fra a instalação de um novo transformador, relocação de outro existente ou a possibilidade de alteração no caminhamento dos condutores de modo a reduzir seu comprimento. . Meça a corrente que circula nos condutores do circuito de distribuição. . Meça o comprimento atual do circuito, do transformador até a carga. . Estime o novo comprimento do após as alterações PossÍveis. . Calcule as perdas por efeito Joule gráficos anexos. antes e após as alterações por cálculo ou utilize os o a 24,O 40 20,0 1q0 1q0 140 12.O I 0,0 8,0 4,0 zo PERDAS EM CONDUTORES POR EFEITO JOULE (kwkm) PERDAS EM CONDUTORES POR EFEITO JOULE (kwkm) PERDAS EM CONDUTORES POR EFEITO JOULE (kwkm) 140 150 coflRENTE (A) 30,0 2qo 26,0 240 2ZO 20,0 1q0 í q0 14,0 1e0 10,0 8,0 6,0 40 zo 40,0 38,0 36,0 34,0 3ZO 30,0 28,O 26,0 24,0 210 20,0 18,0 1 6,0 14,0 1ZO 10,0 8,0 6,0 2ú CORRENTE (A) wsrntnçóes etÉrilces 1 1 A redução das perdas por efeito Joule pode ser calculada adotando a seguinte expressão: R=( d1 - dZ) xPxn onde: R = redução das perdas devido à alteração no comprimento do circuito (kW) d1 = comprimento atual do circuito (km) d2 - novo comprimento do circuito após modificações (km) P - perda no condutor em função da corrente (kW/km) n = Quantidade de condutores no circuito Estime o período médio de operação do circuito(h) em horas/mês. Calcule o potencial de economia de energia, a partir da expressão: E=Rxh( kWh/ mês) d) Procedimentos de manutenção Além dos conceitos já apresentados para a redução das perdas de energia em circuitos de distribuição, deve-se também atentar para os procedimentos de manutenção que resultem no bom funcionamento das instalações, o que se constitui num Íator importante a ser considerado na implantação de programas de economia de energia elétrica. Recomenda-se adotar os seguintes procedimentos: . VeriÍicar quinzenalmente as condições dos isolamentos; . Proceder à limpeza dos painéis e aparelhos elétricos semestralmente; . VeriÍicar os contatos e conexões, reapertando os parafusos e verificando a qualidade das ligações à terra anualmente. 1. 2 TRANSFORMADORES Os transformadores são equipamentos outro, mantendo a mesma Íreqüência e energia é acompanhada de perdas que regime de trabalho. As principais perdas que ocorrem em transformadores são as perdas no cobre e as perdas no ferro. As perdas no cobre correspondem a dissipação de energia por efeito Joule determinada pelas correntes que circulam nos enrolamentos primário e secundário, as quais variam com a carga elétrica alimentada pelo transformador. Já as perdas no ferro são determinadas pelo Íluxo estabelecido no circuito magnético e são constantes para cada transformador. Eventualmente podem ocorrer perdâs em transformadores ligados em paralelo, devido à diferença entre a relação de transÍormação dos equipamentos ligados desta forma. Quando esta relação apresenta diferenças significativas ocorre a circulação de corrente entre os transÍormadores, provocando perdas que podem se tornar importantes. a o que transferem energia elétrica de um circuito para variando a tensão de trabalho. Esta transferência de dependem da construção do transÍormador e do seu wstntnções etÊrarcas A seguir é apresentado um roteiro para determin açáo do potencial de economia de energia que pode se obter com o uso adequado dos transformadores. a) Perdas no ferro As perdas no circuito magnético, conhecidas como perdas no ferro, aparecem sempre que um transformador é ligado à rede e independem da carga que está sendo alimentada. Para um transformador específico, estas perdas são constantes e dependem de suas características construtivas. Uma providência que permite reduzir o consumo de energia elétrica devido a este fato seria desligar a alimentação dos transformadores durante os períodos em que eles não estiverem sendo utilizados. Em muitos casos pode ser interessante, por exemplo, dispor-se de um transformador de menor porte exclusivo para alimentação da iluminação, de modo a permitir mantê-la ligada para execução dos serviços de limpeza e vigilância nos horários em que a empresa não estiver em funcionamento. Para determinar os potenciais de economia de energia que podem ser obtidos com a redução das perdas no ferro, adote o seguinte roteiro: . ldentifique os transformadores existentes e anote os seus dados nominais (potência nominal e tensão), que podem ser encontrados na placa do equipamento. . Consulte as características de cada um dos transformadores e verifique o valor das perdas no ferro e perdas totais. Caso não disponha dos dados de seus equipamentos, utilize como referência os valores demonstrados na tabela a seguir: porÊrucrn (kvA) PERDAS NO FERRO (w) PERDAS TOTAIS (vn 15 120 460 30 200 770 45 260 1. 040 75 390 1. 530 112.5 520 2. O70 150 640 2. 550 225 900 3. 600 300 1. 120 4.480 500 1. 350 6. 700 750 1. 500 13. 500 1. 000 1. 900 16. s00 1. 500 2. 500 25. 000 2. 000 3. 900 2s. 100 3. 000 4. 900 31. 700 wsrnteções etÉrnces Analise os circuitos que são alimentados pelos transformadores e verifique se é possível desligar cada transformador em horários em que não haja solicitação de energia, ou quando tal solicitação é reduzida e pode ser transferida para outro transformador. Estime a quantidade de horas mensais em que o transformador pode ser desenergizado. Determine o potencial de economia de energia a partir da seguinte expressão: E=P1 xh/ 1. 000 onde: E = potencial de economia de energia devido às perdas no ferro (kWh/mês) P1= perdas no ferro (W) h = Quantidade de horas mensais de desligamento do transÍormador (h/mês) b) Perdas no cobre As perdas no transformador devido ao efeito Joule, conhecidas como perdas no cobre, são diretamente proporcionais ao quadrado das correntes elétricas que circulam pelos enrolamentos e, portanto, dependem da carga que está sendo alimentada. Uma maneira de se reduzir o consumo de energia elétrica por efeito Joule, quando estiverem em uso vários transformadores, é distribuir as cargas de modo a se otimizar os carregamentos médios de cada transformador, reduzindo as correntes daqueles que estiverem sendo muito carregados e aumentando a corrente dos que estiverem sendo submetidos a pouca carga. Para determinar o potencial de economia de energia que se pode obter com esta medida, adote o seguinte roteiro: . Determine as perdas no cobre para cada um dos transformadores quando estes operam a plena carga, efetuando a seguinte diferença P. = P -P, onde: P t = perdas no feno (W) P. = perdas no cobre do transformador (W) P = perdas totais (V/) Nota: As perdas totais apresentadas para um transÍormador .incluem outros tipos de perda. Para eÍeito prático não consi derados outros val ores, admi ti ndo-se que somente ocorram perdas no cobre e no ferro. wsrataçÕes etÉrnrces 1 4 o a . Calcule a corrente nominal do transformador utilizando a seguinte expressão: f n= onde: In = corrente nominal do transformador (A) Pn= potência nominal do transformador (kVA) u = tensão nominal secundária do transformador (v) p" x1000 E- Efetue a medição da corrente secundária do transformador para vários horários do dia e determine o valor da corrente média que circula em cada transformador. Analise o carregamento de cada transformador e verifique a possibilidade de remanejar as cargas por eles alimentadas, de modo a reduzir o carregamento daqueles mais sol i ci tados e aumentar o dos menos carregados. Determine o novo valor das correntes médias de cada transformador. Calcule a redução das perdas que pode ser obtida com esta medida adotando a seguinte expressão: R: P" (; - l ) / l : onde: R = reduÇão de perdas no cobre (W) Pc = perdas no cobre do transformador (W) l m = corrente secundári a do transformador na condi ção atual (A) f r = coffêÍlte secundária do transformador após remanejamento da carga (A) In = corrente nomi nal do transformador (A) Observe que quando se aumentar o carregamento do transÍormador, as perdas no cobre serão mai ores e o val or da redução aparecerá com si nal negati vo. . Esti me a quanti dade médi a mensal de horas de funci onamento de cada um dos transformadores (h). . Calcule o potencial de economia de energia a ser obtido com a redução das perdas no cobre, adotando a seguinte expressão: E=Rxh/ 1. 000( kWh/ mês) wsreteçÕes etÉrnrces c) Perdas em transformadores ligados em paralelo Freqüentemente utiliza-se a ligação de dois ou mais transformadores em paralelo para atender a várias cargas através do mesmo barramento secund ário. Neste caso, deve-se obseruar os seguintes itens fundamentais, sob pena de ocorrerem sérios danos aos mesmo.s: . Capaci dade Utilizar transÍormadores com capacidades iguais ou muito próximas, para melhor aproveitamento das potências dos mesmos. . LigaÇão interna dos transÍormadores A ligação de transformadores em paralelo exige que as ligações internas sejam as mesmas, isto é, todos os transformadores devem estar ligados em estrela ou todos em tri ângul o. . l mpedânci as A ligação de transformadores em paralelo exige que suas impedâncias, expressas em valores percentuais, sejam iguais. . Relação de transformação Dois ou mais transformadores, para serem ligados em paralelo, devem ter a mesma relação de transformação. A ligação de transformadores em paralelo com relações de transformação diferentes, resulta em circulação de corrente entre os mesmos, reduzindo suas capacidades e desperdiçando energia elétrica. Para determinar qual a perda de energia numa ligação de transformadores em paralelo, adote o seguinte roteiro: . Determine as perdas no cobre e a corrente nominal para cada um dos transformadores quando estes operam a plena carga, conforme detalhado no item (b). . Meça a corrente secundária de cada transformador com todas as cargas desligadas. . Calcule as perdas que ocorrem no cobre de cada um dos transformadores adotando a seguinte expressão: R = p. *I . t / I ^= onde: R - perdas que ocorrem no cobre, devido à corrente resultante da ligação em paral el o (W) Pc = perdas nominais no cobre do transformador (W) lr = corrente secundária do transformador sem carga (A) In = corrente nominal do transformador (A) Estime a quantidade média mensal de horas de funcionamento dos transformadores l i gados em paral el o (h). Calcule as perdas mensais de energia, em cada transformador, devido à ligação paralelo, adotando a seguinte expressão: E=Rxh/ 1. 000( kWh/ mês) wsreteçÕes etÉratces 1 6 É d) Procedimentos de manutenção O tratamento do óleo de um transÍormador torna-se necessário quando o poder dielétrico ou o índice de acidez do óleo em serviço atingir o valor limite especificado pelo fabricante. Um tratamento realizado periodicamente sem esperar o limite crítico apresenta a vantagem de supri mi r: o â presença de lama dentro do aparelho, Íacilitando as trocas térmicas com conseqüente dirninuição da temperatura do transformador; o a presença de produtos que contribuem para a oxidação do óleo e, portanto para sua degradação. Com esse tratamento, realizado no período adequado, serão conseguidas economias de energia elétrica e de reposição do óleo. No campo da manutenção, os transformadores que contém óleo isolante merecem especial atenção. Alguns controles de óleo devem ser efetuados antes da colocação sob carga e durante o Íuncionamento. E sugerida a seguir uma rotina para estes controlês: ANTES DA colocaçÃo soB cARcA CADA 3 MESES CADA 2 ANOS Tensão de ruptura X Teor de água X Resistividade X Fator de dissipação dielétrica X Índice de neutralização X Ponto de ful gor X Tensão interfacial X 1. 3 FATOR DE POTENCI A Os aparelhos elétricos indutivos, tais como motores e transformadores, desenVolvem um campo magnético interno necessário para o seu funcionamento. Este campo é Íormado pela passagem da corrente nos enrolamentos. Quando os equipamentos são alimentados em corrente alternada, a energia armazenada em forma de campo magnético tende a se opor a variação da intensidade da corrente, causando um atraso da corrente em relação à tensão. Como conseqüência uma parcela da corrente não realiza trabalho útil, produzindo o que se chama de energi a reati va. Para mel hor compreender a ocorrênci a de desenho da pági na segui nte, onde um vagão por ação de uma força não paralela à direção energia reativa em um sistema, visualize o é tracionado para se deslocar sobre os trilhos do desl ocamento. wsrnteções etÉtarcns pot ênci a aparent e potênci a reativa O esforço de tração representa a potência aparente do sistema (kVA). A componente de força paralela aos trilhos é a que realtza trabalho útil, representando a potência ativa do sistema (kW). A componente ortogonal a esta última não realiza trabalho, causando um aumento da potência aparente para se obter a mesma potência ativa que seria necessária à locomoção do vagão caso a força de tração fosse aplicada em direção paralela aos trilhos. Esta representa a potência reativa (kVAr). A relação entre a potência ativa e a potência aparente é denominada fator de potência. Note, na analogia acima, que o fator de potência é na realidade a tangente do ângulo formado entre a Íorça de tração e os trilhos. Quanto menor for este ângulo, menor será a componente reativa do sistema, e tanto mais o fator de potência irá se aproximar do valor unltário. A ocorrência de energia reativa em circuitos elétricos sobrecarrega as instalações, ocupando uma capacidade de condução de corrente que poderia ser melhor aproveitada para realizar trabalho útil. lsto é válido tanto para a concessionária que entrega energia elétrica ao consumi dor como também para o própri o consumi dor em seus ci rcui tos de di stri bui ção. A concession ária protege-se contra a ocorrência de reativos elevados em suas linhas i mpondo ao consumi dor um fator de potênci a míni mo (na l egi sl ação brasi l ei ra, à época da elaboração do presente trabalho, ofator de potência mínimo é de O,92). Quando o consumidor apresenta um fator de potência abaixo do mínimo é cobrado o excedente de energia reativa, a título de ajuste. Assim sendo, a melhoria do fator de potência de uma instalação representa não apenas uma melhor utilização dos circuitos de distribuição de uma empresa, como também uma forma de reduzir as despesas com o Íornecimento de energia caso ele esteja abai xo do míni mo regul amentado. No texto a seguir encontram-se algumas oriundo da melhoria do fator de potência, a) Liberação de potência nos circuitos A potência utilizada para o dimensionamento dos circuitos elétricos, desde a cabine de entrada de uma instalação até os equipamentos consumidores, passando pelos chaveamentos e dispositivos de proteção, é a potência aparente, medida em kVA. Esta potência é igual à potência ativa, medida em kW, dividida pelo fator de potência. Assim sendo, qualquer elevação no fator de potência uá causar uma redução na potência aparente da instalação. No caso de instalações novas, isto signiÍica um menor investimento em cabos e equipamentos. No caso das já existentes, a melhoria do fator de potência resulta na liberação da capacidade da instalação para atender a uma nova carga, possivelmente sem investimentos adicionais em transÍormadores, cabos e proteções. considerações relativas ao potencial de economia bem como técnicas utilizadas para este Íim. wsrauções etÉrnrcas 1 8 Para quantificar o acréscimo na potência dispon ível em função da melhoria do fator de potência, adote o seguinte roteiro: o A partir da demanda atual, calcule a potência real utilizando a expressão: P = D1 x FP1 onde: P = potência ativa (kW) D1 = demanda atual (kVA) FP 1 = fator de potência atual . Cal cul e a nova demanda, uti l i zando a expressão: P Tì _- t-rz Fp, onde: D, = nova demanda com melhoria no fator de potência (kVA) P = potência atlva (kW) FR = hovo fator de Potência A potênci a a ser l i berada será i gual a di ferença Dt -D2 b) Redução de perdas por efeito Joule Como visto acima, a melhoria do fator de potência irá reduzir a potência aparente de instalação. lsto causará uma redu ção na corrente elétrica e, por conseq üência, redução nas perdas por efeito Joule. Em decorrência, as quedas de tensão ao longo ci rcui tos também serão reduzi das. Para quantificar o potencial de economia que pode ser obtido em Íunção da redução na corrente dos circuitos, adote o seguinte roteiro: . Calcule a corrente atual do circuito através da expressão: t - D, x1000 r' --JEt onde: l1 = corrente atual no circuito (A) D, = demanda atual (kvA) U = tensão de alimentação do circuito (V) uma uma dos wsreuçÕes etÉrarcns . Calcule a nova corrente do circuito através da expressão: r - Drxl ooo I : -E onde: Ir. = corrente no circuito após melhoria no fator de potência (A) D, = demanda após melhoria no fator de potência (kVA) U = tensão de alimentação no circuito (V) a o Verifique a seção e o comprimento dos condutores utilizados no Determine as perdas por efeito Joule nos condutores, antes e de potênci a, por cál cul o ou uti l i zando os gráfi cos anexos. circuito. após a melhoria no fator . Calcule a redução das perdas, adotando a seguinte expressão: R=( Pt - PZ) xdxn onde: R = redução das perdas (kW) P1 = perdas por efeito Joule na situação atual (kWkm) P2= perdas por efei to Joul e apos mel hori a no F.P. (kW/km) d = colrìprimento do circuito (km) n - quantidade de condutores no circuito . Estime a duração média de operação de cada circuito (h), em horas/mês. . Calcule o potencial de economia de energia adotando a seguinte expressão: E = R x h (kWh/mês) c) Redução de despesas no faturamento da energia elétrica A legislação que regulamenta os critérios para fornecimento de energia que o fator de potência deve ser mantido o mais proximo poss ível estabelece que a concessionária cobré, com preços da energia ativa, energia reativa que ocorrer quando o Íator de potência da instalação i nferi or ao val or míni mo (0,92). Se uma determinada instalação apresentar fator de potência inferior a 0,92, o valor referente à energia reativa excedente já estará sendo cobrado na fatura de energia elétrica. Este val or poderá ser reduzi do ou mesmo el i mi nado com a adequação do fator de potênci a a nívei s mai s el evados. A economi a obti da será resul tante da quanti dade de potênci a reati va (kVAr) que puder ser el i mi nada da i nstal ação. el étri ca determi na de 1, 00 (um) e o excedente de consumidora for ntsreuçÕes etÉrarces 20 I r d) Técnicas para melhoria do fator de potência Algumas medidas podem ser consideradas para a melhoria do fator de potência. Uma del as, e a mai s óbvi a, é uti l i zar equi pamentos com el evado fator de potênci a. A i ndústri a oferece determi nados equi pamentos (reatores de l âmpadas de descarga, motores, transformadores) com uma variada gama de valores de fator de potência. Cabe verificar se há possibilidade de substituição dos equipamentos existentes por outros de alto fator de potência. No caso de instalações novas, é recomendado inlciar a operação com tais equipamentos e providenciar as correções necessárias com capacitores, como será visto adiante. O correto di mensi onamento dos equi pamentos pode ser também uma manei ra de se el evar o fator de potência de uma instalação. Os motores, por exemplo, apresentam um fator de potênci a mai s el evado quando operam proxi mo à sua capaci dade nomi nal . Motores super- di mensi onados ou motores operando em vazi o provocam a di mi nui ção do fator de potênci a de uma uni dade consumi dora. Outra forma de se elevar o fator de potência é instalar bancos de capacitores. Ao contrário da energia reativa indutiva, que provoca o atraso da corrente em relação à tensão, como visto no início deste capítulo, a energia reativa capacitiva produz efeito contrário. O forneci mento de reati vo capaci ti vo em i nstal ações predomi nantemente i nduti vas (regra geral ) tem, por conseqüênci a, a el evação do fator de potênci a. A quanti dade de reati vo capaci ti vo necessári o à el evação do fator de potênci a é faci l mente determi nada por mei o da uti l i zação da tabel a anexa. O val or encontrado na tabel a deve ser mul ti pl i cado pel a potência ativa da instalação (kW) e o resultado será a potência reativa do capacitor a ser utilizado (kVAr). A instalação de capacitores em paralelo às cargas irá beneficiar todo o circuito atrás do ponto de inserção dos capacitores, ou seja, da cabine de entrada até o ponto de inserção. Assi m sendo, a l ocal i zação mai s adequada para a i nstal ação dos capaci tores é j unto aos equi pamentos consumi dores, após a chave. Com esta confi guração, garante-se i ncl usi ve que o reati vo capaci ti vo será desl i gado j unto com o equi pamento quando este não esti ver em uso. Tal medi da tem por fi nal i dade evi tar o excesso de capaci ti vo na rede, i gual mente cobrado pel a concessi onári a. Face ao el evado número de capaci tores necessári os, esta al ternati va é normal mente pouco atraente do ponto de vi sta econômi co. Bancos de capaci tores podem ser i nstal ados j unto à cabi ne de medi ção. Esta confi guração atende aos requi si tos da concessi onári a mas não i rá proporci onar os benefíci os do al ívi o da carga nos ci rcui tos i nternos de di stri bui ção. Deve-se ressal tar que tal al ternati va i mpl i ca na necessidade de modular a entrada dos capacitores de acordo com a variação da carga, para se evitar a ocorrência de excesso de capacitivo. As alternativas para instalação de capacitores variam entre os dois extremos acima descritos. A situação ideal para uma determinada instalação deverá ser resultado de estudo específico, comparando-se os benefícios obtidos com os investimentos necessários. Convém l embrar que quando grande parte do consumo de uma i nstal ação é devi da a equi pamentos não-l i neares (conversores de f reqüênci a, aci onadores de vel oci dade vari ável em estado sól i do, aci onadores em corrente contínua, control adores programávei s, fornos de indução e a arco, solda a arco), a instalação de capacitores deve ser precedida de um estudo de harmôni cos. Capaci tores l i gados a equi pamentos não-l i neares podem agravar probl emas de ressonânci a em harmôni cos de ordem ímpar, di storcendo a forma de onda senoi dal da al i mentação (di storção harmôni ca) e provocando surtos de corrente nos circuitos. Quando isto acontece ocorre a abertura dos fusíveis de proteção dos capacitores, denunci ando a exi stênci a de i rregul ari dades na i nstal aÇão. wsrntnçÕes etÉrncns 21 .,. .l',,l'.,t'âiii,'A,N,l A análise das contas de Íornecimento permite avaliar as condições gerais de utilização de energi a el étri ca pel a uni dade consumi dora, apresentando possi bi l i dades de aumentar a racionalidade do seu uso. Além disso, o resultado da análise permite que o contrato de fornecimento com a concession ária torne-se adequado às necessidades da empresa consumi dora, podendo i mpl i car em redução de despesas com el etri ci dade. Antes de iniciar a análise propriamente dita, é importante verificar, a tensão de Íornecimento e o ti po de tari fa na qual o consumi dor está enquadrado pel a concessi onári a. Se a concessionária fornece energia em tensão inferior a 2.300 V, o consumidor é classificado como sendo do "Grupo B" (baixa tensão); se a tensão de fornecimento for maior ou igual a 2.300 V, será um consumidor do "Grupo A" (alta tensão ). Neste capítulo serão analisadas as contas dos consumidores do Grupo A, pois para aqueles atendidos em baixa tensão (Grupo B), esta análise se resume a um acompanhamento mensal do consumo de energi a el étri ca. Os consumidores do Grupo A são divididos em subgrupos, sendo faturados com tarifas convencional ou horo-sazonal de acordo com a tensão de alimentação, conforme tabela a segui r: SUBGRUPOS MODALIDADE TARIFÁRIA CONVENCIONAL HORO-SAZONAL VERDE HORO-SAZONAL AZUL A1 (230 kV ou mais) Não Não Si m A2 (88 kV a 138 kV) Não Não Si m A3 (6e kv) Não Não Si m A3a (30 kV a 44 kV) A4 (2,3 kV a 25 kV) AS (Subterrâneo) Si m para demanda menor que 500kV Si m Si m Independente do si stema tari fári o, recomenda-se que a anál i se das contas seja efetuada sobre um período mínimo de doze meses consecutivos, de possível sazonal i dade no consumo de energi a da empresa sej a i ncl uída na de forneci mento modo que uma anál i se. exÃuse oe coNTAs DE ENERâIA etÉrnce 22 I 2.1 CARACTERISTICAS DOS SISTEMAS TARIFARIOS A seguir estão descritas as características fundamentais de cada sistema tarifário, importantes para a anál i se das contas de forneci mento de energi a. . Tarifa Convencional No sistema tarifário convencional a conta mensal leva em consideração o consumo (kWh) e a demanda (kW) de energia, sem diÍerenciação quanto aos horários do dia e períodos do ano. . Tarifas Horo-sazonais As tarifas horo-sazonais são caracterizadas por apresentar preços diferenciados de demanda e consumo de energia elétrica de acordo com as horas do dia (ponta e fora de ponta) e os períodos do ano (seco e úmido). O "horário de ponta" é composto portrês horas consecutivas, situadas entre 17:00 e 22:OOh, exceção feita aos sábados e domingos, definidas no contrato de fornecimento com a concessi onári a. O "horário fora de ponta" é o conjunto das horas complementares às três horas consecutivas definidas no horário de ponta. O "período úmido" corresponde a cinco meses consecutivos compreendendo qs Íorneci mentos abrangi dos pel as l ei turas de dezembro de um ano a abri l do ano segui nte. O "período seco" corresponde a sete meses consecutivos, compreendendo os forneci mentos abrangi dos pel as l ei turas de mai o a novembro. Existem duas modalidades de tarifas horo-sazonal: a Tarifa Azul e a Tarifa Verde. . A Tarifa Azul caracteriza-se pela aplicação de preços diferenciados de demanda e consumo de energia elétrica para os horários de ponta e fora de ponta e para os períodos seco e úmi do . A Tarifa Verde caracteriza-se pela aplicação de um preço único de demanda, independente de horário e período, e preços diferenciados de consumo, de acordo com as horas do dia e períodos do ano. A met odol ogi a apl i cada para anál i se das cont as apl i cada para as t ari f as azul e verde é a mesma, devendo apenas ser observado que para tari fa verde, na anál i se da demanda, não haverá di sti nção entre horári o de ponta e fora de ponta 2.2 ANÁI-ISC DA DEMANDA Tarifa Convencional Com relação à demanda, a legislação vigente estabelece que seja considerado para efeito de faturamento o maior valor entre: a) demanda veri fi cada por medi ção (demanda regi strada); b) da mai or demanda regi strada em qual quer dos 11 meses anteri ores; c) a demanda fixada em contrato de Íornecimento. A empresa estará uti l i zando de forma adequada a faturada for igual ao da demanda registrada. Dessa real mente consome. eNÁuse oe coNTAs DE ENERaIA ELETRIaA 23 energi a quando o val or de demanda Íorma, estará pagando por aquilo que Se o valor da demanda faturada for superior a demanda registrada, mas igual à demanda contratada, deve-se recorrer à concessionária solicitando um auxílio para normalização desta situação com o ajustamento do contrato. Quando o valor de demanda faturada for igual a 85o/" da máxima demanda registrada nos últimos onze meses, em algum desses meses houve um valor anormal de demanda registrada. Tal situação pode ocorrer por várias razões tais como aumento sazonal de produção, teste de equipamentos elétricos, entrada de operação de novos equipamentos, etc. Deve-se verificar em que mês isto ocorreu, quais foram as causas desta elevação e procurar evi tar ocorrênci as futuras, mel horando o gerenci amento das cargas i nstal adas. TariÍas Horo-sazonais A legislação vigente prevê que o faturamento da demanda deve ser feito conforme quadro a segui r : Quando as demandas faturadas nos segmentos horo-sazonais forem iguais aos valores das demandas regi stradas, a empresa estará uti l i zando a energi a de forma adequada. ConÍorme mostrado no quadro anteri or, a uni dade consumi dora é faturada com a tari fa de ul trapassagem quando a demanda regi strada exceder em certos l i mi tes a demanda contratada. Para evitar este tipo de faturamento deve-se reavaliar o contrato de forneci mento de energi a el étri ca, ou reduzi r os val ores de demanda regi strada através da oti mi zação da operação dos equi pamentos el étri cos e das i nstal ações. euÁuse oe coNTAs DE ENEncll- etÉtarce 24 TARIFA AZUL TARIFA VERDE Quando a demanda regi strada for i nÍeri or à demanda contratada o faturamento será fei to pel a demanda contratada. Para as uni dades consumi doras atendi das em tensão i gual ou superi or a 69 kV, quando a demanda registrada exceder em até 5"/o a demanda confatada, o faturamento será Íei to pel a demanda regi strada. Para as uni dades com demanda contratada superi or a 100 kW, quando a demanda regi strada exceder em até 10"/" a demanda contratada, o faturamento será fei to pel a demanda regi strada. Para uni dades consumi doras atendi das em tensão i nÍeri or a 69 kV, quando a demanda regi strada exceder em até 1Oo/" a demanda contratada, o faturamento será fei to pel a demanda regi strada. Para as uni dades com demanda contratada entre 50kW e 100kW, quando a demanda regi strada exceder em até 20/o a demanda contratada, o Íaturamento será fei to pel a demanda regi strada. Quando a demanda regi strada exceder os l i mi tes anteri ormente ci tados, o faturamento será efetuado consi derando a demanda contratada mai s uma tari fa de ul trapassagem apl i cada sobre a di ferença entre as demandas regi strada e contratada. 2.3 ANALISE DO FATOR DE CARGA Uma das maneiras de veriÍicar se a energia elétrica está sendo bem utilizada é analisar o Íator de carga da instalação. Quanto maior o fator de carga, melhor terá sido a utilização das cargas elétricas ao longo do tempo. Um Íator de carga baixo indica que houve concentração do consumo de energia em curto intervalo de tempo. Para melhorar o fator de carga, deve-se adotar um sistema de gerenciamento do uso da energia procurando-se retificar a curva de carga típica da instalação, ou seja, deslocando-se a utilização de certas cargas que contribuem para formação de picos, para os horários de menor concentração de cargas (vales). Nas tarifas convencional e horo-sazonal verde, o fator de carga é único porque existe um único registro de demanda de energia, enquanto que para tarifa horo-sazonal azul haverão dois fatores de carga, um para o horário da ponta e outro para Íora de ponta, devendo ,a análise ser efetuada separadamente para cada horário correspondente. A análise do fator de carga, além de mostrar se a energia elétrica está sendo utilizada de modo racional, traz uma conclusão importante para definir o tipo de tariÍa mais adequada para a instalação. Um fator de carga elevado no horário de ponta (acima de 0,60), indica que a tarifa horo-sazonal azul é a mais adequada. Caso contrário, a tarifa horo-sazonal verde trarâ vantagens econômicas para o consumidor. 2.4 ANALISE DO FATOR DE POTÊNCIA O fator de potência é outro índice que merece uma atenção especial. Alguns equipamentos elétricos, como motores, transformadores, lâmpadas de descarga, fornos de indução, entre outros, necessitam para sua operaçâo de dois tipos de potência: . Potência ativa (kW), que efetivamente realiza trabalho; . Potência reativa (kVar), usada para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas i nduti vas. . Potência total (kVA), também conhecida como Potência Aparente, representa a soma vetorial entre as potências ativa e reativa. O fator de potência indica qual porcentagem da potência total Íornecida (kVA) é eÍetivamente utilizada como potência ativa (kW). Assim, o fator de potência mostra o grau de eÍiciência do uso dos sistemas elétricos. Valores altos de fator de potência (próximos de 1,0) indicam uso eficiente da energia elétrica, enquanto valores baixos evidenciam seu mau aproveitamento, além de representar sobrecarga em todo sistema elétrico, tanto do onsumidor como da concessi onári a. A legisfação atual (portaria DNAEE Ns 1569, de 23/12193) prevê que a concessionária fature o excedente reativo, indutivo ou capacitivo, tomando-se como valor mínimo de referência O,92. As técnicas para correção do baixo fator de potência são abordadas no capítulo deste manual referente às instalações elétricas. 2.5 PLANILHAS PARA ANALISE Para facilitar o acompanhamento mensal das contas de Íornecimento de energiE elétrica, sugere-se a utilização das planilhas a seguir, que permitem visualizar o histórico de todos os parâmetros importantes para análise em um único documento. enÁuse oe covÍAs DE ENEncll- etÊrnrce 25 euADRo 1 - coNDrçÕes oe unuzaçÃo DE ENERGTA elÉrRrce TARIFA CONVENCIONAL MES CONSUMO (kwh) DEMANDA (kwh) CONTRATADA = (KW) FATOR DE CARGA FATOR DE porÊrucrR REGISTRADA FATURADA euADRo 2 - coNDrçÕes oe unLrzAçÃo DE ENERGTA elÉrnrcn TARIFA HORO.SAZONAL VERDE rlÊs CONSUMO (kwh) DEMANDA (kwh) CONTRATADA = (KW) FATOR DE CARGA FATOR DE porÊrucrR PS/PU FPS/FPU REGISTRADA FATURADA QUADRO 3 - COND|çOES DE UTTLTZAçAO DE ENERGTA ELETRTCA TARIFA HORO.SAZONAL AZUL uÊs CONSUMO (kwh) DEMANDA (kwh) CONTRATADA NA PONTA = (KW) CONTRATADA FORA DA PONTA = (KW) FATOR DE CARGA FATOR DE porÊrucrR REGISTRADA FATURADA PS/PU FPS/FPU PONTA F. PONTA PONTA F. PONTA PONTA F. PONTA enÁuse oe coufAs DE ENERaIA etÉrnrcn 26 3:' ,::::ANÁHSE ECONOM ICA Fìtr Os capítulos posteriores a esta publicação, foram concebidos de modo a fornecer informações técni cas que possi bi l i tem uma anál i se do potenci al de redução de consumo de um i mportante insumo no processo produtivo e, por vezes, responsável por uma parcela significativa das despesas de uma instalação: o energético. A identificação deste potencial não é, no entanto, el emento deci sóri o para a aprovação das modi fi cações a serem i ntroduzi das na i nstal ação ou mesmo em seu proj eto. Qual quer al teração que demande i nvesti mentos adi ci onai s deve ser aval i ada quanto à sua atrati vi dade econ ômi ca, manti das constantes demai s vari ávei s objetivas ou subjetivas que possam balizar o processo de decisão (imagem da empresa, faci l i dade ou di fi cul dade na obtenção de recursos, confi abi l i dade dos equi pamentos, garanti as e prazos de entrega dos equi pamentos, di sponi bi l i dade de assi stênci a técni ca, faci l i dade de trei namento ou adaptação dos operadores, fl exi bi l i dade para modi fi cações futuras, etc.). O presente capítul o tem por obj eti vo muni ci ar o usuári o de energi a de dados que o permi ti rão deci di r se um i nvesti mento, j usti Íi cável do ponto de vi sta técni co, também o será sob enfoque econômi co. Os cri téri os expostos a segui r possi bi l i tarão da mesma forma aval i ar a mel hor al ternati va econ ômi ca entre um conj unto que se apresente em condi ções de i gual dade técni ca. 3. 1 M ÉTODOS Entre os vários métodos viáveis para se realizar a análise econômica de investimentos, serão apresentados neste trabal ho apenas doi s, que permi ti rão compreender o mecani smo de avaliação de alternativas: o método da taxa simples de retorno e o método do valor atual. Cada um apresenta vantagens e desvantagens, que serão mostradas a segui r. 3. 2 METODO DA TAXA SI MPLES DE RETORNO Este é o método mai s faci l mente compreendi do de anál i se de i nvesti mentos, e consi ste determi nação de qual é o porcentual do i nvesti mento que retorna anual mente sob forma economi a. Não é l evada em conta a forma de di stri bui ção do fl uxo de cai xa ao l ongo tempo, uma vez que não são consi derados j uros no período. A taxa si mpl es de retorno é dada por: TSR = RA/ | onde: RA = Íêcêi tâ anual decorrente do i nvesti mento | - i nvesti mento Exempl o: Para a substi tui ção das l âmpadas dosescri tóri os será necessári o i nvesti r R$ 10.000,00. A economi a resul tante com a redução da conta de energi a é esti mada em R$ 2.500,00. A taxa si mpl es de retorno será de 2.500,00/10.000,00 = 25"/" ao ano. na de do attÁuse ecottourca DE rvVESnMENTaS 27 Outra manei ra de expressar a mesma i déi a é cal cul ar o período de retorno, também conhecido por payback. O payback é exatamente o inverso da taxa simples de retorno, e mostra qual o período em anos que será necessário para se recuperar o investimento, não se considerando juros. Aproveitando o exemplo anterior, o payback da substituição de lâmpadas seria de 10.000,00 | 2.5OO,00 = 4 anos: . Vantagens a) O método é bastante simples. b) Permite análises comparativas entre opções de fluxos de caixa semelhantes. . Desvantagens a) Produz resultados imprecisos, pois não considera o custo do dinheiro. b) Não se presta para comparar opções com Íluxos de caixa muito diferentes. 3.3 M ÉTOOO DO VALOR ATUAL Quando um determinado investimento é analisado, observa-se que vários eventos financeiros ocorrem em diferentes épocas. De uma maneira geral, primeiramente existe um desembolso de caixa, depois ocorre uma série de retornos financeiros que se originam da economia que o projeto irá proporcionar, e finalmente existe um valor residual que pode ser atribuído ao bem após o seu período de vida útil. Uma vez que todos os valores estarão distribuídos ao longo do período de avaliação do projeto, e o valor real de cada unidade monetária depende do momento em que ocorre, torna-se necessário equalizar cada valor para uma única data. O método do valor atual determina que todo o fluxo de caixa seja corrigido para a data de início do projeto. Todos valores são então levados a esta data, utilizando-se como taxa de juros a taxa mínima de atratividade da empresa. Esta é a taxa de juros que a empresa julga que poderá obter em seus investimentos, de forma que não se interessará em deslocar recursos para projetos que apresentem taxa inferior. O valor atual do fluxo de caixa, assim obtido, é analisado. Se resultar negativo, signiÍica que a empresa não obterá, com o projeto, receita superior à que conseguiria investindo em outras atividades que lhe são oferecidas. Se o resultado for positivo, conclui-se que o projeto é atraente para a empresa. Se o valor atual do Íluxo de caixa resultar nulo, é indiferente do ponto de vista financeiro um investimento ou outro. Exemplo: Pretende-se investir R$ 1.000.000,00 em um equipamento que terá vida útil de três anos. A receita que o equipamento irá proporcionar é de R$ 400.000,00 por ano, e no fim do período de vida útil será poss ível sucateá-lo por R$ 100.000,00. A taxa mínima de atratividade da empresa é de 14"/" ao ano. O investimento é atrativo? O valor atual do fluxo de caixa será calculado assim: Investimento (desembolso) : Recei ta no fi m do ano 1: 400.000/(1+0,14) = Recei ta no fi m do ano 2: 400.000/(1+0,14X1+0,1 4) = Recei t a no Í i m do ano 3: 400. 000/ (1+0, 14)(1+0, 14X1+0, 14) Recei t a c/ sucat a: 100. 000/ (1+0, 14)(1+0, 14X1+0, 1 4) = TOTAL = -1. 000. 000, 00 +350. 877, 19 +307.787,01 +269.988,61 +67.497,15 -3.850,04 Resultado: O investimento não é euÁuse ecouônrcn DE NvEsnMENTos 28 pois o valor atual do Íluxo de caixa resultou negativo. Note-se, segundo os dados apresentados no exemplo acima, que se não fosse levada em consideração a taxa de juros, o resultado seria + 300.000,00. Por este motivo o método anterior não é preciso e pode levar a conclusões enganosas. O exemplo foi apresentado calculando-se cada uma das parcelas com a finalidade de apresentar o raciocínio do método. Quando se tem, no entanto, Íluxos de caixa com eventos mensais e longos períodos de vida de projetos, lança-se mão de Íórmulas ou tabelas que economi zam trabal ho de cál cul o. O valor atual de uma série constante de desembolsos ou receitas pode ser determinado utilizando-se o Fator de Valor Atual (vide tabelas anexas), assim calculado: P=RxFVA FvA=[ ( 1 +i ) n- t ] / [ i x( 1 +i ) n] onde: P = valor atual R = vâlor de cada termo constante i = taxa de juros (ou taxa mínima de atratividade) rì = rìúffìero de parcelas ou períodos de capitalizaçâo O valor atual de um evento único dêterminado utilizando-se o Fator de ' ' r1' ' períodos de capitalização pode tabel as anexas), assi m cal cul ado: ocorrendo após Desconto (vide P=SxFD FD=( 1 +i ) - n onde: P = valor atual S = valor do evento futuro i = taxa de juros (ou taxa mínima de atratividade) Íì = núrrìero de períodos de capitalização Exemplo: A compra de uma nova máquina demandará um investimento de R$ 5.000,00 para aquisição e instalação. Com esta máquina operando será possível economizar mensalmente R$ 120,00. Ao término do período de vida útil de 5 anos (60 meses), a máquina poderá ser vendida por R$ 300,00. A taxa mínima de atratividade da empresa é de 1"/" ao mês. O investimento é atrativo? O valor atual do fluxo de caixa resultante da mensal será dado por: FVA = [ ( 1+0, 01) 60 - I l l o, 01( 1+0, 01) 60] = 44, 9550 P1 = 12Ox 44,9550 = 5.394,59 O valor atual da receita com a venda futura da máquina será: FD = (1+0, 01)-60 = 0, 5504 P2= 300 x 0, 5504 = 165, 13 O valor atual de todo fluxo de caixa será então: 5.394,59 + 165,13 - 5.000,00 = + 559,72 Resultado: O investimento é atrativo, pois o valor atual do Íluxo de caixa resultou positivo. auÁuse ecouôurca DE,NvEsrtMENTos 29 . Vantagens a) Produz resultados precisos. b) Permite comparar projetos com prazos distintos. . Desvantagens a) Necessita de cálculo mais refinado do que o método anterior. b) Sua precisão depende de uma acurada determinação da taxa mínima de retorno. 3.4 CONSTDERAçOES ADtCtONAtS Ao se realizar uma análise de investimentos, algumas informações adicionais devem ser levadas em consideração: 3.5 EQUTPAMENTO NOVO/SUBSTITUIçÃO Quando se estuda a implantação de um novo projeto, e todas alternativas que se apresentam referem-se a equipamentos novos, a decisão sobre o tipo mais atrativo de equipamento poderá ser tomada utilizando os métodos de análise de investimento da maneira como exemplificado anteriormente . A mesma situação ocorre quando se deseja substituir um equipamento que já esteja no final de sua vida útil. Compara-se a atratividade da aquisição de um equipamento idêntico ao anterior com a atratividade de um ou mais equipamentos substitutivos, e desta forma será possível decidir se a troca é ou não vantajosa. Quando o objeto de estudo é no entanto a substituição de um equipamento operativo ainda não totalmente depreciado, deve-se computar a eventual receita com a alienação do equipamento existente. A inclusão desta parcela poderá reduzir a necessidade de desembolso inicial, melhorando a atratividade do novo investimento. 3.6 IMPOSTOS Quando a receita obtida em um projeto é oriunda da redução do consumo de energéticos, de- ve-se lembrar que juntamente com a economia no fornecimento da energia obtém-se uma economia no pagamento dos impostos associados à comercializaçáo daquele energético. A receita deve ser então calculada incluindo-se os impostos respectivos. Exceção deve ser feita a indústrias que utilizam o energético como insumo, pois neste caso o imposto será automaticamente compensado Vale a pena lembrar também que o resultado em cada exercício fiscal, oriundo das melhorias obtidas com o projeto, irá aumentar o rendimento tributável e será portanto sujeito à taxação pelo imposto de renda. O rendimento líquido após o imposto de renda, que aumentará o patrimônio da empresa e poderá ser distribuído aos acionistas, será desta maneira inferior à simples economia que o projeto irá proporcionar. euÁuse econônce DElNvEsnMENTos 30 3.7 DEPRECTAçAO Ao se calcular o fluxo de caixa de um projeto não se deve esquecer a receita oriunda da depreciação contábil do equipamento. A depreciação é um dispositivo fiscal que permite computar a desvalianzação do ativo fixo ao longo de sua vida útil, reduzindo o lucro líquido antes do imposto de renda. Como a redução do lucro é apenas contábil, não havendo desembolso real de recursos, a depreciação é encarada como receita nas análises de investimentos. Existe legislação específica que estabelece a vida útil de cada tipo de equipamento para Íins contábeis, e por conseq üência a taxa de depreciação. 3.8 TNFLAçÃO O cômputo da inflação durante o período de análise de um investimento é revestido de uma grande incerteza quanto aos valores que ela poderá assumir. Quando se considera que os preços de venda dos bens ou serviços da empresa irão acompanhar os mesmos índices que corrigem os preços dos insumos e aplicações financelras, a ocorrência da inÍlação não é no entanto computada nas análises de investimento. Os valores do fluxo de caixa são reÍeridos a uma mesma data base, ou então atrelados a uma moeda forte. No caso de contratos previamente estabelecidos, que envolvem receitas ou desembolsos relacionados com o projeto sob análise, as eventuais diferençasentre os índices de reajuste e a inflação no mesmo per íodo que puderem ser estimadas deverão ser levadas em consideração. O fluxo de caixa assim ajustado proporcionará dados mais confiáveis, mel horando a preci são da anál i se econômi ca. nnÁuse ecoxôurcn DE NvEsnMENTos 3' l SECRETARIA DE ENERGIA Inüerneü: Ìrnp:/Ánvw.enetgiosp.govbr [email protected] Apoi o: V PRGD(trGDBRE T Iillflt|Jto ltAsllllto D0 toBRl GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO },,,,TARIA fDE ESTADO lDE ENERGIA