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Monitor Visual del consumo de energía eléctrica en viviendas PDF

22 Pages·2012·1.65 MB·Spanish
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ISBN: 978-99923-982-8-9 ESCUELA ESPECIALIZADA EN INGENIERÍA ITCA - FEPADE DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y PROYECCIÓN SOCIAL INFORME FINAL DE INVESTIGACIÓN MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS ESCUELA PARTICIPANTE: ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA DIRECTOR COORDINADOR DEL PROYECTO: ING. RICARDO SALVADOR GUADRÓN DOCENTE INVESTIGADOR PRINCIPAL: ING. JUAN JOSÉ CÁCERES CHIQUILLO DOCENTES INVESTIGADORES PARTICIPANTES: ING. RIGOBERTO ALFONSO MORALES TÉC. GUSTAVO ENRIQUE VÁSQUEZ SANTA TECLA, MARZO DE 2010 2 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados. ISBN: 978-99923-982-8-9 ESCUELA ESPECIALIZADA EN INGENIERÍA ITCA - FEPADE DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y PROYECCIÓN SOCIAL INFORME FINAL DE INVESTIGACIÓN MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS ESCUELA PARTICIPANTE: ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA DIRECTOR COORDINADOR DEL PROYECTO: ING. RICARDO SALVADOR GUADRÓN DOCENTE INVESTIGADOR PRINCIPAL: ING. JUAN JOSÉ CÁCERES CHIQUILLO DOCENTES INVESTIGADORES PARTICIPANTES: ING. RIGOBERTO ALFONSO MORALES TEC. GUSTAVO ENRIQUE VÁSQUEZ SANTA TECLA, MARZO DE 2010 3 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados. AUTORIDADES Rectora Licda. Elsy Escolar SantoDomingo Vicerrector Académico Ing. José Armando Oliva Muñoz Vicerrectora Técnica Administrativa Inga. Frineé Violeta Castillo de Zaldaña EQUIPO EDITORIAL Lic. Ernesto Girón Ing. Mario Wilfredo Montes Ing. Jorge Agustín Alfaro Licda. María Rosa de Benitez Licda. Vilma Cornejo de Ayala DIRECCIÓN DE INVESTIGACIÓN Y PROYECCIÓN SOCIAL Ing. Mario Wilfredo Montes Ing. David Emmanuel Agreda Lic. Ernesto José Andrade Sra. Edith Cardoza AUTORES Ing. Juan José Cáceres Chiquillo Ing. Rigoberto Alfonso Morales Hernández Téc. Gustavo Enrique Vásquez Novoa FICHA CATALOGRÁFICA Elaborado por el Sistema Bibliotecario ITCA – FEPADE 333.717 C118m Cáceres Chiquillo, Juan José Monitor visual del consumo de energía eléctrica en viviendas / Por Juan José Cáceres Chiquillo; coordinador Ricardo Salvador Guadrón, colaboradores Gustavo Enrique Vásquez Novoa, Rigoberto Alfonso Morales Hernández - 1ª ed. – Santa Tecla, El Salvador: ITCA Editores, 2010. 20 p. ; il. ; 28 cm. www.itca.edu.sv, -- Formato pdf, 1.2 Mb. ISBN: 978-99923-982-8-9 (impreso) 1. Energía eléctrica. 2. Conservación de la energía. I. Título. El Documento Monitor Visual del consumo de energía eléctrica en viviendas, es una publicación de la Escuela Especializada en Ingeniería ITCA – FEPADE. Este informe de investigación ha sido concebido para difundirlo entre la comunidad académica y el sector empresarial, como un aporte al desarrollo del país. El contenido de la investigación puede ser reproducida parcial o totalmente, previa autorización escrita de la Escuela Especializada en Ingeniería ITCA – FEPADE o del autor. Para referirse al contenido, debe citar la fuente de información. El contenido de este documento es responsabilidad de los autores. Sitio web: www.itca.edu.sv Correo electrónico: [email protected] Tiraje: 16 ejemplares PBX: (503) 2132 – 7400 FAX: (503) 2132 – 7423 ISBN: 978-99923-982-8-9 (impreso) Año 2010 4 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados. ÍNDICE Contenido Página 1 INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 6 2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................ 6 2.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA ............................................................................................. 6 2.2 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................. 6 2.3 OBJETIVOS ......................................................................................................................... 7 2.3.1 Objetivo General: ................................................................................................. 7 2.3.2 Objetivos Específicos: ......................................................................................... 7 2.4 HIPÓTESIS .......................................................................................................................... 7 3 ANTECEDENTES ............................................................................................................... 7 4 MARCO TEÓRICO ............................................................................................................. 7 5 METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN ................................................................... 8 6 RESULTADOS ................................................................................................................... 16 7 CONCLUSIONES ............................................................................................................. 17 8 RECOMENDACIONES ................................................................................................... 18 9 GLOSARIO ......................................................................................................................... 18 10 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 18 11 ANEXOS .............................................................................................................................. 19 5 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados. 1 INTRODUCCIÓN Las sociedades modernas se encuentran en constante desarrollo, mismo que ha permitido la invención de diversas máquinas, tecnologías, teorías y postulados. Uno de los mayores logros de la humanidad ha sido la producción, manipulación, uso y aprovechamiento de la energía eléctrica. Este tipo de energía; es hoy en día producida de diversas formas, como centrales hidroeléctricas, a través de combustibles fósiles, centrales termonucleares, centrales geotérmicas, radiación solar, por energía eólica, por el movimiento de las olas, etc. En nuestro país es común observar la producción de energía eléctrica a través de centrales hidroeléctricas, combustibles fósiles y a través de vapor geotérmico. Sin embargo los costos de producción y mantenimiento de las empresas generadoras de electricidad y las empresas distribuidoras, así como el constante aumento de todos los derivados del petróleo, han provocado que el costo de la energía eléctrica impacte de manera considerable en la economía salvadoreña. Como una forma de ayuda y estimulo al ahorro energético, el gobierno de El Salvador ofrece un subsidio económico para aquellos usuarios residenciales que consumen como máximo hasta 99 KW/h al mes. Sin embargo la cultura de ahorro energético parece no ser comprendida y mucho menos puesta en práctica por los individuos, que al final se verían beneficiados de poner en marcha esta cultura. Este proyecto plantea el diseño y construcción de un dispositivo orientado a ayudar en el campo del ahorro de energía eléctrica. 2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 2.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA En nuestro país, el costo de la energía eléctrica se ha convertido en un problema para muchas familias. Cuando este es el caso, en estos hogares, regularmente existe al menos una persona que trata de ahorrar energía eléctrica, sin embargo cuando este miembro de la familia no esta presente o se descuida; usualmente el consumo energético del hogar aumenta, esto es porque no todos los miembros de la familia poseen esta conciencia de ahorro. AES que agrupa a 4 empresas de distribución eléctrica lleva varios meses con una campaña de ahorro energético que hace circular a través de e-mail y en la contraportada de los recibos de pago de energía eléctrica, sin embargo como se expreso anteriormente, no todos los miembros de la familia poseen una conciencia de ahorro energético, y por lo tanto hacen caso omiso de estas campañas. Posiblemente un factor que contribuye a este comportamiento de los usuarios es el que no se dispone en los hogares o residencias de un dispositivo que indique la cantidad de energía que se esta consumiendo (el único indicador que los usuarios pueden observar es la velocidad del disco del contador de energía en la acometida de corriente a los hogares) y por esto se encienden muchos aparatos de gran consumo tales como planchas y hornos incluso al mismo tiempo llegando al extremo de disparar los térmicos protectores. 2.2 JUSTIFICACIÓN Como medida para contribuir al ahorro energético, ya sea desde una perspectiva económica o medio ambiental se plantea el diseño y construcción del Monitor visual del consumo de energía eléctrica en viviendas. 6 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados. 2.3 OBJETIVOS 2.3.1 OBJETIVO GENERAL:  Diseñar y elaborar un aparato capaz de monitorear el consumo de energía y potencia eléctrica en un hogar. 2.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:  Analizar la tendencia de consumo energético de los usuarios con y sin un indicador del consumo.  Diseñar un sistema capaz de proporcionar una representación visual del consumo de potencia y energía eléctrica en un hogar. 2.4 HIPÓTESIS Construir un sistema capaz de monitorear el consumo de potencia y energía eléctrica en una vivienda, mostrando una medida de este consumo. Además, basado en una lista de prioridades, el sistema puede desconectar ciertos aparatos o equipos; para ello se deberá emitir una advertencia visual y sonora un minuto antes de la desconexión, tiempo en el cual el usuario puede cancelar esta acción. Con todo esto se busca obtener un considerable ahorro en el consumo de potencia y energía de la vivienda donde ha sido instalado el aparato. 3 ANTECEDENTES En nuestro país al igual que en el resto del mundo, el costo de la energía eléctrica ha experimentado considerables alzas en los últimos años. En algunos hogares inclusive se ha hecho habitual no cancelar una factura de electricidad y pagar el recargo en el siguiente mes, esto se encuentra estrechamente relacionado a la condición económica de la población. Muy pocas personas toman en serio la tarea de sentarse y analizar cada carga eléctrica del hogar, para determinar de que forma en conjunto puede ser disminuido el consumo de energía y por consiguiente el importe de la factura de electricidad. Así mes a mes la mayoría de usuarios del sistema eléctrico residencial se limitan a desembolsar la cantidad facturada y apagar unos cuantos “focos” por la noche. Otros en cambio deciden hacer una inversión en luminarias ahorrativas, cuando de nada sirve esto si van a existir unos 15 focos encendidos en la vivienda y solo son necesarios 4. 4 MARCO TEÓRICO El monitor visual del consumo de energía eléctrica en viviendas cuenta con un sistema central en el cual se mide la potencia instantánea que es demandada por la vivienda y se realiza el recuento de consumo de energía desde el inicio del mes hasta su fin. Por otra parte al sobrepasarse el límite de consumo de potencia programado por el usuario, el módulo central envía una señal inalámbrica hacia los receptores en los cuales se conectan las diversas cargas de la casa, con lo cual se inicia el proceso de desconexión de la carga. Para desconectar un aparato, el equipo emite un aviso visual y sonoro con el cual se busca que si el usuario NO desea que la carga en particular sea apagada, entonces pueda cancelar su proceso de desconexión mediante un control remoto, estos avisos se emiten durante un minuto, posterior al cual si no hay acción por parte del usuario se envía la orden de desconexión de la carga. 7 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados. A continuación se presenta un esquema del proyecto: Fig. 1. Esquema general del proyecto. 5 METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN Para este proyecto se realizó una investigación de los equipos similares existentes en el mercado. Posteriormente se perfilaron los detalles del prototipo, para luego implementar el sistema físico del módulo central, luego se construyó el módulo de desconexión. Al mismo tiempo se estudiaron las tecnologías de RF (Radio frecuencia) de bajo costo que cumplieran con las necesidades del proyecto, se inicio un análisis de la tecnología IR (infrarrojo) pero se determinó que ésta última tecnología no es la más adecuada para el funcionamiento del proyecto. Por lo que se decidió implementar el sistema de comunicación entre módulo central y módulo de conexión / desconexión mediante señales RF. 8 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados. Fig. 2. Pruebas de circuito de medición de corriente. Fig. 3. Vista posterior de la pantalla (módulo de visualización). 9 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados. Fig. 4. Calibración de pantalla (Módulo de visualización) Fig. 5. Receptores Inalámbricos (por Radiofrecuencia). 10 “MONITOR VISUAL DEL CONSUMO DE ENERGÍA ELÉCTRICA EN VIVIENDAS”. Documento propiedad de ITCA-FEPADE. Derechos Reservados.

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Edith Cardoza. AUTORES. Ing. Juan José Cáceres Chiquillo. Ing. Rigoberto Alfonso Morales Hernández. Téc. Gustavo Enrique Vásquez Novoa. FICHA CATALOGRÁFICA. Elaborado por el Sistema Bibliotecario ITCA – FEPADE. El Documento Monitor Visual del consumo de energía eléctrica en
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