Este artigo tem como finalidade explicar de maneira clara e acessível o conceito de fator de demanda e sua relevância em projetos elétricos e na gestão de energia.
Seria simples calcular a potência máxima nas instalações se considerássemos que todos os equipamentos podem ser acionados ao mesmo tempo. No entanto, na prática, apenas uma parte desses equipamentos é ligada simultaneamente, permitindo assim evitar um dimensionamento excessivo das instalações elétricas (geradores, transformadores, etc.).
Para resolver essa questão, existem dois fatores importantes a serem considerados no cálculo desse dimensionamento: o fator de demanda e o fator de simultaneidade.
Índice
O que são fatores de demanda?
Fatores de Demanda, por definição, é a relação entre a Demanda Máxima registrada em uma instalação e a Carga Instalada. A Demanda Máxima (Dmáx) corresponde ao maior valor de potência (em kW) que os equipamentos de uma instalação alcançam sob condições normais de uso. Mais adiante, veremos que existem tabelas para estimar esse valor com base no tipo e na quantidade dos equipamentos; no entanto, o ideal é sempre conhecer bem a instalação e o regime real de utilização para obter um valor mais exato.
A Carga Instalada, também chamada de Potência Instalada (Pinst.), é a soma das potências nominais de todos os equipamentos (em kW). Isso significa que representa a potência total que seria consumida se todos os aparelhos estivessem funcionando simultaneamente.
É possível notar que o Fator de Demanda (Fd) varia entre 0 e 1. Esse valor é fundamental para o dimensionamento dos equipamentos elétricos que fornecem energia à instalação.
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Fator de Simultaneidade
Conforme discutimos anteriormente, em um ambiente industrial, comercial ou residencial, os equipamentos normalmente não funcionam todos ao mesmo tempo. Por isso, existem valores tabelados que auxiliam no dimensionamento das instalações elétricas, conhecidos como Fatores de Simultaneidade.
Esses fatores devem ser aplicados à Carga Instalada ao se considerar o dimensionamento de fios, disjuntores, geradores, transformadores e outros componentes. Esses valores servem como um ponto de partida, pois cada situação deve ser analisada de forma individual e é essencial ter cuidado para não superdimensionar o sistema.
Exemplo
Imagine que temos uma instalação com os seguintes equipamentos:
- 15 Motores de 5 cv
- 4 Motores de 50 cv
- 1 Forno resistivo de 70 kW
Qual potência devemos levar em conta para projetar nossa instalação elétrica?
Sabendo que 1 cv = 0,735 kW, a Carga Instalada referente a cada equipamento é a seguinte:
Motores de 5 cv: 15*5*0,735 = 55,125 kW
Motores de 50 cv: 4*50*0,735 = 147 kW
Forno resistivo: 1*70 = 70 kW
Assim, a Potência Instalada Total é 55,125 + 147 + 70 = 272,125 kW.
Agora multiplicamos pelos fatores de simultaneidade adequados:
- Motores de 5 cv: 55,125*0,65 = 35,83 kW
- Motores de 50 cv: 147*0,80 = 117,6 kW
- Forno resistivo: 1*70 = 70 kW
Portanto, o valor a ser considerado para a instalação elétrica é: 35,83 + 117,6 + 70 = 223,43 kW.
Fator de carga
Segundo a Resolução Normativa nº 414/2010 da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), o fator de carga é a razão entre a demanda média e a demanda máxima de uma unidade consumidora que ocorre dentro do mesmo período específico. Também se pode dizer que o fator de carga representa a relação entre a energia ativa consumida e a energia máxima que poderia ser utilizada em um intervalo determinado.
O fator de carga (FC) é um índice adimensional que varia entre 0 e 1, sendo que quanto mais próximo de 1, melhor é a eficiência energética da instalação. Um valor próximo a 1 indica que as demandas ao longo do dia se aproximam da demanda máxima.
A análise do fator de carga permite identificar os picos de demanda e avaliar como está sendo utilizada a energia elétrica, com o objetivo de otimizar tanto a instalação elétrica quanto a demanda contratada.
É comum que a demanda contratada de uma unidade consumidora seja calculada para atender à sua demanda máxima. Assim, se uma unidade tem uma demanda máxima muito alta em relação à média, isso indica que essa contratação está dimensionada para períodos curtos e fica ociosa ou superdimensionada na maior parte do tempo. Portanto, o ideal é realocar as cargas para que a demanda máxima fique o mais próxima possível da demanda média.
É importante ressaltar que apenas os consumidores do grupo A possuem demanda contratada, ou seja, aqueles atendidos em média ou alta tensão, geralmente grandes instalações industriais ou comerciais. Não há contratação de demanda em residências, normalmente atendidas em baixa tensão, onde o consumidor paga apenas pela energia efetivamente consumida.
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Fator de serviço
O fator de serviço (Fs) representa a carga máxima que pode ser aplicada continuamente ao motor, em determinadas condições. Ele demonstra a capacidade de suportar sobrecargas contínuas, ou seja, uma margem de potência que permite ao motor lidar melhor com situações adversas.
É importante não confundir o fator de serviço com a capacidade de sobrecarga temporária que o motor pode aguentar, que geralmente é limitada a até 60% da carga nominal por um período de 15 segundos. Quando o fator de serviço é igual a 1, isso indica que o motor não foi projetado para operar continuamente acima da sua potência nominal. Contudo, essa condição não altera sua habilidade para lidar com sobrecargas momentâneas.
O valor do fator de serviço está disponível nas placas identificadoras dos motores e é representado por um número superior a 1. Por exemplo, um motor com Fs igual a 1,15 pode suportar uma carga 15% maior do que sua capacidade nominal sem sofrer danos.
Conclusão
Neste artigo, discutimos o conceito de fator de demanda e sua aplicação correta na análise da demanda de energia e da potência instalada em sua unidade consumidora de eletricidade.
É fundamental evitar tanto o subdimensionamento quanto o superdimensionamento do projeto, a fim de minimizar imprevistos.
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