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Fator de Demanda – O que é?

Este artigo tem o objetivo de explicar de forma simples e intuitiva o conceito de Fator de Demanda e sua importância dentro de projetos elétricos e na Gestão de Energia.

Seria fácil determinar a potência máxima nas instalações se assumíssemos que todos os equipamentos podem ser ligados simultaneamente. Porém o que ocorre na realidade é que apenas uma fração desses equipamentos é ligado ao mesmo tempo, e assim podemos evitar uma instalação elétrica (geradores, transformadores, etc…) superdimensionada.

Para contornar esse problema existem dois fatores de projeto importantes na determinação desse dimensionamento: Fator de Demanda e Fator de Simultaneidade

Fator de Demanda

Por definição, Fator de Demanda é a razão entre a Demanda Máxima atingida na instalação e a Carga Instalada:

Fórmula: fator de demanda

Tomamos por Demanda Máxima (Dmáx) o máximo valor (em kW) de potência atingido pelos equipamentos de uma instalação em condições normais de uso. Veremos adiante que existem tabelas para estimar este valor de acordo com o tipo e quantidade de equipamento, porém o correto é sempre conhecer a instalação e o regime real de uso para se obter um valor mais preciso.

Carga Instalada, ou Potência Instalada (Pinst.) é a soma das potências nominais de todos os equipamentos (em kW), ou seja, o valor de potência que seria consumida se todos os equipamentos estiverem operando ao mesmo tempo.

Podemos observar que o Fator de Demanda (Fd) é sempre um valor entre 0 e 1. E é justamente este valor que é usado para o dimensionamento dos equipamentos elétricos que alimentam a instalação.

Fator de Simultaniedade

Como vimos anteriormente, em uma instalação industrial, comercial ou residencial os equipamentos raramente irão operar todos ao mesmo tempo. Por isso existem valores tabelados para ajudar no dimensionamento de instalações elétricas chamados Fatores de Simultaneidade. São estes fatores que devemos multiplicar pela Carga Instalada na hora de considerar o dimensionamento de fios, disjuntores, geradores, transformadores, etc. Estes valores são um guia inicial, pois cada caso deve ser analisado individualmente e sempre deve ser tomado o cuidado para não subdimensionar o sistema.

A tabela a seguir mostra valores geralmente utilizados para este fator.

Exemplo

Suponha que temos umas instalação com os seguintes equipamentos:

  • 15 Motores de 5 cv
  • 4 Motores de 50 cv
  • 1 Forno resistivo de 70kW

Qual valor de potência devemos considerar para dimensionar nossa instalação elétrica?

Considerando 1 cv = 0,735 kW, temos que a Carga Instalada em relação a cada equipamento é igual a:

  • 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

Logo a Potência Instalada Total é 55,125 + 147 + 70 = 272,125 kW.

Multiplicando os fatores de simultaneidade correspondentes:

  • 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

Logo, o valor que devemos considerar para a instalação elétrica é: 35,83 + 117,6 + 70 = 223,43 kW.

Diferença em relação ao Fator de Carga

Em outro artigo explicamos o significado e a importância do Fator de Carga. Apesar de possuir uma formulação muito similar ao Fator de Demanda, seus significados são essencialmente diferentes.

Enquanto o Fator de Demanda é usado exclusivamente para o dimensionamento de instalações elétricas pela análise da simultaneidade dos equipamentos, o Fator de Carga proporciona uma análise na uniformidade da utilização da energia elétrica, visando o melhor aproveitamento do sistema elétrico.

Bruno Scarpin

Engenheiro Mecatrônico pela USP e Mestre em Sistemas Integrados de Manufatura pelo Rochester Institute of Technology. É cofundador da CUBi e atual COO.

16 comentários em “Fator de Demanda – O que é?”

    1. Olá Leandro!
      O FC reflete a porcentagem da Potência Instalada utilizada no momento de maior carga, durante a operação normal da instalação. Por exemplo, uma instalação com Potência Instalada de 100kW e fator de carga de 0,8 atinge a potência máxima de 80kW num período de operação normal.
      O FC não pode ser maior que 1, senão estaríamos dizendo que a instalação, durante um período normal de operação, estaria consumindo mais potência do que todos os equipamentos ligados simultaneamente. Unica situação seria no caso do uso incorreto dos equipamentos, que geraria um consumo acima da sua potência máxima informada.

      1. Olá Bruno, esse tema é muito importante e atual, nossa maior preocupação são para os condomínios, onde as pessoas não tem noção sobre o aumento de demanda da unidade e simplesmente vão instalado ar condicionado, aumentando a potência dos chuveiros entre outras cargas sem um estudo do Fator de Carga e demanda restante. Temos realizado esses estudos em alguns condomínios em Brasília e os resultados são os mais diversos possíveis, como a possibilidade de instalação e definição da quantidade e capacidade como NÃO DISPOSNIBILIDADE de carga e é aí que o risco pode acontecer caso as proteções elétricas deixem de atuar. Abraços Marco Oliveira

        1. Olá Marco!

          Obrigado pelo seu comentário!
          Realmente foi muito bem colocada essa questão de condomínios residenciais. Nesse caso as cargas “fogem do controle” da gestão do condomínio, já que são casas em que as pessoas podem ligar e instalar aparelhos sem restrição. Por isso a importância de uma análise bem mais detalhada para um (super)dimensionamento adequado e manter as proteções elétricas em dia.
          Abraços!

  1. Boa tarde. Tenho um motor de 190 cv e um trafo de 167 KVA integrados a uma maquina. Na fonta de energia eletrica consta que o Kwh FPonta é R$ 0,51 e a demanda R$ 21,00. Como calculo o custo da energia eletrica por hora? Trabalhamos 8 horas por dia durante 21 dias.

    1. Olá Sergio, tudo bem?

      O motor fica ligado apenas em horário Fora de Ponta? Senão precisaríamos da tarifa do kWh na Ponta também.
      De qualquer maneira, o regime da carga e o acionamento deste motor teria muita influência na quantidade de energia consumida por ele. Sem contar questões de eficiência envolvidas.
      Logo, cálculo teórico dificilmente vai corresponder com fidelidade o consumo real do equipamento.
      O ideal é usar um sistema de monitoramento de energia como o da CUBi para poder identificar este consumo no tempo e assim saber ao certo qual o consumo em Ponta, Fora de Ponta, Demanda máxima atingida, etc..

  2. Boa tarde Bruno. No caso de uma máquina industrial dentro de uma fabrica onde a mesma possui 13 motores trifásicos de diversas potências, onde todos ficam ligados em todos tempo durante o expediente. existe calculo de demanda para este caso? e como ficaria o fator de carga? Att, Ricardo

    1. Boa Tarde Ricardo, tudo bem?

      Mesmo todos os motores estando ligados ao mesmo tempo, pode ser que a potência não esteja em 100% de suas capacidades.
      Logo, podemos fazer tanto a análise “interna”, considerando a quantidade e potências dos motores, quanto a análise agregada, que considera a máquina inteira como um equipamento só.
      Caso ainda exista dúvida sobre a demanda consumida, é importante fazer a medição de energia para avaliar a demanda real em regime normal de uso e evitar assim qualquer subdimensionamento na instalação elétrica. A medição é a melhor saída também para saber o fator de carga relacionado àquela máquina

  3. Claudio Martins

    Boa tarde!

    Como faço para calcular a bitola do cabo de alimentação trifásico para uma Carga Instalada de 65 kW e Demanda Máxima de 32 kW, sendo uma corrente de 70 A e distante 700 m do quadro de alimentação?

    Att.

    Claudio Martins

    1. Boa tarde Carlos, tudo bem?

      A essa distância a queda de tensão no cabo será muito alta. Precisamos da Tensão Trifásica para fazermos um dimensionamento teórico mais preciso, porém muito provavelmente chegaremos a valores muito altos de bitola para mater o nível de tensão adequado na carga. Além do custo do projeto que com certeza será alto e das perdas de transmissão que serão constantes.

      O ideal é que exista um ponto de ligação mais próximo. Se for um caso de local remoto e isso não for possível, pensar na possíbilidade de alocar alguma forma de geração para suprir essa demanda local (gerador diesel, placas fotovoltaicas, etc..).

      Espero ter ajudado!

  4. Olá, Bruno!
    No caso de uma instalação industrial que possui uma subestação:
    ligar motores em intervalos de tempo diferentes , mas que após ligados permanecerão em funcionamento ao mesmo tempo , interfere em minha demanda? consigo diminuir minha demanda dessa forma?
    Ou o fato de eles permanecerem em funcionamento ao mesmo tempo após todos ligados não irá fazer diferença, a demanda que irei precisar contratar será a mesma?

    Desde já, agradeço o retorno!

    1. Olá Barbara, tudo bem?

      É importante levar em conta a forma que seus motores são ligados. Se for com ligação direta ou até mesmo em estrela-triângulo (mas em menor nível), haverá uma drenagem de corrente bem maior no momento de ligar até atingir a velocidade de operação. Então com certeza haverá um grande pico de demanda na sua rede ao ligar vários motores com esse método. Com o uso de soft-starters esse pico irá reduzir bastante ou até sumir, já que a função deles é justamente incrementar a velocidade gradualmente.
      Logo, se a sua maior demanda vem desses motores, ligá-los de forma espaçada pode fazer sim diferença na sua demanda máxima. Lembrando que a demanda contabilizada pela distribuidora é derivada da quantidade de energia consumida em intervalos de 15 minutos, então lembrar de dar esse espaço de tempo para ligar os diferentes motores (ou conjunto de motores).
      A melhor forma de identificar onde está seu pico de demanda é com a medição em tempo real no relógio da concessionária. Só assim é possível ter certeza da melhor estratégia para levar à maior eficiência energética!

      Espero ter ajudado!

  5. Meus cumprimentos aos colaboradores e idealizadores da CUBi e aos usuários.
    Eu cheguei a este site por meio de uma pesquisa que estava fazendo relacionada à temática desta publicação. Eu apenas queria deixar um grande e caloroso elogio aos administradores, em especial, ao Bruno. Há muito tempo eu não via este tipo de dedicação para responder cada comentário e questionamento. Além da seriedade e do bom embasamento ao referir-se a assuntos técnicos.
    Deus abençoe a todos vocês.

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