Proyectos Eficiencia Energética en Centrales Térmicas
Benjamín Rodriguez WProfesional Línea de Desarrollo Medición y Verificación
26 de Septiembre, 2017
Medición y Verificación
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Somos una fundación sin fines de lucro, creada en 2010, con el fin de articular las iniciativas público-
privadas en materia de eficiencia energética.
¿QUIÉNES SOMOS?
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Ser reconocida como una organización cercana, que lidera el cambio hacia un país que usa sus recursos energéticos de manera eficiente y sustentable.
VISIÓN
Promover, fortalecer y consolidar el uso eficiente de la energía a nivel nacional, contribuyendo al desarrollo competitivo y sustentable del país.
MISIÓN
Edificación
Líneas de Desarrollo
Agencia Chilena de Eficiencia Energética
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Formación de CapacidadesEducaciónIndustria y
Minería
Transporte Medición y Verificación
El Programa de Eficiencia Energética en Edificios Públicos busca mejorar y optimizar el uso de la energía de
los edificios públicos, a través de la utilización de tecnologías y buenas prácticas en iluminación, calefacción
y automatización, como también a través de la incorporación de herramientas para el desarrollo de
sistemas de gestión de la energía.
PEEEP
Si logramos que las Instituciones Públicas sean un caso de éxito, el sector privado se sumará
rápidamente.
PEEEP 2016
- 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000
Hospital Dr Juan Noé Crevanni - Arica
Hospital San Juan de Dios - La Serena
Hospital San Juan de Dios - Los Andes
Hospital San Camilo - San Felipe
Hospital Dr. Carlos Van Buren - Valparaíso
Hospital de Quilpué
Hospital San Juan de Dios - San Fernando
Hospital Guillermo Grant Benavente -Concepción
Hospital Clínico Regional de Valdivia
Hospital de Castro
471
1.555
491
2.043
626
1.034
990
3.821
11.331
517
5.010
5.566
5.127
10.705
5.408
2.499
3.585
16.831
31.217
3.318
Comparación entre consumo anual y potencial de ahorro
Potencial de Ahorro MWh/año Consumo Anual MWh/año
10 Hospitales
PEEEP 2017
Consumo total:80,8 GWh/año
Potencial de Ahorro: 15,9 GWh/año
Inversión 2017: 2.370 MM$
0 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000
Hospital de Los Angeles
Hospital de Puerto Montt
Hospital de Temuco
Hospital de Osorno
Hospital de Coquimbo
Hospital Victoria
Hospital de Iquique
Hospital San Carlos
Hospital Eduardo Pereira,…
Hospital de Tomé
Hospital de Copiapo
Instituto Nacional…
MWh/año
Comparación antre consumo anual y potencial de ahorro
Potencial de Ahorro
Consumo Anual
12 Hospitales
Hospitales de Alta Complejidad
Consumo Térmico “Combustibles”:
Vapor (ACS, ACC, Esterilización, Cocina, Lavandería, etc)
Agua Caliente (ACS y ACC).
Problemática – Situación Inicial:
Hospitales de Alta Complejidad
Los Ahorros generados se deben principalmente:•Cambio de Tecnología para generación de ACS y Calefacción.•Reducción de las pérdidas en general del sistema.
• Sistemas de Gestión Térmica• Gestión de generación de ACS según demanda térmica.• Modulación de calderas y bomba de calor según carga térmica.• Gestión de calefacción según carga térmica.
• Calderas de Condensación.• Bombas de Calor.• Colectores Solares Térmicos.
Solución:
Ahorros:
Ahorros Verificados Proyectos PEEEP 2015
Hospital % Ahorro respecto de total comprometido
Hospital San Borja A. 100,4%Instituto Traumatológico 120,2%Hospital Dr. Luis Tisné 115,9%Hospital Barros Luco T. 135,6%Instituto Nacional del Tórax 123,9%Hospital El Pino 110,6%Instituto Psiquiátrico 109,3%Hospital San José 113,7%Hospital San Juan de Dios 107,5%Hospital Padre Hurtado 117,9%Instituto de Neurocirugía 121,8%
¿Qué es la Medición y Verificación?
La Medición y Verificación es el proceso que busca determinar la reducción efectiva del consumo energético generado por una
medida de eficiencia energética dentro de una instalación, mediante la medición y monitoreo, de parámetros energéticos y otros que influyen en el consumo de energía, y la aplicación de
metodologías de cálculo que permitan determinar los ahorro efectivos de dichos proyectos.
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Existen diversos protocolos a nivel mundial que permiten hacerMedición y Verificación siguiendo pasos estandarizados.
Las directrices principales que siguen estos protocolos son:
•Proyectos individuales de Eficiencia Energética•Evaluación de programas de Eficiencia Energética•Seguimiento de tendencias en Indicadores de consumo deenergía•Certificados de Eficiencia Energética (LEED).
Medición y VerificaciónProtocolos Internacionales
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Medición y Verificación
Organización País Protocolo
American Society of Heating, Refrigeration and Air conditioning Engineers (ASHRAE)
Estados Unidos Measurement of Energy and Demand Savings Guidelines
Efficiency Valuation Organization (EVO) Internacional International Performance Measurement and Verification
Protocol (IPMVP)
Department of Energy, Federal Energy Management Program M&V Guidelines (US DOE FEMP)
Estados Unidos Measurement and Verification for Federal Energy Projects
California Energy Commission (CEC) Estados Unidos California Energy Efficiency Evaluation Protocols
Club des Services d’Efficacité Energétique (CLUBS2E)
Cánada Méthodes de Mesure et de Vérification (M&V)
Protocolos Internacionales
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Medición y VerificaciónProtocolos Internacionales
Organización País Protocolo
The Canadian Standards Association (CSA)
Canada Canadian Industry Program for Energy Conservation (CIPEC)
Organización Internacional para la Estandarización Internacional
ISO 50015 Energy management systems - Measurement and verification of energy performance of organizations - General principles and guidance.
NCh-ISO50015:2015 Sistemas de Gestión de la Energía - Medición y verificación del desempeño energético de organizaciones - Principios y guías generales.
Organización Internacional para la Estandarización
Internacional
• ISO 17743 Definition of a methodological framework application to calculation and reporting on energy savings.
• ISO 17741 General technical rules for measurement, calculation and verification of energy savings of projects
• ISO 17747 Determination of energy savings in organizations
• ISO 17742 Energy efficiency and savings in for countries, regions or cities
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De todos los protocolos de Medición y Verificación, el IPMVP destaca por tener un enfoque general e integral para abordar
diversos proyectos de eficiencia energética.
El alcance del IPMVP resulta suficiente para diversas aplicaciones, por lo que existen varios protocolos que se basan en éste para
abordar rubros específicos como la construcción, el transporte, etc.
Medición y VerificaciónInternational Performance Measurement and Verification
Protocol (IPMVP)
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El IPMVP entrega lineamientos generales para un correcto desarrollo del proceso de M&V:
Activ
idad
es
Medición de la energía utilizada
Monitoreo de variables y factores que afectan el consumo energético
Cálculo de la energía evitada, o ahorro, mediante una metodología preestablecida (ajustes)
Diseño de Planes de Medición y Verificación
Verificación y Redacción de Informes Demostrativos de Ahorro
Medición y VerificaciónInternational Performance Measurement and Verification
Protocol (IPMVP)
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Permite justificar pagos monetarios por ahorros conseguidos mediante garantías de ahorros.
Permite reducir costos asociados a confección de contratos por desempeño energético.
Credibilidad internacional de los informes de ahorro de energía.
Facilitar gestión y dar mayor credibilidad a los resultados de programas de eficiencia energética.
Medición y Verificación¿Por qué utilizar el IPMVP?
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IPMVP - Opciones del IPMVP
Verificación Aislada de la Medida de Eficiencia Energética. Medición del Parámetro Clave.Opción A
Opción B
Opción C
Opción D
Verificación de Toda la instalación
Simulación Calibrada
Verificación Aislada de la Medida de Eficiencia Energética. Medición de Todas las Variables.
Medición y Verificación
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Diseñar el Proceso de Medición y Verificación
Obtener Datos del
Periodo de Referencia
Documentar el Plan de Medición y Verificación
Previo a la implementación de un proyecto de Eficiencia Energética
Medición y Verificación
IPMVP – Pasos Básicos para la M&V
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Verificar correcta
instalación de equipos de medición
Obtener datos del periodo
demostrativo de ahorros
Calcular y reportar la
reducción del consumo
energético
Posterior a la implementación de un proyecto de Eficiencia Energética
Medición y Verificación
IPMVP – Pasos Básicos para la M&V
IPMVP – Selección Periodos de Referencia y Demostrativo de Ahorros
Medición y Verificación
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Se debe prestar especial atención a la selección del periodo de tiempo que será considerado como periodo de referencia y como
periodo demostrativo de ahorro.
A continuación, se muestran diferentes estrategias para definir cada uno de ellos.
IPMVP – Selección Periodos de Referencia y Demostrativo de Ahorros
Medición y Verificación
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La duración de cada periodo puede ser tan breve como el tiempo en que se tarda en realizar una medición instantánea de un parámetro constante o tan largo como para recoger los diferentes tipos de operación normal de un sistema o de una instalación en operación variable.
Duración
IPMVP - Selección del Periodo de Referencia
Medición y Verificación
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• Debe incluir sólo los períodos de tiempo de los que se conozcan todas las condiciones, fijas y variables, que afectan a la energía dentro de la instalación.
• Se debe priorizar utilizar el período inmediatamente anterior a la implementación de la MEE.
Consideraciones para el período de referencia
IPMVP - Selección del Periodo Demostrativo de Ahorro
Medición y Verificación
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• Este periodo tiene que abarcar al menos un ciclo operativonormal de la instalación o de los equipos, para conseguir unacompleta caracterización de la efectividad del ahorro en todaslas condiciones normales de operación
• La duración de cualquier período demostrativo de ahorro setiene que determinar en función de la vida útil de la MEE y elposible deterioro del ahorro inicial con el paso del tiempo
Consideraciones para el periodo demostrativo de ahorro
IPMVP - Ajustes
Medición y Verificación
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Los Ajustes se realizan para hacer comparables las condiciones en el que secalcula la energía del periodo de referencia con la condiciones del periododemostrativo de ahorro (u otras condiciones normalizadas).
Los Ajustes se deben calcular a partir de los hechos físicos identificados queafectan el consumo de la instalación dentro del límite de medida.
Existen dos tipos de ajustes:
Ajustes Rutinarios
Ajustes No Rutinarios
Asociados a Variables Independientes
Asociados al cambio en los Factores Estáticos
¿Cómo se determina el ahorro?Medición y Verificación
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Variación del consumo en el tiempo antes y después de la implementación de una Medida de Eficiencia Energética
Periodo de referencia Periodo demostrativo de ahorros
Implementación deProyecto Energético
Energía del periodo de referencia
TIEMPO
ENER
GÍA
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¿Cómo se determina el ahorro?Medición y Verificación
Periodo de referencia Periodo demostrativo de ahorros
Implementación deProyecto Energético
Energía del periodo de referencia
TIEMPO
ENER
GÍA
Aumento de producción
Variación del consumo en el tiempo antes y después de la implementación de una Medida de Eficiencia Energética
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Variación del consumo en el tiempo antes y después de la implementación de una Medida de Eficiencia Energética
¿Cómo se determina el ahorro?Medición y Verificación
Periodo de referencia Periodo demostrativo de ahorros
Implementación deProyecto Energético
Energía del periodo de referencia
TIEMPO
Energía del periodo demostrativo de ahorros
Aumento de producción
ENER
GÍA
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Variación del consumo en el tiempo antes y después de la implementación de una Medida de Eficiencia Energética
¿Cómo se determina el ahorro?Medición y Verificación
Periodo de referencia Periodo demostrativo de ahorros
Implementación deProyecto Energético
Ahorro real de energía
Energía de referencia ajustada
Energía del periodo de referencia
TIEMPO
Energía del periodo demostrativo de ahorros
Aumento de producción
ENER
GÍA
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Ahorro de Energía Energía de Referencia Ajustada
Energía Periodo Demostrativo de
Ahorro= -
Cálculo de consumo de energía evitado:
IPMVP – Ecuaciones
Medición y Verificación
Proyecto – Situación sin MEE
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
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El hospital cuenta con una central térmica que utiliza Diésel comocombustible. La central térmica genera:
Vapor que es utilizado para ACC, ACS, esterilización, lavandería, centralde alimentación y precalentamiento de petróleo.o 2 Caldera de vapor 1.250 kvh
Agua caliente para calefacción.o 2 Calderas de agua caliente 581 kW
Subcentral térmica Emergencia: ACS Urgencia y CAE
Subcentral térmica Calefacción UMAs: ACC pabellones
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La MMEE consistió en la mejora del sistema térmico del HAC, en donde seintervino la generación de ACS, ACC, vapor, se implementaron mejoras deinstalación y de sistemas automáticos de control. Las medidasimplementadas se describen brevemente a continuación:
a) Implementación de sistema de control integrado
b) Implementación de sistema de termorregulación
c) Instalación de 3 calderas de condensación de 320 kWt
d) Sustitución de quemador de petróleo por quemador de GLP
modulante en caldera de vapor
e) Instalación de 1 bomba de calor de 80 kWt
Proyecto – Situación con MEE
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
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Proyecto – Situación con MEE
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
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Proyecto – Situación con MEE
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
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ANTES DESPUÉS
C a l d e r a s d e A g u a C a l d e r a d e
C o n d e n s a c i ó n 3 2 0 k W
Proyecto – Situación con MEE
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
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I N S T A L A C I Ó N Q U E M A D O R M O D U L A N T E
Quemador posteriorQuemador previo
Proyecto – Situación con MEE
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
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Proyecto – Situación con MEE
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Límite de Medida
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Calderas de condensación y caldera de vapor.
• El límite de medida en este caso es toda la instalación.
• Los ahorros garantizados se expresaron en kWheq de petróleo diésel(período de referencia y período demostrativo). En el caso del diésel, elconsumo seguirá siendo registrado diariamente por el área de mantencióndel HAC.
• El consumo de GLP como nuevo combustible, es medido sólo durante elperíodo demostrativo de ahorro. Se utilizará un medidor instalado por lacompañía proveedora.
Bombas de calor
• Además, para el periodo demostrativo de ahorro, se considera la medición del consumo de energía eléctrica de la nueva bomba de calor mediante el uso de un remarcador eléctrico dedicado.
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Opción del IPMVP
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• Se considera la Opción C del IPMVP: Medición de toda la Instalación.Según el Volumen 1 del IPMVP, EVO 10000 – 1: 2010 (Es) para el caso deluso de combustible de la instalación, donde se utilizarán las facturas desuministro de éstos y un remarcador eléctrico.
• La medición de toda la instalación fue seleccionada debido a que se requiereconocer el ahorro energético de toda la instalación, además, existen variasMMEE implicadas y con dificultades técnicas para medirlas de formaindependiente.
• Otra razón para seleccionar esta opción, es que los ahorros esperados alimplementar las MMEE son superiores al 10% del consumo energético de lacentral térmica. En este caso, el ahorro de combustible previsto por elimplementador del proyecto es de un 38,10%, el cual es ampliamentesuperior al 10% recomendado por el IPMVP.
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Período de Referencia
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El periodo de referencia corresponde a los 12 meses comprendidos entre Agosto2015 y Julio 2016. Esta información se obtuvo de registros del hospital.
Mes Año Combustible Diésel (L)
Combustible Diésel (kWheq)
Agosto 2015 41214,3 438932,1
Septiembre 2015 35814,3 381422,1
Octubre 2015 37757,1 402113,6
Noviembre 2015 32614,3 347342,1
Diciembre 2015 32257,1 343538,6
Enero 2016 28714,3 305807,1
Febrero 2016 26300,0 280095,0
Marzo 2016 29100,0 309915,0
Abril 2016 30771,4 327715,7
Mayo 2016 36185,7 385377,9
Junio 2016 35671,4 379900,7
Julio 2016 39971,4 425695,7
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Variables Independiente – Ajustes Rutinarios
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Se considera como variable independiente la temperatura ambiente considerada como grados día de calefacción (GDC), con respecto a una temperatura base de 20°C. Estos GDC son presentadas en la siguiente tabla.
Mes AñoCombustible
Diésel (L)Combustible Diésel (kWh)
GDC
Agosto 2015 41214,3 438932,1 224Septiembre 2015 35814,3 381422,1 200
Octubre 2015 37757,1 402113,6 180Noviembre 2015 32614,3 347342,1 147Diciembre 2015 32257,1 343538,6 113
Enero 2016 28714,3 305807,1 48Febrero 2016 26300,0 280095,0 55Marzo 2016 29100,0 309915,0 99Abril 2016 30771,4 327715,7 127
Mayo 2016 36185,7 385377,9 176
Junio 2016 35671,4 379900,7 245
Julio 2016 39971,4 425695,7 249
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Variables Independiente – Ajustes Rutinarios
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Energía = 658,87*GDC + 258364R² = 0,8322
250.000
270.000
290.000
310.000
330.000
350.000
370.000
390.000
410.000
430.000
450.000
0 50 100 150 200 250 300
Ener
gía
(kW
heq/
mes
)
HDD/mes
Variable Valor Criterio ÓptimoCoeficiente de Correlación R2 83% >=75%
CV (RMSE) 5,91% <=10%
Estadístico t variable x 7,04 >=2
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Variables Independiente – Ajustes Rutinarios
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Mes HDD Diesel (L) Energía(kWheq)
Energía Ajustada (kWheq)
Agosto 2015 224 41214,3 438932,1 405952,2
Septiembre 2015 200 35814,3 381422,1 390139,3
Octubre 2015 180 37757,1 402113,6 376961,8
Noviembre 2015 147 32614,3 347342,1 355218,9
Diciembre 2015 113 32257,1 343538,6 332817,2
Enero 2016 48 28714,3 305807,1 289990,4
Febrero 2016 55 26300,0 280095,0 294602,5
Marzo 2016 99 29100,0 309915,0 323593,0
Abril 2016 127 30771,4 327715,7 342041,4
Mayo 2016 176 36185,7 385377,9 374326,3
Junio 2016 245 35671,4 379900,7 419788,6
Julio 2016 249 39971,4 425695,7 422424,1
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Periodo de Referencia Ajustado
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200.000
300.000
400.000
Ener
gía
(kW
heq/
mes
)
Meses
Energía referencia v/s Energía ajustada
kWheq diesel 2 real kWheq diesel 2 ajustado
Periodo Demostrativo de Ahorros
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• El periodo demostrativo de ahorros se inició en Junio del 2017.
• El período demostrativo de ahorros tiene una duración de un año.
• El seguimiento del consumo de GLP de la instalación se realizará en basea los valores obtenidos desde el medidor de GLP instalado por elproveedor. En el caso del diésel se utilizarán los registros diarios deconsumo que mantienen los operadores de la central térmica.
• En el caso del sistema de bombas de calor, se tomarán lecturas mensualesdel remarcador eléctrico.
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Periodo Demostrativo de Ahorros
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- 50.000
100.000 150.000 200.000 250.000 300.000 350.000 400.000 450.000 500.000
jun-17 jul-17 ago-17 sep-17 oct-17 nov-17 dic-17 ene-18 feb-18 mar-18 abr-18
Con
sum
o En
ergé
tico
(kW
heq)
Línea Base Ajustada vs Consumo Periodo Garantía de Ahorros
Línea Base Ajustada Consumo Periodo Garantía de Ahorros
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Mes
Consumo Energético Térmico Consumo EvitadoLínea Base
Ajustada Reporte RealMedidas Térmicas
Diesel 2 GLP Electricidad Diesel 2 Energía total[kWheq/mes] [m3/mes] [kWh/mes] [lt/mes] [kWheq/mes] [kWheq/mes]
jun-17 407.929 8.821 4.369 - 234.004 173.925
jul-17 437.578 7.218 4.559 4.600 241.460 196.118
ago-17 427.695 8.902 4.729 - 236.478 191.217
sep-17 411.882 5.701 4.429 - 152.842 259.040 Total 1.685.084 30.641 18.086 864.785 820.300
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Medición y Verificación - Resultados
Medición y Verificación - Hospital San Juan de Dios, La Serena
Mes
Cumplimiento Ahorro Contrato
Ahorro Garantizado Consumo EvitadoMedidas Térmicas % de CumplimientoEnergía
[kWheq/mes] [kWheq/mes]
jun-17 138.062 173.925 126,0%
jul-17 139.167 196.118 140,9%
ago-17 138.535 191.217 138,0%
sep-17 133.217 259.040 194,4%
oct-17 131.107
nov-17 146.202
dic-17 111.734
ene-18 100.414
feb-18 83.644
mar-18 98.738
abr-18 120.258
may-18 127.984 Total 1.469.063 820.300 55,8%
48
Medición y Verificación