El cálculo de este factor está fuera del alcance de la presente evaluación, cuyo objetivo es determinar cuál es el mayor costo en la facturación eléctrica, en valor presente, en función del costo de la energía, costo de la potencia, tasa de descuento anual y vida útil del proyecto. Este valor debería entonces sumarse al valor del equipo a fin de comparar adecuadamente las distintas ofertas.

Definiciones

Eficiencia eléctrica: Se define como eficiencia eléctrica al porcentaje de la energía activa que se mide a la entrada del rectificador con respecto a la potencia convertida en energía de depositación.

Como la potencia de entrada es igual a la potencia de salida más las pérdidas, entonces la relación anterior es:

El valor de la potencia de salida es el promedio de la tensión y corriente de para la producción media,

Este valor depende las condiciones de carga, configuración del rectificador y características propias del diseño del fabricante del rectificador. Su valor oscila entre el 90% al 97%.

Monomico de la energía (mils): Este es el nombre con que se reconoce al valor en milésimas de dólar de la unidad de energía, ponderada entre el valor por cargo de la energía y el valor por cargo de la potencia en punta y fuera de punta (demanda).

La composición de este valor es propio de cada consumo y depende de las características de la carga, en particular en lo que se refiere al factor de carga y al factor de demanda.

Es normal que los sistemas de rectificación consuman entre el 50% y 70% de la energía total de la planta (desde el chancado hasta el cátodo) y la demanda se sitúa en torno al 70% de la demanda de la planta. El factor de carga normalmente es muy alto en comparación al factor de carga industrial, con valores en torno al 80%. Esto se debe a que las naves de electrobtención operan a su máxima capacidad las 24 horas del día los 365 días del año sin hacer consideraciones de demanda en punta o fuera de punta. Es usual encontrar valores desde 25 a 50 mils.

Valor presente de las pérdidas: Es el valor de los flujos de dinero en el tiempo producto de las pérdidas calculados como gasto inicial, determinado por el plazo de pago y la tasa de descuento.

Vida útil del proyecto: Tiempo estimado para la operación de la planta conforme a la vida útil de los equipos y capacidades de las reservas. Valores normales van desde 10 a 20 años.

Cálculo del monomico

Para calcular este valor es necesario tener los datos del costo de la energía, potencia y demanda contratada con la empresa que suministrará la energía al proyecto. Además se requiere conocer la composición de la demanda en punta y fuera de punta, y el factor de demanda y factor de carga. Sin embargo es posible obtener valores suficientemente precisos basados en las características propias de estas plantas como se definió anteriormente.

Datos Estimados
Demanda máxima=Demanda media del rectificador/0.7
Demanda en punta=Demanda máxima del rectifi-cador=Demanda media por 1.15
Factor de carga de la planta=80%

Datos de la empresa eléctrica:
Valor de la energía=0,03 US$/kWh
Valor de la demanda=1 US$/kW
Valor demanda en punta=6 US$/kW (durante todo el año caso SING)

Cálculo de la facturación mensual promedio

Los siguientes datos son para una planta con una producción anual de 100.000 toneladas de cátodos (TPA).

Producción por hora Ph(kg/hr):

donde g es la disponibilidad del sistema (0,986 pu, equi-valente a 360 dias) reemplazando resulta,

El valor de la potencia media de producción se determina calculando los kilo Amperes horas (kAh) necesarios para electro depositar los 11.574 kg/hr en una monocelda [1]equivalente, a través de las siguientes relaciones:

h corresponde a la eficiencia de depositacion, normalmente en torno a 0,92 a 0,93 pu, reemplazando resulta para el ejemplo,

Para esta corriente media la tensión de la monocelda Vmono=1,98 Vcc, luego la potencia media de depositación es PMD(kW)=20.999 (kW).
Con estos datos podemos determinar los valores de la facturación mensual de la planta.
Demanda en punta (kWp) es el 120% de la demanda media del rectificador,

Demanda máxima – kWd de la planta, es la potencia media total de la planta dividido por el factor de carga.

El valor del monomico para el ejemplo en estudio es el siguiente,

Mono(mils)=39,61

Cálculo del costo por cada kW de pérdida del sistema rectificador
Para determinar el costo por cada kW de pérdida del sistema rectificador se debe evaluar las pérdidas en valor presente para la vida útil del proyecto en función de la tasa de descuento. Este cálculo se determina mediante relaciones financieras, que para el caso del ejemplo se entregan en la tabla:

Conclusiones

Del análisis anterior se concluye que al comparar las ofertas por los sistemas rectificadores debe considerarse como parte del costo el valor de las pérdidas calculadas en función del monómico de energía y la vida útil del proyecto. Para el caso del ejemplo, la potencia del rectificador es 25.000 kW y cada uno por ciento de pérdida para una tasa de 8% anual tendrá un costo adicional de US$ 574.000 para una vida útil de 10 años y US$ 840.000 para 20 años.

[1] Monocelda equivalente corresponde a una macro celda que contiene todos los cátodos de la planta en paralelo con una caída de tensión nominal, en torno a 2 V dependiendo de la densidad de corriente.