Optimização de recursos energéticos em redes de abastecimento de água

• Autor(a) principal: Coelho, Bernardete
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/7497
• topic: Sistemas energéticos sustentáveis; Sistemas de abastecimento de água - Simulação numérica; Recursos energéticos - Optimização; Análise de custos; Eficiência energética

As preocupações com o consumo de água e energia no mundo são crescentes. No entanto, em Portugal não se dá, ainda, a devida importância aos consumos energéticos relacionados com o abastecimento de água. Actualmente, nas estações elevatórias, as bombas são postas em funcionamento até encher os reservatórios responsáveis por abastecer determinadas populações. As mesmas são desligadas quando os reservatórios atingem o seu nível máximo e apenas voltam a funcionar quando os mesmos atingem o nível mínimo. Este tipo de funcionamento não tem qualquer tipo de atenção à variação do custo da energia (necessária ao bombeamento) ao longo do dia. A introdução de um padrão de funcionamento das bombas adequado às tarifas energéticas e aos padrões de consumo das populações permite minimizar os custos energéticos de forma significativa. Nesta dissertação construiram-se dois exemplos distintos de simulação de redes de abastecimento de água e procedeu-se à aplicação de diferentes metodologias de optimização na tentativa de minimizar os consumos e custos energéticos associados ao bombeamento da água. Os métodos de optimização seleccionados foram o método de Levenberg-Marquardt (LM), um método clássico baseado no gradiente, e um algoritmo evolucionário (AE), um método heurístico. Em ambos os exemplos simulados, a optimização do padrão da bomba permitiu reduções significativas dos custos associados ao bombeamento (até 71 %). Apenas num dos exemplos se observaram reduções dos consumos de energia. Verificou-se que a optimização dos padrões das bombas tem em conta a variação do custo energético ao longo do dia. O método clássico de Levenberg-Marquardt demonstrou ser o mais eficiente neste tipo de problemas de optimização. A utilização de ambos os métodos de forma sequencial permite reduções ainda maiores, no entanto o tempo de processamento torna-se substâncialmente mais elevado.