Definição de linha base otimizada aplicada a diagnósticos hidroenergéticos de sistemas de bombeamento de água com velocidade rotacional constante

• Autor(a) principal: Ribeiro, Ana Carolina Victória da Costa
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/233927
• topic: Abastecimento de água; Sistemas de bombeamento; Diagnóstico hidroenergético; Eficiência energética; Energy efficiency; Pumping systems; Hydro-energy diagnostic; Optimized baseline

Com a evolução, a sociedade transformou a energia elétrica em um recurso vital, tornando o setor energético em um fator importante de crescimento e um elemento fundamental para o desenvolvimento sustentável. No saneamento, estações de bombeamento são amplamente utilizadas em sistemas de abastecimento de água e a alimentação das suas bombas e motores representa cerca de 90% da energia consumida por este setor no Brasil. Estudos que visem nortear a adequação destes sistemas às condições e rotinas operacionais que conduzam a uma maior eficiência energética devem ser encarados com prioridade. Neste contexto, construiu-se uma metodologia para análise geral da eficiência e definição de uma Linha Base Otimizada para utilização em diagnósticos hidroenergéticos de bombeamentos com velocidade rotacional constante, baseada na aplicação dos conceitos de energia mínima e operação em máximo rendimento. Nesta pesquisa, foi desenvolvido modelo de simulação para representar o custo global associado às 255 soluções compostas pelas combinações das variáveis de decisão adotadas: número de bombas operativas associadas; volume útil do reservatório superior; e, coeficiente α (alfa), que determina o espaço de busca das vazões de bombeamento candidatas. Para a otimização das variáveis, adotou-se como função objetivo o custo global (operação e implantação) e, para minimizá-lo, empregou-se um algoritmo mono objetivo de busca exaustiva. Aplicou-se a metodologia a dois estudos de caso, cujas características e informações de input no modelo foram obtidas a partir de medições e monitoramento em sistemas reais, denominados Norte e Nordeste. A partir dos resultados, foi possível conhecer o perfil energético dos sistemas, além de indicar a solução ótima e, consequentemente, as condições operacionais, que resultaram em uma redução no consumo de energia de 31,9% e 62,9% e economia de custo de 32,3% e 72,8%, para os sistemas Norte e Nordeste, respectivamente. A metodologia e o algoritmo desenvolvidos se mostraram úteis para identificar as intervenções necessárias em favor da eficiência energética, permitindo avaliar o benefício da otimização dos sistemas em relação à operação corrente através da análise de indicadores.