Otimização multiobjetivo no sistema de bombeamento através das eficiências energética e operacional no reservatório de distribuição

• Autor(a) principal: Rocha, Batystuta da Silva
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/212338
• topic: Eficiência energética; Estacao de bombeamento; Otimização; Reservatórios; Pumping system; Energy efficiency; Multiobjective optimization

Por mais que exista diversas ações relacionadas a eficiência energética nos sistemas elevatórios de água, os investimentos no ramo, concentram-se principalmente no upgrade por novas tecnologias ou em projetos que procuram alternativas de melhorar a eficiência em termos pontuais. Entretanto, uma solução microeconômica pode não vir a solucionar a eficiência macroeconômica. Logo, um dos aspectos investigado na pesquisa foi relacionar a importância da operação do reservatório, como ferramenta para o planejamento e implementação da eficiência energética, assim como na minimização do custo total. Para cumprir esse objetivo foi desenvolvido uma tipologia genérica do sistema composta de dois reservatórios, inferior e superior, um conjunto motor-bomba e uma adutora, responsável pelo transporte de água entre eles. Foram avaliadas 160 possibilidades geométricas desse sistema, formadas a partir da combinação de diferentes alturas geométricas, comprimentos da adutora, volumes de consumo diário e em cima de duas metodologias do dimensionamento da capacidade volumétrica do reservatório. Registrando as informações hidro energética ao longo de 30 anos de operação e em três situações no tempo: início, meio e fim. Para as informações, hidro energética e dos indicadores de desempenho, foi desenvolvido um modelo de simulação (associado ao Programmer Toolkit EPANET2) para o cálculo do custo de instalação, consumo e custo energético. Inclusive, acoplado a um algoritmo de otimização multiobjetivo que foi utilizado para obter o diâmetro ótimo, as características da bomba e suas regras de operação. Verificando a relação do volume do reservatório e de suas regras de operação com a eficiência energética e com o custo total, foi definido que uma alternativa operacional (cenário de controle e chave boia) variável ao longo do tempo, apresentou melhores desempenhos hidro energética para o sistema. Outra informação diz respeito a relação da capacidade volumétrica na composição dos custos (operacional, instalação e total), que ela influencia diretamente no custo operacional. Com o aumento da capacidade volumétrica, houve melhoria no desempenho econômico energético, entretanto, resultou em custos maiores na construção do reservatório. Porém, com relação ao custo total, tal influência é atenuada no sentido orçamentário. Outro destaque está na formulação de uma metodologia de dimensionamento do sistema, no que tange ao diâmetro ótimo da adutora, características da bomba (vazão e altura manométrica nominais) e do reservatório. Assim, obtendo resultados hidro energético semelhantes à de um sistema otimizado. Com isso, tal metodologia tem potencial para ser utilizada no auxílio da tomada de decisão e gestão hidro energética desses sistemas.