Balanço Hídrico e Energético dos Sistemas

Transcrição

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2 Balanço Hídrico e Energético dos Sistemas Instituto Superior Técnico Dídia Covas, Laura Monteiro, Aisha Mamade, João Delgado

3 As perdas de água e a eficiência energética Balanço Hídrico (BH) Balanço Energético (BE) BH e BE na plataforma SWSS

4 As perdas de água e a eficiência energética Balanço Hídrico (BH) Balanço Energético (BE) BH e BE na plataforma SWSS

5 As perdas de água e a eficiência energética Dimensão económica Perdas de água: Investimento feito no tratamento/compra da água não é recuperado : Custos de energia representam uma parte significativa dos custos operacionais dos sistemas de abastecimento Dimensão Ambiental Desperdício dos recursos naturais Protocolo de Kyoto: necessidade de redução da emissão dos gases que agravam o efeito de estufa e contribuem para o aquecimento global Redução do consumo de energia com origem em combustíveis fosseis

6 As perdas de água e a eficiência energética O primeiro passo consiste em diagnosticar: 1. as perdas de água através do BH 2. a eficiência energética através do BE Para depois : 1. Definir metas e estratégias para a redução das perdas e a melhoria da eficiência energética 2. Reavaliar.

7 As perdas de água e a eficiência energética Balanço Hídrico (BH) Balanço Energético (BE) BH e BE na plataforma SWSS

8 Balanço Hídrico Ferramenta que permite aferir o desempenho dos sistemas ao nível das perdas de água Baseado em balanços de massa Conceitos bem conhecidos e estabelecidos (desde 2000) Requer o conhecimento dos volumes de entrada e saída do sistema Base anual Pode aplicar-se a sub-sistemas

9 Água entrada no sistema [m 3 / ano] Balanço Hídrico Consumo autorizado total [m 3 /ano] Perdas de água totais [m 3 / ano] Consumo autorizado facturado [m 3 / ano] Consumo autorizado não facturado [m 3 / ano] Perdas aparentes [m 3 / ano] Perdas reais [m 3 / ano] Consumo medido facturado (incluindo água exportada) Consumo não medido facturado Consumo medido não facturado Consumo nem medido nem facturado Uso não autorizado Erros de medição Fugas no sistema de adução e distribuição Fugas e extravasamentos nos reservatórios Fugas nos ramais até ao ponto de abastecimento Água facturada [m 3 /ano] Água não facturada [m 3 / ano]

10 Balanço Hídrico Indicadores de perdas de água Água não faturada (%)

11 Balanço Hídrico Indicadores de perdas de água Água não faturada (%) Perdas Reais [m 3 /(km.dia)]

12 Balanço Hídrico Indicadores de perdas de água Água não faturada (%) Perdas Reais [m 3 /(km.dia)] Perdas aparentes (%) Police investigating theft of 100,000 gallons of water from Erie residence timescall.com

13 As perdas de água e a eficiência energética Balanço Hídrico (BH) Balanço Energético (BE) BH e BE na plataforma SWSS

14 Balanço Energético Ferramenta que permite aferir o desempenho energético dos sistemas de águas Baseado no conceito de energia mínima (com ligação ao balanço hídrico) Desenvolvido recentemente, conceitos ainda pouco familiares Requer o conhecimento da energia consumida (faturação) ou modelo matemático Base anual Pode aplicar-se a sub-sistemas

15 fornecida ao sistema Balanço Energético potencial (gravítica) o consumo autorizado entregue aos consumidores dissipada mínima supérflua nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas recuperada a partir do CA a partir das PA de pressão (para bombeamento) associada às perdas de água dissipada nos pontos onde ocorrem as perdas nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas 15

16 Balanço Energético Balanço Hídrico Balanço energético (nova abordagem)

17 fornecida ao sistema Balanço energético potencial (gravítica) consumo autorizado entregue aos consumidores dissipada mínima supérflua nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas recuperada a partir do CA a partir das PA de pressão (para bombeamento) perdas de água nos pontos onde ocorrem as perdas dissipada nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas 17

18 fornecida ao sistema Balanço energético potencial (gravítica) consumo autorizado entregue aos consumidores dissipada consumo mínima supérflua nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas recuperada a partir do CA a partir das PA de pressão (para bombeamento) perdas de água nos pontos onde ocorrem as perdas nas condutas dissipada nas válvulas nas bombas perdas nas turbinas 18

19 fornecida ao sistema Balanço energético potencial (gravítica) de pressão (para bombeamento) consumo autorizado perdas de água entregue aos consumidores dissipada consumo recuperada dissipada perdas mínima supérflua nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas a partir do CA a partir das PA nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas Válvulas a jusante de estações elevatórias ou de reservatórios Válvulas redutoras de pressão ou câmaras de perda de carga Válvulas controladoras de caudal Válvulas de seccionamento que regulem caudais ou pressões 19

20 fornecida ao sistema Balanço energético potencial (gravítica) consumo autorizado entregue aos consumidores dissipada consumo mínima supérflua nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas recuperada a partir do CA a partir das PA de pressão (para bombeamento) perdas de água dissipada perdas nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas 20

21 fornecida ao sistema Balanço energético potencial (gravítica) consumo autorizado entregue aos consumidores dissipada consumo recuperada mínima supérflua nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas consumo perdas de pressão (para bombeamento) perdas de água dissipada perdas nas condutas nas válvulas nas bombas nas turbinas 21

22 fornecida ao sistema Balanço energético potencial (gravítica) de pressão (para bombeamento) consumo autorizado perdas de água entregue aos consumidores mínima supérflua nas condutas dissipada nas válvulas nas bombas consumo nas turbinas consumo recuperada perdas nos pontos onde ocorrem as perdas nas condutas dissipada nas válvulas nas bombas perdas nas turbinas 22

23 fornecida ao sistema Balanço energético potencial (gravítica) de pressão (para bombeamento) consumo autorizado perdas de água entregue aos consumidores mínima supérflua nas condutas dissipada nas válvulas consumo nas bombas nas turbinas consumo recuperada perdas nos pontos onde ocorrem as perdas nas condutas dissipada nas válvulas nas bombas perdas nas turbinas Requer modelação hidráulica 23

24 Eficiência energética de instalações elevatórias [kwh/(m 3 100m)] Balanço Energético Indicadores de desempenho energético

25 Eficiência energética de instalações elevatórias [kwh/(m 3 100m)] Balanço Energético Indicadores de desempenho energético E1 - em excesso por volume de água entrada no sistema (kwh/m 3 ) E2 - em excesso por volume de consumo autorizado (kwh/m 3 ) E2 é uma métrica eficaz para avaliar medidas de redução de perdas de água

26 Eficiência energética de instalações elevatórias [kwh/(m 3 100m)] Balanço Energético Indicadores de desempenho energético E1 - em excesso por volume de água entrada no sistema (kwh/m 3 ) E2 - em excesso por volume de consumo autorizado (kwh/m 3 ) E3 - Rácio energia fornecida/energia mínima (-) Traduz de forma direta o número de vezes que a energia fornecida ao sistema é superior à energia mínima teoricamente necessária

27 As perdas de água e a eficiência energética Balanço Hídrico (BH) Balanço Energético (BE) BH e BE na plataforma SWSS

28 BH e BE na plataforma SWSS Funcionalidades Cálculo do Balanço Hídrico (mensal) Cálculo do Balanço Energético com base no modelo Cálculo de indicadores de desempenho (água e energia) Comparação com os valores do histórico (anual, períodos homólogos) e com os de referência Vizualização de dados em gráfico ou tabela e exportação de dados Customizável

29 BH e BE na plataforma SWSS

30 BH e BE na plataforma SWSS

31 BH e BE na plataforma SWSS

32 Nota final Os balanços hídrico e energético são ferramentas de avaliação do desempenho hídrico e energético dos sistemas de abastecimento A plataforma Life SWSS vai permitir: o cálculo dos balanços e dos indicadores de desempenho de forma automática a avaliação do desempenho dos sistemas de forma contínua apoiar a decisão com vista à otimização da eficiência dos sistemas 15