Estudo para otimização energética do Subsistema de Queimadela

Abstract

Esta dissertação, realizada no âmbito de Mestrado Integrado em Engenharia Biológica, teve por finalidade estudar a otimização energética do Subsistema Queimadela da empresa Águas do Norte, S.A.. O projeto incidiu em dois objetivos. O primeiro consistiu no acompanhamento da implementação de um modelo dinâmico, SCUBIC, que através de algoritmos informáticos possibilita uma poupança energética devido a alterações nos períodos de acionamento das bombas. O segundo objetivo abrangeu a elaboração de um algoritmo, em Excel, capaz de realizar a mesma função do SCUBIC. Para o desenvolvimento do algoritmo foi necessário recorrer ao histórico de consumo de energia e efetuar análises de dados como, caudais de distribuição, caracterização do sistema adutor (tubagens, válvulas e nós), volumes de reservatórios, cotas onde estão colocadas as bombas, entre outros. De uma forma simplificada, foi necessário identificar as variáveis de decisão e qual a função objetivo de forma a minimizar os custos energéticos por ação do bombeamento de água. Adicionalmente, a metodologia desenvolvida foi aplicada nalguns troços do Subsistema de Areias de Vilar e foi estudada uma alteração ao reservatório RQ 15 habilitando-o a funcionar em período noturno. Obtiveram-se resultados relevantes, como se verifica com uma poupança de cerca de 6 000 euros anuais para o Subsistema de Queimadela. A aplicação do algoritmo desenvolvido em EXCEL permitiu, de forma expedita, verificar que as alterações na infraestrutura RQ 15 de insonorização trazem uma vantagem económica de 11 000 euros anuais.

This dissertation, carried out under the Integrated Master Program in Biological Engineering, aims to study the energy optimization of Águas do Norte S.A Subsystem, Queimadela. The project focused on two main objectives. The first consisted in monitoring the implementation of a dynamic model, SCUBIC, which through computer algorithms enables energy savings due to changes in pump activation periods. The second objective covered the elaboration of an algorithm, in Excel, capable of performing the same function as SCUBIC. For the development of the algorithm it was necessary to use to the history of energy consumption and to perform data analysis such as distribution flows, characterization of the adductor system (pipes, valves and nodes), reservoir volumes, quotas where the pumps are placed, among others. In a simplified way, it was necessary to identify the decision variables and the objective function in order to minimize the energy costs per action of water pumping. Additionally, the developed methodology was applied in some sections of the Areias de Vilar Subsystem and an alteration to the RQ 15 reservoir was studied, enabling it to operate at night. Relevant results were obtained, as is the case with savings of around € 6,000 per year for the Queimadela Subsystem. The application of the algorithm developed in EXCEL has made it possible, expeditiously, to verify that the alterations in the soundproofing infrastructure RQ 15 bring an economic advantage of 11 000 euros per year.