Modelação do uso de energias em sistemas de abastecimento de água

Abstract

Atualmente, as preocupações com o consumo de água têm vindo a ser cada vez maiores. Em Portugal ainda não é dada a devida atenção à eficiência dos sistemas de abastecimento de água. O modelo atual de funcionamento dos sistemas de abastecimento de água está baseado no nível do reservatório de acumulação, que liga quando o nível baixa e desliga quando o nível máximo é atingido. Este modelo não tem em consideração a variação do custo de energia nem o aproveitamento de recursos renováveis. Nesta dissertação criou-se um modelo matemático que encontra padrões de funcionamento otimizados com o objetivo de reduzir o consumo energético dos sistemas de abastecimento de água. Foi também avaliado, sempre que as caraterísticas topográficas do terreno assim o permitam, a introdução de uma estação hidroelétrica. Foram analisadas as vantagens financeiras e energéticas desta aplicação. A combinação de energias renováveis a este modelo permite obter elevados benefícios, passando este modelo a ser denominado de sistema de fins-múltiplos. Foram realizadas diversas simulações utilizando a metodolgia aplicada, de forma a avaliar a flexibilidade do modelo e sempre com o objetivo de minimizar o custo de exploração de funcionamento destes sistemas e maximizar os lucros da venda de energia à rede elétrica. Neste trabalho, os resultados apresentados permitem concluir que o recurso a esta metodologia permite obter elevados benefícios económicos e financeiros.

Nowadays, the concerns about energy and water consumption have been increasing. In Portugal, there is little attention given concerning the efficiency of water supply. The current model of water supply systems operation is based on the levels of the reservoir, which swich on when the level is low and swich off when the hight level is reached. This model doesn´t take into account the variation of the energy cost throughout the day nor the use of renewable resources. In this thesis a mathematical model which is an optimized operating standards to reduce energy consumption for water supply systems is created. It´s was also analysed the introduction of a hydroelectric station everytime the topographic features of the land permited. The financial and energy benefits of this aplication is also analysed. The combination of renewable energy in this model allows to obtain higher benefits, which is called a multi-purpose system. With the goal of minimizing the cost of running these operating systems and maximize the profits from the sale of energy to the grid, several simulation analyses were performed by using the applied methodology in order to assess the flexibility of the model. In this thesis, the results lead to the conclusion that the use of this methodology allows to obtain a high economic and energy benefits.