Dissertação

{pt_PT=New challanges in water pipe systems towards energy efficiency. Case studies of Nampula and Cuamba water supply systems} {} EVALUATED

{pt=Os Sistemas de Abastecimento de Água (SAA) têm a função de fornecer água sob pressão alta o suficiente para satisfazer as necessidades dos consumidores, porém suficientemente baixa para prevenir danos na tubulação. Assim sendo, as Válvulas Redutoras de Pressão (VRPs) são os dispositivos mais usados para o controlo de pressão em condutas, causando a dissipação do excesso de energia no sistema. Neste contexto, os SAA tornaram-se uma potencial fonte para a geração de energia elétrica em pequena escala, nomeadamente através da implementação de bombas a funcionarem como turbinas (PATs). O presente estudo avalia o potencial de recuperação de energia em dois SAA no norte de Moçambique, considerando a instalação de PATs como substituição ou em paralelo com as VRPs existentes. Permitindo, assim, a redução dos custos e impactos ambientais do sistema e o aumento das eficiências dos mesmos. Realiza-se uma análise económica com a finalidade de avaliar a viabilidade económica dos projetos. O estudo demonstra que, se estes projetos forem implementados, para além de contribuírem para o controlo de pressão, permitem ainda reduzir as perdas reais e as emissões de CO2. Os sistemas estudados, que inicialmente tinham como função apenas o abastecimento de água, passarão também a gerar energia renovável, promovendo, assim, a consciência verde e sustentável. Estes efeitos resultam em receitas totais em torno de 5 000 e 3 000 €/ano em cada sistema. Contudo, enquanto o SAA de Nampula apresenta índices económicos favoráveis (TIR > 39%), o SAA de Cuamba apresenta índices económicos baixos (TIR < 14%)., en=Water Supply Systems (WSSs) must provide water under pressure high enough to satisfy the consumer needs, whilst being low enough to prevent pipe damages. For this purpose, Pressure Reducing Valves (PRVs) are the most used devices to control pipe pressure, through the dissipation of excess energy in the system. In this context, WSSs started to be considered as a potential source for small-hydropower generation, namely with the implementation of Pumps As Turbines (PATs). This study assesses the potential for energy recovery in two WSSs in the north of Mozambique, through the application of PATs as a replacement or in parallel with the existing PRVs, allowing to reduce the systems costs and environmental impacts while increasing their efficiencies. An economic analysis is carried out to evaluate the economic viability of the projects. The study demonstrates that if these projects are implemented, additionally to controlling pipe pressure, they can contribute to reductions in real losses and CO2 emissions. Furthermore, the studied WSSs, which initially only had water supply purposes, will then be able to also generate renewable energy, thus, promoting green and sustainable consciousness. These outcomes can result in total incomes of around 5 000 and 3 000 €/year for each system. However, while Nampula WSS presents favourable economic indexes, with an IRR higher than 39%, Cuamba WSS has low economic indexes, with an IRR around 14%.}
{pt=Bomba a funcionar como turbina (PAT), Válvula Redutora de Pressão (VRP), Sistema de Abastecimento de Água (SAA), produção de energia, eficiência de sistemas de água, en=Pump As Turbine (PAT), Pressure Reducing Valve (PRV), Water Supply System (WSS), energy production, water system efficiency}

Outubro 29, 2020, 10:30

Orientação

ORIENTADOR

Helena Margarida Machado da Silva Ramos

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Associado