Dissertação

{pt_PT=Hybrid energy solutions for the optimization of a golf-course irrigation system} {} EVALUATED

{pt=Os sistemas de irrigação e distribuição de água consomem grandes quantidades de energia que, com vista a um futuro sustentável, têm de ser recuperadas. Os custos necessários para bombear água são muito elevados e a necessidade de soluções de recuperação de energia potencial em sistemas hidráulicos é vista como essencial. A excessiva pressão de água existente nestes sistemas cria energia potencial que pode ser recuperada por bombas a funcionar como turbinas (BT). Esta tecnologia, que também consegue controlar a pressão excessiva em sistemas hidráulicos, tem sido estudada nos últimos anos e é uma fonte promissora de energia renovável. Em virtude deste contexto, foi realizada uma análise laboratorial de uma BT de forma a analisar o seu desempenho sob diferentes condições hidráulicas e elétricas. Tendo por objetivo a otimização de um sistema real de irrigação em pequena escala, esta dissertação analisa diferentes soluções sustentáveis de forma a satisfazer as condições elétricas de bombear cinco furos de captação de um sistema de irrigação de golfe. Duas BT, com desempenho equivalente à BT testada em laboratório, são implementadas como substituição de duas válvulas redutoras de pressão (VRP) existentes. Outras fontes de energia renovável, como soluções com aproveitamento da energia solar e eólica, foram também consideradas de forma a satisfazer a necessidade energética. Foi também implementado um sistema sustentável de drenagem urbana (SSDU) com o propósito de controlar potenciais alagamentos e produzir energia. Foi realizada uma análise económica e ambiental de modo a avaliar a viabilidade das soluções escolhidas. , en=Water distribution and irrigation systems consume high quantities of energy that, in light of a sustainable future, needs to be recovered. The expenses necessary for water pumping are substantial and the need for solutions which can harness some of the system’s energy is perceived as essential. The excessive water pressure existing in these systems, creates a potential energy that can be harnessed by means of a pump working in turbine mode (PAT). This technology has been studied in hydraulic contexts and is a promising source of renewable energy which can also provide pressure control for the water systems. A laboratorial investigation on a PAT is carried out as well as the analysis of the machine’s performance under different hydraulic and electric conditions. In order to optimize a real case irrigation system, even though in a small scale, this dissertation analyses different sustainable solutions that can satisfy the electrical demands for pumping water from five local wells in a golf-course irrigation system. Two PATs with equivalent performance of the one from the laboratory tests are applied as replacement of existing pressure reducing valves (PRV). Other renewable energy sources are analysed, such as solar and wind hybrid technologies, and are implemented in the system to respond to the electrical need. A sustainable urban drainage system (SUDS) is also implemented with the purpose of overflow controlling and energy generation. An economic and environmental assessment is carried out to evaluate the feasibility of the solutions chosen. }
{pt=Sistema de Irrigação (SI), Bombas como Turbinas (BT), Sistema de Distribuição de Água, Hidroenergia, Energia Renovável, en=Irrigation Systems (IS), Pump as Turbine (PAT), Water Distribution Networks (WDN), Hydropower, Renewable Energy}

Abril 5, 2018, 11:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Helena Margarida Machado da Silva Ramos

Departamento de Engenharia Civil, Arquitectura e Georrecursos (DECivil)

Professor Associado

ORIENTADOR

Modesto Perez-Sanchez

Universidade Politécnica de Valencia

Professor Auxiliar