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Dissertação

{en_GB=Pumps as turbines (PATs): Series and parallel connections} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=Devido ao elevado consumo de energia do setor de abastecimento de água, várias medidas têm surgido com o intuito de minimizar este consumo e aumentar a efici ência energética. O uso de uma bomba a funcionar como turbina (PAT) é um destes exemplos. Esta aplicação tem vindo a revelar-se como uma solução viável para recuperação de energia e controlo de pressão em sistemas de água, especialmente em áreas remotas e sem acesso à rede elétrica. Para recuperar energia, a PAT é acoplada a um gerador elétrico, cuja operação, nesta aplicação específica, não tem sido alvo de atenção. Assim sendo, esta dissertação pretende fazer a ponte entre o sistema hidráulico e o elétrico ao usarem-se PATs. Mais concretamente, procedeu-se à avaliação de associações de PATs, com cada bomba conectada a um gerador de indução auto-excitado (SEIG), em sistemas de abastecimento de água. Primeiramente, desenvolveu-se um modelo dinâmico de um SEIG. De seguida, modelou-se uma PAT a partir das suas curvas características. Após as respetivas implementações, ambos os modelos foram validados e, com a sua junção, obteve-se um sistema de geração de energia. Quando dois destes sistemas foram conectados em série, verificou-se que uma variação elétrica aplicada a um dos sistemas afetava significativamente o sistema onde a perturbação não era imposta. Contudo, esta conclusão aplica-se apenas a esta PAT e este SEIG específicos. Se esta aplicação fosse analisada num sistema hidráulico que permitisse maiores potâncias, perturbações aplicadas a um sistema causariam variações insignificantes no sistema conectado em série., en=As a result from the high energy consumption of the water supply sector, several improvements have arisen for the sake of minimizing this consumption and maximizing the energy efficiency. The use of the pump operating as a turbine (PAT) is one example. It has demonstrated to be a viable solution for energy recovery and pressure control in water systems, especially in remote areas where there is no access to the electrical grid. This is accomplished by means of a generator, whose operation in this specific application has been overlooked. Therefore, this dissertation is intended to bridge this gap between the hydraulic and electric system when using PATs. This was achieved through the assessment of the electrical stability of the association of multiple PATs connected to self excited induction generators (SEIG) in water distribution systems. In order to accomplish this, a dynamic model of a SEIG was developed. Subsequently, a model of a PAT was modelled from its characteristic curves. Both models were validated after their implementation and together they formed a generating system. When two generating systems were connected in series, it was perceived how an electrical variation in one generating system highly affected the subsequent system where the perturbance was not imposed. However, it is important to note that this conclusion applies only for this specific PAT and SEIG. If this application would be evaluated in a high-power system, the implications observed in the PAT where no variation was imposed would most likely turn out to be insignificant.}
Keywords: {pt=Bomba como Turbina, Conexão Série e Paralelo, Gerador de Indução Auto-Excitado, Sistemas de Abastecimento de Água, en=Self Excited Induction Generator, Series and Parallel connections, Pump as Turbine, Water Supply Systems}

Discussão: novembro 22, 2019, 13:30