{"id":4779,"date":"2022-12-06T09:13:58","date_gmt":"2022-12-06T09:13:58","guid":{"rendered":"https:\/\/samotics.com\/?p=4779"},"modified":"2024-12-09T15:15:39","modified_gmt":"2024-12-09T14:15:39","slug":"improving-energy-efficiency-in-the-water-industry","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/samotics.com\/pt\/kb\/improving-energy-efficiency-in-the-water-industry","title":{"rendered":"O caminho para o Net Zero: melhorar a efici\u00eancia energ\u00e9tica no sector da \u00e1gua"},"content":{"rendered":"

O caminho para o Net Zero: Melhorar a efici\u00eancia energ\u00e9tica na ind\u00fastria da \u00e1gua com o SAM4 Energy<\/strong><\/h1>\n

Explore como as empresas de \u00e1gua podem reduzir os custos de energia e a pegada de carbono dos sistemas de \u00e1gua pot\u00e1vel e das esta\u00e7\u00f5es de tratamento de \u00e1guas residuais, optimizando o desempenho do equipamento com o SAM4 Energy.<\/p>\n

Sobre o Samotics<\/strong><\/h2>\n

A Samotics \u00e9 um fornecedor l\u00edder de informa\u00e7\u00f5es acion\u00e1veis em tempo real para otimizar o desempenho e a efici\u00eancia energ\u00e9tica de motores CA e equipamento rotativo. Uma equipa especializada de cientistas de dados, programadores de software e especialistas t\u00e9cnicos desenvolveu uma plataforma orientada para a IA que apoia empresas industriais globais na redu\u00e7\u00e3o do desperd\u00edcio de energia e do tempo de inatividade n\u00e3o planeado. A nossa base de clientes inclui empresas l\u00edderes do sector, como a Yorkshire Water, a Anglian Water, a Northumbrian Water e a Pidpa.<\/p>\n

O desafio para as empresas do sector da \u00e1gua: atingir o Net Zero<\/span><\/h2>\n

As empresas do sector da \u00e1gua em todo o mundo est\u00e3o sob press\u00e3o para operarem com emiss\u00f5es l\u00edquidas nulas. Por exemplo, todo o sector da \u00e1gua do Reino Unido est\u00e1 empenhado em atingir este objetivo at\u00e9 2030. Ao mesmo tempo, as empresas est\u00e3o sob press\u00e3o para tratar maiores quantidades de \u00e1guas residuais e produzir e distribuir maiores quantidades de \u00e1gua limpa, \u00e0 medida que a popula\u00e7\u00e3o e a polui\u00e7\u00e3o aumentam. At\u00e9 dois ter\u00e7os das emiss\u00f5es na ind\u00fastria da \u00e1gua s\u00e3o causadas pelo consumo de eletricidade em bombas, aeradores e outros equipamentos, o que faz desta a maior fonte de emiss\u00f5es control\u00e1vel. Com at\u00e9 40% da eletricidade utilizada pelos sistemas acionados por motores el\u00e9ctricos a ser desperdi\u00e7ada devido a inefici\u00eancias operacionais, desajustes processo-m\u00e1quina e danos em desenvolvimento, estas emiss\u00f5es tornam-se ainda mais significativas. Ao mesmo tempo, os or\u00e7amentos OPEX est\u00e3o sob press\u00e3o com o aumento dos pre\u00e7os da eletricidade e com formas limitadas de transferir estes custos para os clientes finais. Existe uma clara necessidade de uma solu\u00e7\u00e3o que reduza o consumo de eletricidade.<\/p>\n

A solu\u00e7\u00e3o: SAM4 Energy<\/strong><\/h2>\n

No sector da \u00e1gua, o equipamento tem normalmente de servir uma grande variedade de exig\u00eancias de fluxo, pelo que a sua otimiza\u00e7\u00e3o n\u00e3o \u00e9 uma tarefa simples. Como l\u00edder global na an\u00e1lise de dados el\u00e9ctricos, a solu\u00e7\u00e3o SAM4 Energy da Samotics fornece a primeira ferramenta automatizada do mundo para alcan\u00e7ar uma otimiza\u00e7\u00e3o cont\u00ednua da efici\u00eancia. O SAM4 Energy analisa a efici\u00eancia de todo o trem de acionamento, desde as perdas no motor el\u00e9trico at\u00e9 os equipamentos acionados, como bombas. Al\u00e9m disso, a plataforma distingue as perdas inerentes ao equipamento - como a efici\u00eancia nominal do motor - e aquelas causadas pela forma como o equipamento \u00e9 operado, como as perdas de efici\u00eancia da bomba por operar fora do ponto de melhor efici\u00eancia.<\/p>\n

Munidos desta informa\u00e7\u00e3o, os algoritmos avan\u00e7ados do SAM4 v\u00e3o para al\u00e9m do desempenho individual dos activos, fornecendo uma vis\u00e3o do desempenho de esta\u00e7\u00f5es de bombagem completas com v\u00e1rias bombas co-localizadas em compara\u00e7\u00e3o com os valores de refer\u00eancia da ind\u00fastria. Isto gera recomenda\u00e7\u00f5es econ\u00f3micas que podem ser postas em pr\u00e1tica, muitas vezes num per\u00edodo de tempo muito curto e sem a necessidade de investimentos de capital dispendiosos. Ajuda os nossos muitos clientes a reduzir o seu consumo de energia e a obter poupan\u00e7as anuais recorrentes de eletricidade de 10-15% em todo o seu equipamento e at\u00e9 quase 40% em activos espec\u00edficos. Isto tem um impacto muito positivo nos objectivos de sustentabilidade e na pegada de carbono.<\/p>\n

Potencial de poupan\u00e7a de energia no sector da \u00e1gua pot\u00e1vel<\/strong><\/h2>\n

As bombas s\u00e3o a for\u00e7a vital da ind\u00fastria de abastecimento de \u00e1gua, com os sistemas de bombas a representarem, em m\u00e9dia, mais de 80% do consumo total de energia nas esta\u00e7\u00f5es de tratamento de \u00e1gua pot\u00e1vel. Em todas as redes de abastecimento de \u00e1gua, cerca de dois ter\u00e7os do consumo de energia \u00e9 atribu\u00eddo \u00e0 distribui\u00e7\u00e3o final de \u00e1gua. O SAM4 Energy pode conseguir poupan\u00e7as de energia de 10-15% em m\u00e9dia, com bombas individuais a mostrarem poupan\u00e7as de at\u00e9 quase 40% em casos espec\u00edficos. Identificar onde o desempenho e a efici\u00eancia das bombas cr\u00edticas e de outros equipamentos industriais podem ser melhorados requer um conhecimento profundo do consumo de energia em todo o sector da \u00e1gua e solu\u00e7\u00f5es comprovadas para resolver os problemas de efici\u00eancia associados.<\/p>\n

O SAM4 Energy \u00e9 utilizado por muitas empresas de abastecimento de \u00e1gua para detetar onde e quando h\u00e1 desperd\u00edcio de energia na sua rede de abastecimento de \u00e1gua, melhorando a efici\u00eancia e reduzindo os custos e as emiss\u00f5es. As recomenda\u00e7\u00f5es v\u00e3o desde o ajuste de limiares de fluxo em bombas co-localizadas (para funcionar mais perto de pontos de efici\u00eancia ideais) at\u00e9 a sugest\u00e3o de substitui\u00e7\u00e3o de componentes e at\u00e9 mesmo de bombas inteiras. As mudan\u00e7as de processo do SAM4 Energy fornecem \u00e0s empresas de abastecimento de \u00e1gua um m\u00e9todo r\u00e1pido e econ\u00f3mico para reduzir custos e emiss\u00f5es sem investimento de capital.<\/p>\n

O SAM4 Energy tamb\u00e9m detecta inefici\u00eancias el\u00e9ctricas devido ao desenvolvimento de danos em activos industriais e seus componentes, ajudando os clientes da ind\u00fastria da \u00e1gua a otimizar estrat\u00e9gias de manuten\u00e7\u00e3o<\/a> e planeamento, reduzindo ainda mais os custos.<\/p>\n

Utiliza\u00e7\u00e3o de energia em sistemas de \u00e1gua pot\u00e1vel<\/strong><\/h2>\n

Os sistemas de bombas s\u00e3o respons\u00e1veis por 87% do consumo total de energia em sistemas de \u00e1gua pot\u00e1vel. O SAM4 Energy pode permitir poupan\u00e7as entre 3% e 37% para estes sistemas. Para um sistema t\u00edpico que serve 200.000 pessoas, isto significa uma redu\u00e7\u00e3o de at\u00e9 1,5 GWh-equivalente a mais de 325.000 euros por ano-ao mesmo tempo que evita aproximadamente 660 toneladas de emiss\u00f5es de CO\u2082 por ano*.<\/p>\n

*O custo de 1 kWh \u00e9 de 0,21 euros e 1 MWh de emiss\u00f5es de CO\u2082 equivale a 0,429 toneladas.<\/p>\n

C\u00e1lculo do potencial de poupan\u00e7a de energia<\/strong><\/h2>\n

O potencial de poupan\u00e7a de energia no sector da \u00e1gua pot\u00e1vel varia em fun\u00e7\u00e3o do consumo total de energia, das opera\u00e7\u00f5es espec\u00edficas e das defini\u00e7\u00f5es de controlo. Factores como os padr\u00f5es diurnos e sazonais da procura de \u00e1gua, bem como as configura\u00e7\u00f5es do equipamento (idade, presen\u00e7a de variadores de velocidade, etc.), tamb\u00e9m ter\u00e3o impacto no potencial de poupan\u00e7a de energia.<\/p>\n

Nesta infografia, foram enumerados potenciais de poupan\u00e7a significativos (m\u00e9dios) e elevados para os tipos de equipamento mais utilizados, com base na experi\u00eancia do sector.<\/p>\n

SAM4 Energy em a\u00e7\u00e3o: Bombeamento de \u00e1gua limpa: um estudo de caso<\/strong><\/h2>\n

Resolver opera\u00e7\u00f5es ineficientes da bomba para reduzir o consumo de energia<\/em><\/p>\n

Tr\u00eas bombas que formam o n\u00facleo de uma esta\u00e7\u00e3o de bombeamento de \u00e1gua limpa foram analisadas pela plataforma SAM4 Energy. Estas bombas s\u00e3o cruciais para o abastecimento de \u00e1gua aos clientes durante os per\u00edodos de ponta e fora de ponta. A esta\u00e7\u00e3o inclui duas bombas maiores de 55 kW e uma bomba mais pequena de 11 kW.<\/p>\n

O SAM4 Energy identificou que as bombas maiores eram frequentemente utilizadas de forma ineficiente, lidando com caudais que a bomba mais pequena poderia gerir de forma mais eficiente. O SAM4 Energy constatou que as inefici\u00eancias operacionais na bomba e no motor levaram a aproximadamente 10% de perdas totais de efici\u00eancia.<\/p>\n

Ao implementar as recomenda\u00e7\u00f5es do SAM4 Energy, o cliente ajustou duas configura\u00e7\u00f5es simples para conseguir um bombeamento mais eficiente durante os per\u00edodos de baixo caudal. Em primeiro lugar, o limite de caudal da bomba de 11 kW foi aumentado, uma vez que esta conseguia lidar com o baixo caudal de forma mais eficiente do que as duas bombas maiores. Em segundo lugar, a velocidade da bomba de 11 kW foi aumentada atrav\u00e9s do ajuste da frequ\u00eancia de alimenta\u00e7\u00e3o do VFD, alargando a sua gama de funcionamento para fornecer um maior caudal \u00e0 press\u00e3o necess\u00e1ria. As bombas maiores foram activadas apenas quando necess\u00e1rio. Estas altera\u00e7\u00f5es foram implementadas em poucas horas, sem qualquer despesa de capital.<\/p>\n

Ap\u00f3s a implementa\u00e7\u00e3o destas altera\u00e7\u00f5es ao processo, o SAM4 Energy mostrou que as tr\u00eas bombas estavam a funcionar mais perto dos seus pontos de efici\u00eancia \u00f3ptimos. A efici\u00eancia total da esta\u00e7\u00e3o de bombagem melhorou em 7,1%, tendo em conta a distribui\u00e7\u00e3o das diferen\u00e7as de tempo de funcionamento, press\u00e3o e caudal entre as antigas e as novas configura\u00e7\u00f5es. Isto resultou numa poupan\u00e7a anual de eletricidade de 2 500 euros e numa redu\u00e7\u00e3o de 9,2 toneladas de CO\u2082. O escalonamento destas poupan\u00e7as em toda uma rede de abastecimento de \u00e1gua oferece benef\u00edcios significativos.<\/p>\n

Potencial de poupan\u00e7a de energia no sector das \u00e1guas residuais<\/strong><\/h2>\n

No sector das \u00e1guas residuais, SAM4 Energy pode permitir poupan\u00e7as significativas em toda a rede. As bombas e os ventiladores consomem at\u00e9 65% de energia nas esta\u00e7\u00f5es de tratamento de \u00e1guas residuais. O SAM4 Energy pode permitir poupan\u00e7as de 10-15% em m\u00e9dia para estes sistemas e at\u00e9 quase 40%* para activos espec\u00edficos. Ao analisar o desempenho e o desperd\u00edcio de energia em toda a rede vari\u00e1vel de \u00e1guas residuais, o SAM4 Energy aumenta a efici\u00eancia e reduz os custos e as emiss\u00f5es. \u00c0 semelhan\u00e7a do sector de abastecimento de \u00e1gua, o SAM4 Energy deu uma variedade de conselhos, desde altera\u00e7\u00f5es de processos (ou seja, alterar a configura\u00e7\u00e3o operacional de bombas co-localizadas para funcionarem mais perto dos seus melhores pontos de efici\u00eancia) at\u00e9 \u00e0 substitui\u00e7\u00e3o de componentes ou mesmo de activos (ou seja, substituir um impulsor gasto ou adicionar um variador de velocidade).<\/p>\n

As mudan\u00e7as de processo recomendadas pelo SAM4 Energy fornecem \u00e0s empresas de \u00e1gua uma forma r\u00e1pida e econ\u00f3mica de reduzir custos e emiss\u00f5es sem a necessidade de investimento de capital. Al\u00e9m disso, os conhecimentos do SAM4 Energy identificam uma indica\u00e7\u00e3o de opera\u00e7\u00f5es ineficientes que podem estar a causar danos ao equipamento ou aos seus componentes, permitindo poupan\u00e7as adicionais ao abordar as necessidades de manuten\u00e7\u00e3o de forma proactiva.<\/p>\n

*Coliga\u00e7\u00e3o Mundial de Investiga\u00e7\u00e3o sobre a \u00c1gua: Energy Efficiency in the Water Industry: A Compendium of Best Practices and Case Studies Global Report.<\/p>\n

Utiliza\u00e7\u00e3o de energia em esta\u00e7\u00f5es de tratamento de \u00e1guas residuais<\/strong><\/h2>\n

As bombas e os ventiladores consomem at\u00e9 65% da energia total nas esta\u00e7\u00f5es de tratamento de \u00e1guas residuais. O SAM4 Energy pode permitir poupan\u00e7as entre 3% e 40% para estes sistemas. Para um sistema t\u00edpico que serve 200.000 pessoas, isto significa uma redu\u00e7\u00e3o de at\u00e9 1,7 GWh de energia poupada, o que se traduz em mais de 360.000 euros por ano, evitando aproximadamente 740 toneladas de CO\u2082 por ano.*<\/p>\n

*O custo de 1 kWh \u00e9 de 0,21 euros e 1 MWh de emiss\u00f5es de CO\u2082 equivale a 0,429 toneladas.<\/p>\n

C\u00e1lculo do potencial de poupan\u00e7a de energia<\/strong><\/h2>\n

O c\u00e1lculo do potencial de poupan\u00e7a de energia para diferentes equipamentos no sector das \u00e1guas residuais \u00e9 uma combina\u00e7\u00e3o do consumo total de energia do equipamento e do grau de varia\u00e7\u00e3o dos modos de funcionamento do equipamento. Factores como a varia\u00e7\u00e3o dos n\u00edveis de car\u00eancia biol\u00f3gica de oxig\u00e9nio, que afectam a espessura das lamas, tamb\u00e9m t\u00eam impacto nas varia\u00e7\u00f5es de carga do equipamento.<\/p>\n

SAM4 Energy em a\u00e7\u00e3o: Estudo de caso do sector das \u00e1guas residuais<\/strong><\/h2>\n

Otimiza\u00e7\u00e3o do funcionamento das bombas de parafuso para reduzir o consumo de energia<\/p>\n

Numa esta\u00e7\u00e3o de tratamento de \u00e1guas residuais, duas bombas de parafuso de 185 kW funcionam frequentemente em paralelo para satisfazer os requisitos de fluxo. O SAM4 Energy monitora as bombas, que s\u00e3o cruciais para manter um fornecimento est\u00e1vel de \u00e1guas residuais.<\/p>\n

Al\u00e9m disso, qualquer falha pode resultar no retorno de \u00e1guas residuais para a rede de recolha, potencialmente causando transbordos de esgotos. A plataforma SAM4 determinou que as duas bombas de parafuso eram utilizadas de forma ineficiente (funcionando a baixas cargas). Ambas funcionaram simultaneamente a baixas cargas durante aproximadamente 75% do tempo. Este comportamento \u00e9 ben\u00e9fico em condi\u00e7\u00f5es de caudal em tempo h\u00famido (comum durante as tempestades). No entanto, durante os per\u00edodos de tempo seco, uma \u00fanica bomba poderia satisfazer adequadamente a procura\/fluxos necess\u00e1rios. O funcionamento de uma \u00fanica bomba nestas condi\u00e7\u00f5es permitiu-lhe funcionar mais perto do seu ponto de efici\u00eancia m\u00e1xima, optimizando a efici\u00eancia energ\u00e9tica de ambas as bombas durante o tempo seco. Com as recomenda\u00e7\u00f5es fornecidas pelo SAM4 Energy, o cliente aplicou uma simples mudan\u00e7a de configura\u00e7\u00e3o, melhorando a efici\u00eancia do bombeamento durante os per\u00edodos de fluxo baixo e regular. O ajuste envolveu a altera\u00e7\u00e3o do limite de fluxo, determinando quando uma bomba deve operar independentemente e quando ambas as bombas devem funcionar em conjunto.<\/p>\n

Ap\u00f3s a implementa\u00e7\u00e3o desta simples mudan\u00e7a de processo, a plataforma SAM4 Energy mostrou imediatamente uma melhoria significativa na efici\u00eancia do sistema. O novo modo de funcionamento aumentou significativamente a efici\u00eancia, levando a uma redu\u00e7\u00e3o de energia de 25% nas duas bombas. Isto equivaleu a uma poupan\u00e7a de at\u00e9 41 mil euros por ano em custos de eletricidade e a uma redu\u00e7\u00e3o associada de cerca de 75 toneladas m\u00e9tricas de CO2eq por ano, apenas com base na redu\u00e7\u00e3o de energia. Isto proporciona poupan\u00e7as muito significativas quando se traduzem em toda uma rede de \u00e1guas residuais que pode incluir centenas de esta\u00e7\u00f5es elevat\u00f3rias. Para al\u00e9m das poupan\u00e7as imediatas geradas, ter o equipamento industrial a funcionar mais pr\u00f3ximo do seu melhor ponto de efici\u00eancia prolonga a vida \u00fatil do equipamento. Este facto tem benef\u00edcios financeiros e de sustentabilidade adicionais no que diz respeito \u00e0s despesas de capital, \u00e0 deprecia\u00e7\u00e3o e aos custos industriais e ambientais da produ\u00e7\u00e3o de capital.<\/p>\n

Como funciona a plataforma SAM4 Energy na ind\u00fastria da \u00e1gua<\/strong><\/h2>\n
    \n
  1. Monitorizar a efici\u00eancia energ\u00e9tica do equipamento 24 horas por dia, 7 dias por semana
    \n<\/strong>O SAM4 Energy realiza o monitoramento cont\u00ednuo de seus sistemas de bombeamento e outros ativos industriais, integrando-o \u00e0s suas fontes de dados existentes ou coletando dados de sensores IoT dentro do seu gabinete de controle do motor. Isso fornece uma imagem detalhada do uso de energia e da efici\u00eancia de cada ativo ao longo do tempo para permitir relat\u00f3rios de energia eficazes.<\/li>\n
  2. Identificar o desperd\u00edcio de energia e dar prioridade \u00e0s oportunidades
    \n<\/span><\/strong>Utilizando an\u00e1lises avan\u00e7adas, o SAM4 Energy processa os seus dados continuamente. Ele identifica o desperd\u00edcio de energia em seus sistemas industriais, quantificando onde o consumo de energia, os custos e as perdas de efici\u00eancia s\u00e3o maiores. Isto ajuda-o a compreender exatamente onde s\u00e3o necess\u00e1rias melhorias para cortar custos e reduzir a sua pegada de carbono.<\/span>
    \n<\/span><\/strong>
    \nO SAM4 Energy oferece conselhos concretos que pode seguir para reduzir o desperd\u00edcio de energia, os custos e a pegada de carbono da sua empresa de \u00e1gua. Isto \u00e9 conseguido com a abordagem passo-a-passo descrita nestas p\u00e1ginas.
    \n<\/li>\n
  3. Receber recomenda\u00e7\u00f5es acion\u00e1veis<\/strong>
    \nO SAM4 Energy diagnostica a causa do seu desperd\u00edcio de energia e gera recomenda\u00e7\u00f5es que podem ser implementadas. Seja ajustando processos operacionais como limites de fluxo ou substituindo componentes, o SAM4 Energy classifica essas sugest\u00f5es por seu potencial de economia, para que voc\u00ea saiba onde se concentrar para obter o maior impacto. A implementa\u00e7\u00e3o destas altera\u00e7\u00f5es pode levar a uma redu\u00e7\u00e3o de 10-15% nos seus custos anuais de eletricidade e a uma diminui\u00e7\u00e3o das emiss\u00f5es de carbono.
    \n<\/span><\/li>\n
  4. Validar os resultados e ver as poupan\u00e7as
    \n<\/span><\/strong>Depois de implementar as recomenda\u00e7\u00f5es do SAM4 Energy, a plataforma continua a medir, acompanhar e validar os resultados, dando-lhe uma visibilidade clara da economia de energia e de custos alcan\u00e7ada. Isto ajuda-o a monitorizar o desempenho do seu sistema e a garantir que est\u00e1 a maximizar a efici\u00eancia dos seus activos industriais.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n

    Aprofundamento t\u00e9cnico: Auditoria da efici\u00eancia energ\u00e9tica das m\u00e1quinas em tempo real<\/span><\/h2>\n

    O SAM4 Energy audita a efici\u00eancia energ\u00e9tica das suas m\u00e1quinas em tempo real, utilizando a an\u00e1lise da assinatura el\u00e9ctrica (ESA). Ao contr\u00e1rio de muitos servi\u00e7os de monitoriza\u00e7\u00e3o energ\u00e9tica que apenas t\u00eam em conta a efici\u00eancia nominal do seu equipamento, os algoritmos do SAM4 Energy determinam a efici\u00eancia das suas m\u00e1quinas, e a forma como as opera, de tr\u00eas formas:<\/p>\n