estrategias de ahorro de costes energéticos en … · • en periodos críticos han aumentado las...

Estrategias de ahorro de costes energéticos en regadíos. Caso de gestión de la demanda en bombeos directos.

Ricardo Aliod Sebastián

Profesor Titular Universidad de Zaragoza

Dirrector equipo I+D GESTAR

[email protected]

19/03/2014

INDICE

• FACTORES DEL COSTE DE LA ENERGIA Y ACTUACIONES FACTORIALES.

• ACTUACIONES INTEGRADAS.

• BARRERAS PARA LA REDUCCION DE COSTES EN DISEÑO Y GESTIÓN.

• CONCLUSIONES.

FACTORES DEL COSTE ENERGIA Y ACTUACIONES FACTORIALES

FACTORES COSTE ENERGÉTICO

T

0

T

0)(

)()())(( dtPkWhq

q

qHgdttPkWhtqPCEI

P := Potencia consumida en instante t

PkWh, PkW := Precio kWh y Kw/mes

q := Caudal

H := Ganancia de energía (Altura de Impulsión)

:= Rendimiento sistema de bombeo

Cpotencia

)(

)(:)(

qP

qqHgq

I=1I=N

II PkWPcontr

𝐼=𝑁

𝐼=1

)(

)()(

qP

qqHgq

0

20

40

60

80

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

Q(m3/s)

)(

)()(

qP

qqHgq



T

0

T

0)(

)()())(( dtPkWhq

q

qHgdttPkWhtqPCEI

EN REGADIOS…..

• DISEÑO

• GESTIÓN

¿CÓMO MINIMIZAR..

• NUEVOS

• EXISTENTES...?

Cpotencia II PkWPcontr

𝐼=𝑁

𝐼=1


T

0

T

0)(

)()())(( dtPkWhq

q

qHgdttPkWhtqPCEI

OPCIONES 0:

• No efectuar el regadío / modernización.

• Prescindir de bombeo (aprovechar desniveles), pero No siempre es posible (p.e. agua subterránea)

Costes desproporcionados de aducciones.

¿CÓMO MINIMIZAR..


𝐼=𝑁

𝐼=1


T

0

T

0)(

)()())(( dtPkWhq

q

qHgdttPkWhtqPCEI

dtqV

Estrategias ….

Diversas

Complementarias

Adaptativas

)(),( tPkWtPkWh

H

¿CÓMO MINIMIZAR..

Pcontr


𝐼=𝑁

𝐼=1

• Controlado por mercado (suministradoras). • Capacidad de influencia limitada. • Tarifas protegidas desaparecen por normativa. • Previsiblemente crecientes (en conjunto).

ACTUACIONES FACTORIALES )(),( tPkWtPkWh

• Participar en el “pool” eléctrico (alta organización). • Acción política y social para flexibilizar contratos.. • Negociación de contratos. • Generación de energía propia- renovable

En cualquier caso, el Riego a la Demanda pura, en este contexto, es ineficaz energéticamente (prob. de penalización por superar las potencias contratadas y de presiones marcadamente insuficientes; ocurrencia de bajos caudales de riego; riego en periodos mas costosos e infrautilización de los periodos mas baratos,…)

• En periodos críticos han aumentado las horas de tarifa mas cara (P1), habitualmente inhabilitadas. “mas horas punta y menos horas llano”=> Menos horas disponibles para el riego, implica mayores caudales punta.

• Al haber importantes diferencias en precio entre horas “llano” y “valle”,

la demanda tenderá a concentrarse en horas valle (P6), con incremento de los caudales en P6..

• Si además el riego de una unidad de explotación no puede ser

interrumpido y debe efectuarse sólo en periodos habilitados, los caudales punta aún se intensifican mas.

La Jornada Equivalente de Riego se reduce, y una de las principales hipótesis del cálculo de caudales de diseño del Riego a la Demanda: “todas las horas de la JER son igualmente probable para iniciar el riego”, NO se cumple.

EFECTO SOBREVENIDO DE ESTRUCTURA DE TARIFAS

• Cambio de cultivos y/o sistema de aplicación no es siempre es viable.

• Gestionar la recuperación de costes fijos en las tarifas (en el limite ¿vuelta al secano?).

• Cultivos/variedades menos exigentes en uso de agua. • Reducción de pérdidas transporte y aplicación. • Sistemas de aplicación eficiente (localizado). • Manejo eficiente (Riego de precisión, deficitario,

nocturno,..).

dtqV ACTUACIONES FACTORIALES

• Reducción de requisitos de presión en hidrante mediante: uso de emisores de baja presión, reducción de marcos, paso de aspersión a localizado, reducción de pérdidas en parcela.

• Retirada de superficies más desfavorables en requerimientos de presión.

• Presión de consignas de la estación de bombeo directo dependiente, por lo menos, del caudal (C. Consigna).

HACTUACIONES FACTORIALES

CURVA DE CONSIGNA (EN ABASTECIMIENTOS):

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6

Q (m3/s)

H m

H MED(m) Q clement Polinómica (H MED(m))

Altura estática requerida

Caudal punta

Altura dinámica requerida

Rango de caudales EB

CURVA DE CONSIGNA (EN RIEGOS):

GESTAR 1.5: PRESIONES DEMANDADAS EN 1.400 ESCENARIOS ALEATORIOS

38

43

48

53

58

63

68

73

78

83

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26 0,28 0,3 0,32 0,34 0,36 0,38 0,4 0,42

Q m3/s

H m

ca

C CONSIGNA MAX

C CONSIGNA MIN

C CONSIGNA HCCk

CONSIGNA EB

VALDEAGA

• Reducción de requisitos de presión en hidrante mediante: uso de emisores de baja presión, reducción de marcos, paso de aspersión a localizado, reducción de pérdidas en parcela.

• Retirada de superficies más desfavorables en requerimientos de presión.

• Presión de consignas de la estación de bombeo directo dependiente, por lo menos, del caudal (C. Consigna).

HACTUACIONES FACTORIALES

• Requisitos a veces son muy diferentes de un hidrante a otro (método de aplicación riego, cotas, superficie).

• ¿Qué hacer con las instalaciones existentes?. • Riego localizado extensivos aún no muy común.

• Configuración de EEBB para buen rendimiento en todos el régimen de caudales.

ACTUACIONES FACTORIALES

IMPACTO MUY SIGNIFICATIVO EN SISTEMAS CON EEBB DIRECTO (EBD)

Arguedas FDP 2003

0

2

4

6

8

10

12

14

0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34Q m3/s

VOLUMENES MENSUALES EXPERIMENTAL

1 x BVF + 1 x JVF + 1 x JVV

0

20

40

60

80

100

120

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18

Q (m3/s)

P (

kW

) y F

DP

(s/m

3)x

10

Pabs total

P util total

FDP caudales0,00%

2,00%

4,00%

6,00%

8,00%

10,00%

12,00%

14,00%

16,00%

18,00%

20,00%

1-15

16-3

0

31-4

5

46-6

0

61-7

5

76-9

0

91-1

05

106-

120

121-

135

136-

150

151-

165

166-

180

181-

195

196-

210

211-

225

226-

240

241-

255

256-

270

271-

285

286-

300

301-

315

316-

330

31-3

45

346-

360

361-

375

376-

390

391-

405

406-

420

421-

435

436-

450

Frec

uenc

ia

Q (l/s)

Energía anual Útil

Energía anual Absorbida = 59%

CAUDALES Y POTENCIA EN RIEGO A LA DEMANDA

Condiciones de caudal punta (dimensionado de conducciones y equipos) no son las mas frecuentes ni las mas que mas energía consumen.




• Configuración de fraccionamiento adecuado. • Mejorar regulación VVF, VBF+BVV. • Selección de puntos de transición estado

(arranque/paro) y ajuste según presión de entrada.

FRACCIONAMIENTO BVF (PARA C.C. FIJA)

Curva de

consigna

Curva de

bombeo

P Q

0

20

40

60

80

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

Q(m3/s)

Fuente Fig.: TRAGSA

Ren

d. (

%)

2900 rpm

2320 rpm

N1

(H,Q)

Q1 Q2

N2

CURVAS DE BOMBA AL VARIAR VELOCIDAD

Fuente Fig.: TRAGSA

BAJO CAUDAL = IMPLICA SIEMPRE MUY MAL RENDIMIENTO

85 %

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

55.00

60.00

65.00

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00

Q (l/s)

Altu

ra (

m)

3.00 2.95

1.85 1.00

0.90

0.85

2.00

Fuente Fig.: TRAGSA

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

q(m3/s)

RP

M/R

PM

o

REGULACIÓN 1BVV (PARA C.C. FIJA)

TIPO DE REGULACION 2 BVV SIMULTANEA (C.C. FIJA)

• Regulaciones mas complejas para C:C. fija de dudosa rentabilidad (coste, autoconsumo VF)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Re

nd

imie

nto

Q (m3/s)

Rendimiento

1 BVV

2 BVV

0

200

400

600

800

1000

1200

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

Po

ten

cia

(k

W)

Q (m3/s)

Potencia

1 BVV

2 BVV

ATENCION AUTOCONSUMO VARIADORES

1 BVF + 1JVV+ 1BVV

30

32

34

36

38

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

66

68

70

0 0,05 0,1 0,15 0,2

Q (m3/s)

H (

mca

)

Curva consigna

Bomba JVV

Bomba BVF

Bomba JVV RPM min

Bomba BVV

Bomba BVV RPM mim

Global BVP

0

20

40

60

80

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2

Q(m3/s)

ALFA= RPM/RPMo SIMULTANEO

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

Caudal (m3/s)

AL

FA

RPM 160 Kw varRPM 250 Kw var

RESUMEN…. • BVF aceptable si caudal no se aleja

del caudal nominal (bombeo a balsa). • Al menos un BVV para seguir la

C.C. • Suficiente dos BVV (misma a) para

mejorar las transiciones de estado. • Para cubrir caudales bajos y mejorar

transiciones; una de las dos BVV de menor tamaño que el resto.

• El óptimo si bombas distintas: a2 a1 , pero no gran diferencia , + complejo

2 BVV DISTINTO TAMAÑO y R. SIMULTANEA (C.C. FIJA)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

Rendim

iento

(%

)

Q (m3/s)

Curva característica Rendimiento vs. Caudal trasegado

R.Simultánea

R.Secuencial

R. Óptima

Rendimiento TOTAL

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 1 2 3 4 5

Q (m3/s)

Ren

dim

ien

to (

%)


• Configuración de fraccionamiento adecuado. • Mejorar regulación VVF, VBF+BVV. • Selección de puntos de transición estado

(arranque/paro) y ajuste según presión de entrada. • Mantenimiento



ACTUACIONES INTEGRADAS

ACTUACIONES INTEGRADAS PRETENDEN

• INTERVENIR EN VARIOS FACTORES

• APROVECHAR LAS ESPECIFICIDADES DE LAS REDES DE RIEGO.

• EXPLOTAR LOS RECURSOS DEL TELECONTROL (donde lo haya)

• GESTIÓN DE LA DEMANDA DE RIEGO, INTEGRADA CON LA RED YLAS ESTACIONES DE BOMEBO.

• INTEGRACIÓN DEL RIEGO AUTOMÁTICO.

• INTEGRACIÓN DE GESTIÓN DE AGUA Y ENERGÍA A MAYOR ESCALA.

ALGUNAS ACTUACIONES INTEGRADAS FACTIBLES

REQUIEREN : ORGANIZACIÓN DE LOS USUARIOS. CONTEMPLARLAS EN EL PROPIO DISEÑO o IMPLEMENTACIÓN POSTERIOR HERRAMIENTAS SOFTWARE ADECUADAS

DISPONIBLES

ESPECIFICIDAD COMPARATIVA RIEGO ABASTECIMIENTO

Consultar Articulo (Aliod, 2011)

NECESIDAD DE REDUCIR COSTES: • REDES RAMIFICADAS • CAUDALES DISEÑO AJUSTADOS • DIMENSIONADO AJUSTADO

• VULNERABILIDAD A ROTURA • VULNERABILIDAD A SOBREDEMANDA • VULNERABILIDAD A CAMBIOS (cultivo, tarifas, usos)

REDES MAS VULNERABLES

• DEMANDA DISCONTINUA • DEMANDAS ELEVADAS • FLUCTUACIONES DIURNAS • FLUCTUACIONES ESTACIONALES

• ENCAJAR GRANDES CAMBIOS DE CAUDAL • INFLUENCIA DECISIÓN USUARIO • INTERRUPCIÓN SUMINISTRO PERIÓDICA

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

C a u d a l (m3 /s )

El tiemp o en tre d o s in terv alo s co n secu tiv o s es d e 1 Ho ra/s .

Conducciones : TU7

DEMANDAS DISCONTINUAS INTENSIVAS

ESPECIFICIDADES CONSTRUCTIVAS Y OPERATIVAS

• Demanda discontinua. • Caudales experimentan grandes variaciones

estacionales-diurnas. • Las decisiones individuales de riego (grandes

caudales) influyen, y lo hacen en toda la red (ver ejemplo).

ESPECIFICIDADES CONSTRUCTIVAS Y OPERATIVAS

VENTAJA ESTRATEGICA FRENTE ABASTECIMIENTOS)

• Las tomas poseen algún tipo de regulación. • El numero de usuarios es reducido comparativamente. • Las decisiones de riego pueden conocerse anticipadamente. • Las demandas pueden ser condicionadas/ordenadas. • Se dispone frecuentemente de telecontrol instalado

• Demanda discontinua. • Caudales experimentan grandes variaciones

estacionales-diurnas. • Las decisiones individuales de riego (grandes

caudales) influyen, y lo hacen en toda la red.

EXPLOTACION INTENSIVA TELECONTROL

• Informa y registra datos de la red (Notario). • Ejecuta ordenes automáticamente (Alguacil). • Presente en todos los puntos de interés (tomas, balsas,

EEBB,..). • “Front End”: sistema informático que puede (DEBE)

comunicarse con Sistemas de Ayuda a la Decisión, que aportarán “información relevante” dotarán de “inteligencia” automatizada y de gran resolución.

• El equipamiento e infraestructura (hardware, lo caro) YA está desplegado, pero está INFRAUTILIZADO.

• Complementación y reutilización.

• Fiabilidad controvertida, obsolescencia prematura. • Interoperabilidad de diversos sistemas. • Costes de mantenimiento, riesgo de abandono.

GESTAR 2010 CONSISTE en…

TELEGESTAR

SIMULA

VALIDA

OPTIMPRGM

CALCULAH

REGULAOPT

CONTROL FLUJO &

HERRAMIENTAS HERRAMIENTAS

Dimensionado Dimensionado Ó Ó ptimo ptimo

Demanda Demanda y y Turnos Turnos Simulaci ó ó n n Hidr Hidr á á ulica ulica

y y Energ Energ é é tica tica

Energ Energ í í a a & & Regulaci ó ó n n

HERRAMIENTAS

Dimensionado Dimensionado Ó Ó ptimo ptimo

Demanda Demanda y y Turnos Turnos ó

ó n n Hidr

Hidr

á á ulica ulica

y y Energ Energ é é tica tica

Energ Energ í í a a & & ci ó ó n n Dise ñ ñ o o en en Parcela Parcela

CONTROL FLUJO & CONTROL FLUJO &

HERRAMIENTASHERRAMIENTAS

DimensionadoDimensionado ÓÓptimoptimo

DemandaDemanda y y TurnosTurnosSimulaciSimulacióónn HidrHidrááulicaulica

y y EnergEnergééticatica

EnergEnergííaa & & RegulaciRegulacióónn

CONTROL FLUJO & CONTROL FLUJO &

HERRAMIENTASHERRAMIENTAS

DimensionadoDimensionado ÓÓptimoptimo

DemandaDemanda y y TurnosTurnosSimulaciSimulacióónn HidrHidrááulicaulica

y y EnergEnergééticatica

EnergEnergííaa & & RegulaciRegulacióónn DiseDiseññoo en en ParcelaParcela

GESTAR 2010 CONSISTE en…

TELEGESTAR

BASES DE DATOS COMUNICACIONES

Programación Óptima

Hidráulico Energética

SIMULA

VALIDA

OPTIMPRGM

CALCULAH

REGULAOPT

CURVA DE CONSIGNA DINÁMICA (REQ TELECONTROL)

• El Telecontrol recoge la información de las tomas abiertas en cada momento.

• Con el modelo hidráulico de la red el software de gestión determina la H justamente necesaria en cada instante (OPTIMIZA H)

• Con el modelo de la EB se establece la regulación de los grupos para ll3gar a ese punto con el mejor rendimiento (OPTIMIZA REGULACIÓN EB).

GESTAR 1.5: PRESIONES DEMANDADAS EN 1.400 ESCENARIOS ALEATORIOS

38

43

48

53

58

63

68

73

78

83

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26 0,28 0,3 0,32 0,34 0,36 0,38 0,4 0,42

Q m3/s

H m

ca

C CONSIGNA MAX

C CONSIGNA MIN

C CONSIGNA HCCk

CONSIGNA EB

VALDEAGA

El Telecontrol transfiere y modifica los parámetros del PLC de la EB

PROGRAMACIÓN DE RIEGOS VALIDADA

• Disponer de un modelo detallado y fiable del la red y de la EEBB. • Disponer una programación de riego (demandas a supervisar o turnos a

crear ) por anticipado (no imprescindible telecontrol).

EVOLUCIÓN PRESIÓN HIDRANTE 1120

30

35

40

45

50

55

60

65

0 20 40 60 80 100Tiempo

Pre

sió

n (

mc

a)

Presión

Presión consigna

EVOLUCIÓN CAUDAL, POTENCIA, EFICIENCIA

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 20 40 60 80 100Tiempo

Caudal (m3/s)

Potencia (kW) /1000

Rendimiento (%)/100

Se obtienen predicciones de todas las variables hidráulicas y energéticas.

Postular cambios y mejoras Validarlas

Ejecutar la programación final

Identificar disfunciones

PROGRAMACIÓN DE RIEGOS VALIDADA IMPORTANTE

• Resultados energéticos pormenorizados a lo largo del tiempo (no solo

valores agregados). • Modelo realista de las bombas, EEBB y su regulación.

EPANET SOLO ADMITE CURVAS ESTRICTAMENTE DECRECIENTES


• Resultados energéticos pormenorizados a lo largo del tiempo (no solo valores agregados).

• Modelo realista de las bombas, EEBB y su regulación.

• Riego a la demanda pura conduce a ineficiencias y sobre costes innecesarios. • Si los riegos no pueden interrumpirse se acumula en la zona central del ciclo

disponible y saturan adicionalmente el sistema-

Qdiseño

ClementQ

Qdiseño

ClementQ

PROGRAMACIÓN DE DISCONTINUA/CONTINUA

CONTINUA DISCONTINUA


• Resultados energéticos pormenorizados a lo largo del tiempo (no solo valores agregados).

• Modelo realista de las bombas, EEBB y su regulación.

• Riego a la demanda pura conduce a ineficiencias y sobre costes innecesarios.

• Si los riegos no pueden interrumpirse se acumula en la zona central del ciclo disponible y saturan adicionalmente el sistema-

• Requiere de tanteos y conocimiento exhaustivo del sistema (formular

alternativas a las disfunciones-alarmas). • Encontrar una programación valida en periodo punta consume tiempo. • Encontrar un solución no garantiza que no exista otra sensiblemente mejor

PURE DEMAND OPTIMIZED

DEMAND

PROGRAMACIÓN DE RIEGOS OPTIMIZADA

DEMANDA PURA* PROGRAMACIÓN ÓPTIMIZADA

PROGRAMACIÓN RIEGOS OPTIMIZADA

• Aplicar la dosis requerida dentro de la ventana temporal admisible. • Que exista un nivel de presión superior al mínimo requerido • Que el coste de la programación sea mínimo posible. • Que se contemplen otras restricciones (riegos inamovibles, horas de

insolación/viento excesivo, no superar un cierto nivel de potencia,…).

Problema muy complejo, pero existen algoritmos de optimización de tipo evolutivo, encuentran en tiempo razonable una solución próxima al optimo absoluto.

• Evita procesos ineficientes de prueba y error. • Libera tiempo del gestor para otras tareas. • Independiente de pericia. • Se adapta inmediatamente a los cambios explotación. • Garantiza la máxima satisfacción de requisitos de presión. • Puede integrase con sistemas de petición de riego automática y de precisión. • Puede aplicarse con y sin telecontrol, con y sin telecontrol a nivel de sector. • Programación diaria a quincenal, cíclica (turnos) o no (demanda organizada) • Se complementa con Validación e Programaciones, para cambios sobrevenidos

PROGRAMACIÓN RIEGOS OPTIMIZADA

15-25% de ahorro respecto a casos mas favorables a la demanda (discontinua)

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

11:00 23:00 11:00 23:00 11:00 23:00 11:00 23:00 11:00 23:00 11:00 23:00 11:00 23:00

mca

t

Simulación de la programación optimizada TELEGESTAR

Simulación de la programación ejecutada

VARIANTE DE LA OPTIMIZACIÓN CON MODULACION DE LA PRESIÓN, DONDE LA MODULACIÓN SE REDUCE A UNA SERIE FINITA DE ESCALONES DE PRESION (SECTORES).

SECTORIZACION POR PISOS DE PRESIÓN

Gravedad

Alta presión

Baja presión

DOS ESCALONES DE PRESION

Alta presión Baja presión

DEMANDA ALEATORIA

RESULTADO

ALGORTIMO

VARIANTE DE LA OPTIMIZACIÓN CON MODULACION DE LA PRESIÓN, DONDE LA MODULACIÓN SE REDUCE A UNA SERIE FINITA DE ESCALONES DE PRESION (SECTORES).

Caudal


Gravedad

Alta presión

Baja presión Baja presión


•Puede realizarse incluso de forma heurística (tanteo, validación, comparación de supuestos agrupando demandas en turnos que requieran similar altura de presión…,). • Define en ultima instancia turnos de riego, secuenciados según presiones requeridas. •Muy eficaz en zonas con diferencias importantes de cota y método de riego Aumento de eficacia energética (ESE) y reducción adicional de costes energéticos.

• Requiere disponer / introducir equipos de bombeo y variadores capaces de

modular las alturas suministradas con buen rendimiento. • Requiere que los tiempos de apertura de los hidrantes mas desfavorables en

periodo punta sean inferiores a la duración de su respectivo turno. • Si la opción no ha sido contemplada en diseño, suele precisar de aumento de

dotaciones y de diámetros en zonas mas desfavorables para reducir su tiempo de apertura y permitir el riego simultaneo de los pisos de presión mas desfavorable y así segregarlos del resto.

• Conviene equilibrar reparto de hidrantes abiertos en ramal en cada turno, validando presiones y velocidades.

• Horas en las que está permitido regar (P6 + P2) • Tiempo en el que está levemente penalizado regar (Máx. Insolación) • Horas en las que hidrante puede comenzar a regar (Definicion de turnos) • Consignas de funcionamiento (sectorización presión)

CONDICIONANTES FLEXIBLES

LIMITACIÓN DE POTENCIA P2

P6 =>1640 kW P2 => 925 kW

Ahorro Energía mes de julio: ≈ (1.820-1.410) €/día* 22 días = 9.020 €

Coste diario del Patrón: 1.410 €

Potencia

Caudal

LIMITACIÓN DE POTENCIA P2

P6 =>1640 kW P2 => 925 kW

Coste diario del Patrón: 1.410 €

Mes Ahorro energía (€)

Mayo 2.464

Junio 1a 792

Junio 2da 4.510

Julio 9.020

Septiembre 2574

TOTAL 19.360

Ahorro Energía mes de julio: ≈ (1.820-1.410) €/día* 22 días = 9.020 €

Ahorro Potencia P2 a P5: contrato de 925 kW exclusivamente ≈ 55.000 €/año

AHORRO TOTAL : 74.000 € año

• Hidrante: 186

• Franja Temporal: desde las 11:00 hasta las 11:00 del día siguiente (35:00).

• Consumo: periodo de 6.5h a un caudal de 0.018 m3/s

• Nombre: S1-S2-S3-S4

Hidrante sin ningún tipo de necesidad especial. Requiere regar 6.5h a lo largo del día de riego.

PETICIÓN RIEGO DIARIO INESPECIFICA

• Hidrante: 186

• Franja Temporal: desde las 24:00 hasta las 08:00 del día siguiente (32:00).

• Consumo: periodo de 6.5h a un caudal de 0.018 m3/s

• Nombre: S1-S2-S3-S4

Hidrante que desea un riego nocturno.

PETICIÓN RIEGO DIARIO EN PERIODO ESPECIFICO

• Hidrante: 186

• Periodo Fijo: no se optimiza.

Riega a partir del Tiempo Mínimo Indicado (24:00)

Hidrante Fijo. Se impone su riego de: 24:00 - 30:30

PETICIÓN RIEGO DIARIO ANCLADA

• Hidrante: 186

• Distribución Consumo-Duración Toma 1 --Toma 2--Toma 3, Sector 1 --Sector 2—Sector3, Riego1---Riego2--Riego 3

Hidrante Compartido por 2 Tomas. Se separan las tomas 15 min. Toma 1: 4h a 18 L/s Toma 2: 2.5h a 9 L/s

PETICIÓN RIEGO DIARIO COMPUESTA

• Hidrante: 186

• Toma 1 Primero ( 4h de riego de 19:00 a 03:00 ) • Toma 2 Después ( 2.5h de riego de 03:00 a 11:00 )

Partición de peticiones. 1ª Toma: 4h a 18 L/s 2ª Toma: 2.5h a 9 L/s

• Hidrante: 186

• Petición 1 : 4 h a un caudal de 0.018 m3/s entre 11:00 y 27:00 ).

• Petición 2 : 2:30 h a un caudal de 0.018 m3/s entre 27:00 y 35:00).

PETICIÓN RIEGO DIARIO PARTIDA EN VARIOS PERIODOS

• Cada cuantos días se quiere crear una petición. • Número de peticiones a crear • Se generan 5 peticiones equivalentes la indicada distribuidas temporalmente impidiendo que

estén demasiado separadas o juntas.

Petición periódica: Lunes a Viernes

PETICIÓN RIEGO PERIODICA

• Se indica cuál es el siguiente día en el que se quiere crear una nueva petición. • Se generan 6 peticiones equivalentes la indicada distribuidas temporalmente impidiendo que

estén demasiado separadas o juntas.

Petición personalizada: Lunes a Viernes + Domingo

PETICIÓN RIEGO MULTIPLE PERSONALIZADA

COMO LO ANTERIOR, PERO LA PRESIÓN DE EB TAMBIEN ES VARIABLE DE DECISIÓN .

OPTIMIZ CON MODULACION DE ESTACION DE BOMBEO

De 1020 €/día (demanda pura C.C. fija) a 757 €/ día, 35% diferencia

COMO LO ANTERIOR, PERO AHORA PRESIÓN DE EB TAMBIEN ES

VARIABLE DE DECISIÓN .

• Modular la presión en continuo además de organizar la demanda. • La presión debe estar dentro del rango alcanzable por las EEBB, sus reguladores y motores con buen rendimiento. • Los consumos energéticos reales en función de al variación de rendimientos • Suministrar las instrucciones de regulación óptima de la EB para alcanzar las presiones reguladas.

OPTIMIZ CON MODULACION DE ESTACION DE BOMBEO

• Requiere modificar de forma continua los parámetros de regulación del PLC de la estación de bombeo. • Algoritmos en fase de pruebas y generalización. • Precisa de ensayos de campo para demostrar y poner apunto la tecnología.

ENCUENTRO

BARRERAS A LA ADOPCIÓN DE ESTRATEGIAS Y TECNOLOGÍAS PARA LA REDUCCIÓN DE COSTES ENERGÉTICOS EN EL REGADÍO.

• PROCESO DE DISEÑO BANALIZADO.

• ASPECTOS CONSTRUCTIVOS PREEMINENTES.

• BARRERAS DE INCORPORACIÓN TIC EN MEDIO RURAL.

• DISPERSION DESARROLLOS, INTEROPERABILIDAD.

• COSTES DE NUEVAS INVERSIONES vs CAPACIDAD PAGO.

• DESCONFIANZA A INNOVACIÓN Y A NUEVOS AGENTES.

• INERCIA, USOS Y SOCIOLOGIA DE LOS REGANTES.

• CARENCIA ANTECEDENTES , DIFUSION EXPERIENCIAS.

BARRERAS PARA LA ADOPCIÓN INNOVACIONES

CONCLUSIONES

• El aumento de costes energéticos en regadíos tecnificados compromete los procesos de modernización y la viabilidad de las explotaciones..

• Los aspectos energéticos tienen que tomarse en consideración en detalle en todos la cadena del proyecto (diseño, ejecución, gestión).

• Es preciso alcanzar un marco contractual flexible para adecuarlo a las pautas del consumo estacional del regadío.

• Pueden aplicarse medidas técnicas que deforma individual alcanzan ahorros entre un 5 y 35% del coste , y de forma conjunta pueden superar el 50%.

• En redes con BBDD las mediadas mas inmediatas, económicas y necesarias en cualquier caso necesarias, son relativas a introducción técnicas de gestión conjuntas de la red , el bombeo y la demanda.

• La tecnología y las herramientas están en gran parte desarrolladas y son accesibles, siendo necesaria un decisión y apoyo institucional para vencer las barreras de implementación.

• La falta de claridad/estabilidad el futuro del mercado eléctrico desincentiva la toma de medidas.

• Los ahorros alcanzables amortizan rápidamente los costes de implementación.

• Las estrategias de ahorro estimulan y soportan el mantenimiento del telecontrol.

Aliod, R, Eizaguerri, A., Estrada, C. , Guillén, J. (1998) “Development and validation of hydraulic

modeling tools for pressurised irrigation networks”. Hydroinformatics 98. Denmark, pp545-552.

Aliod, R. (2011) “Experiencias y herramientas para la mejora del diseño de redes de riego a

presión”. Congreso Riego, Agua y Energía. ADECAGUA. Madrid. Mayo 2011.

Aliod, R., Garcia, S., Paño, J. (2009) “Herramientas para el análisis hidráulico y energético de redes

de distribución de agua, con aplicaciones la diseño y gestión óptima de Regadíos”. I Jornadas de

Ingeniería del Agua CEDEX, Madrid 2009.

Fernánez, I., Montesinos, P., Rodríguez Díaz, J. A., Camacho, E., and Berbel, J. (2012). "Efectos de

la modernización de regadíos en el uso del agua y de la energía en comunidades de regantes de

Andalucía “. Riegos y drenajes XXI.

García, S., Aliod, R., Paño, J., Marzal, A., Prat, R., López-Cortijo, I., Esquiroz, J. C., and Ederra, I.

(2008). "Aplicación de las nuevas herramientas implementadas en gestar 2008 para la evaluación

fiable de la regulación y los costes energéticos en estaciones de bombeo directo”. XXVI Congreso

Nacional de Riegos. Huesca.

García, S., Faci, E. , Paño J., Aliod ,R., (2012) TeleGestar Integración de Herramientas de

Simulación Hidráulica y Ahorro Energético para redes de riego a presión, en los sistemas de

Telegestión. XXX Congreso Nacional de Riego. Albacete

REFERENCIAS

González, C. , Aliod, R. , Estrada, C., Pano, J.4 (2009) " Improved pressirized pipe network hydraulic

solver for applications in irrigation systems ". Journal of Irrigation and Drainage Engineering. Vol 135.

No4. pp 421-430

IDAE (2005). "Ahorro y eficiencia energética en agricultura de regadío. “

Lamaddalena, N. (2012). “ Energy saving with variable speed pumps in on-demand irrigation systems

." Irrigation Science, 157-166.

Moreno, M. A., P., P., Córcoles, J. I., J.M., Tarjuelo and Carrión, P. A. (2009). "Development of a new

methodology to obtain the characteristic pump curves that minimize the total cost at pumping

stations." Biosystems engineering, 95-105.

Paño, J., García, S., Aliod, R., and González, C. (2009). "Evaluación y optimización de costes

energéticos en regadíos a presión mediante Gestar." Riegos y drenajes XXI. Número 166.

Paño, J., Aliod, R., García, S., Faci, E., Seral, P. (2012) " General and compact modelling of direct

pumping stations for the hydraulic and energy analysis of pressurized distribution networks " . World

Environmental and Water Resources Congress. ASCE. Albuquerque.

Planells i, P., Carrión, P., Ortega , J. F., Moreno, M. Á., and Tarjuelo, J. M. (2005). "Pumping Selection

and Regulation for Water-Distribution Networks." J. Irrig. Drain Eng., 131(3), 273.

REFERENCIAS

estrategias de ahorro de costes energéticos en … · • en periodos críticos han aumentado las...

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