Eficiencia Energética infraestructuras agua potable

Eficiencia Energética en:“Infraestructuras de abastecimiento de agua potable a domicilio, y las de saneamiento y depuración de aguas residuales ”

Schneider Electric 2- Division - Name – Date

Temario

1. Introducción2. Centros de Control de motores3. Control de motores4. Arquitecturas de Control5. Conectividad Remota6. Aplicaciones de Interés


Temario


Schneider Electric 4- Energy Efficiency - 2009

Soluciones de Power & Control

Schneider Electric aporta soluciones innovadoras para el

control, la automatización y la distribución eléctrica en Baja y Media Tensión de cualquier tipo de instalación:

● Instalaciones Desalinizadoras de Agua Marina (I.D.A.M.)

● Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (E.D.A.R.)

● Estaciones de Tratamiento de Aguas Potables (E.T.A.P.)

● Estaciones de Bombeo de Aguas Potables

● Estaciones de Bombeo de Aguas Residuales

● Instalaciones de Regadíos


La exigencia de una calidad cada vez mayor con un precio del agua condicionado impone aumentos de productividad

Las soluciones Schneider Electric permiten aumentar la productividadreduciendo los costes de explotación de las sociedades que operan las instalaciones:

●El consumo de energía eléctrica se reduce gracias a la

optimización de la arquitectura y los componentes de la instalación eléctrica.

● La supervisión y el mantenimiento con soluciones de

comunicaciones Ethernet TCP/IP complementadas con servicios innovadores.

Aumento de la productividad


El respeto al medio ambiente y la evolución normativacorrespondiente imponen una evolución de los procesos:● Aumento del número de parámetros que es necesario controlar.● Adaptación a las variaciones de flujo en caso de lluvia importante.● Evoluciones tecnológicas, como por ejemplo, el tratamiento con membranas.● Tratamientos de lodo mejorado para limitar los residuos.

La experiencia de Schneider Electric en el sector está a su disposición para acompañarle en estas evoluciones:● Automatización de procesos.● Colaboración y servicios con los fabricantes de las máquinas.

Respeto al medio ambiente


Arquitecturas estándar e integrales de sistemas de control y automatización para estaciones remotas y plantas de tratamiento

Optimizar los Optimizar los Optimizar los Optimizar los

gastos operativosgastos operativosgastos operativosgastos operativos

Garantizar la calidad Garantizar la calidad Garantizar la calidad Garantizar la calidad

de suministrode suministrode suministrode suministro

Actualizar y mejorar Actualizar y mejorar Actualizar y mejorar Actualizar y mejorar

plantas existentesplantas existentesplantas existentesplantas existentes

Estaciones

bombeo,

captacón

Depósitos

intermedios o

torre Consumo

Aguas

residuales

Estaciones

depuradoras

Descarga en

el entorno

natural

Plantas

desalinizadoras


Estaciones remotas

Numero de bombas 1 bomba 2 bombas 4 bombas N bombas

Hasta 2 bombas.

Estación de

lifting

Hasta 4 bombas.

Estación de

bombeo

Hasta N bombas.

Estación de

bombeo compleja


Plantas de tratamiento de agua

Numero de habitantes 1.000 10.000 100.000 500.000 1.500.000

Planta para

5.000

habitantes

Planta para

50.000

habitantes

Planta para

200.000

habitantes

Planta para

1.000.000

habitantes


Algunas referencias nacionalesDistribución y tratamiento

● Depuradora de Vinarós (Castellón) (2008)● Depuradora de Butarque (Madrid) (2007)● Estación de Bombeo Aguas de Barcelona – Barcelona (2006)● Depuradora de Torrevieja – Alicante (2006)● Depuradora de Pilar de la Horadada – Alicante (2005)● Depuradora de L'Alcúdia – Valencia (2005)● Depuradora y Red de distribución – Bahía de Santander (2003)

Desalinización● Planta de Torrevieja (Alicante) (2008)● Planta de Barcelona (2008) ● Planta de Ciutadella (Menorca) (2008) ● Planta de San Pedro del Pinatar fase I y II – Murcia (2005)● Planta de Carboneras fase I – Almería (2004)● Planta de Tordera – Blanes, Barcelona (2003)● Planta del Canal de Alicante – Alicante (2003)

Regadíos● Canal de Calanda-Alcañiz – Teruel, Aragón (2006)● Sector XXXVII del Canal del Cinca – Huesca, Aragón (2004)● Regantes de Campes – Zaragoza, Aragón (2003)


Algunas referencias internacionalesDistribución y tratamiento

● Depuradoras de Shanghai – China (2006)● Embalse de distribución de agua en Beni Haroun – Argelia (2006)● Estaciones de bombeo de Al Gardabiya & Assdada – Libia (2005)● Proyecto Veolia Pudong – Shanghai, China (2005)● Gestión del Agua Aquiris Bruxelles Nord – Bélgica (2005)● Depuradora Harnaschpolder – La Haga , Países Bajos (2005)● Estación de bombeo McKay Creek – Australia (2005)● Embalse del río la Meuse – Bélgica (2005)● Depuradora San Luís Potossi – México (2004)

Desalinización● Planta de Tantan – Marruecos (2005)● Planta Hyflux – Singapur (2004)● Planta Arzew – Argelia (2003)● Planta Bredea – Argelia (2003)● Planta Abu Dhabi Al Taweelah – Emiratos Árabes Unidos (2002)● Planta Kranji – Singapur (2002)● Planta de Mosktaganem - Argelia (2009)

● Planta de Foua – Argelia (2009)Regadíos

● Bombeo para los Regantes Beni Haroun – Algeria (2007)● Aplicación de bombeo para pantano – Maharashtra, India (2007)● Regantes en Al Ain – Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos (2002)● Sistemas de regantes de las viñas Arlington – Australia (1998)● Sistemas de regantes de Ferkessedougou – Costa de Marfil (1998)


Temario


13

Sistemas de Baja TensiónSistemas de Baja Tensión

Proyectos de distribución eléctrica basados en el sistema Okken:

� Oferta de estructura modular que permite realizar

cuadros eléctricos de baja tensión para la

distribución eléctrica de hasta 7.300 A y el control de motores de hasta 250 kW.

14

Cuadros de alta seguridad:

�Distribución hasta 7.300 A

�Centro Control de Motores

Configuración Versátil

�Las columnas Okken están construidas a partir de elementos estándar y soluciones normalizadas

Columnas de fuerte potencia

�Previstas para integrar hasta 3 disyuntores de

bastidor abierto extraíbles tipo masterpact NT

o NW por columna

Sistemas de Baja Tensión

15

Disponibilidad y evolución total:

� Combinación de soluciones para salidas de distribución o para salidas de control de motores.

� También permite modificar y ampliar el cuadro sin cortar la energía

Carro extraíble

� Solución para distribución y para salidas motor

� Permite una sustitución rápida sin herramientas

� Permite la comprobación de auxiliares y

enclavamientos con señalización y control

desde el frontal

Sistemas de Baja Tensión


Acometida

Control Motores:

-Variadores de Frecuencia Altivar

-Arrancadores progresivos ATS48

-Controladores TesysT/ TesysU

-Contactores gama GV

Distribución Energía

Red

Comunicaciones

Solución IPMCC●Centro Control de Motores y distribución Eléctrica

● Casos Reales:Casos Reales:Casos Reales:Casos Reales:

● ETAP Majadahonda:

● 2 CCMs con 10 columnas

120.000 €

● EDAR Lugo:

● 3 CCMs+3 CGBTs

● 62 columnas

800.000 €


Temario



Consumo de motores en el mundo.

85% Bombas, Ventiladores y Compresores

Edificio 30% de electricidad

Industria & 60% de electricidad

Infraestructuras

25% de la energía consumida


contribuir a reducir emisiones C02Actor contra el Calentamiento Global

reduce su factura de energíaAhorrar dinero Incrementar productividad

optimizar su inversión Reducir coste mantenimientoMejorar procesos productivos

¿Cómo los Variadores de Velocidad pueden ayudarle ?


Cómo optimizar su instalación.

Utilizar Variadores para el control de motores

Ahorro de hasta 10%

Ahorro de hasta 50%

Utilizar motores de alto rendimiento


Principales ejes del Ahorro

Ahorro en potencia reactiva

Ahorro en potencia activa

Ahorro en mantenimiento

Ahorro en tiempo de Instalación


Gama Variación Velocidad

desde Compactos y en Armario IP23/54

Completo rango hasta 2400kW (400/690V)Completo rango hasta 2400kW (400/690V)Completo rango hasta 2400kW (400/690V)Completo rango hasta 2400kW (400/690V)


Punto de funcionamiento de 1 bomba.

Potencia suministrada por la bomba

Curva bomba

Curva Circuito

Eficiencia en Bombas


Ajuste del caudal de la instalación con 1 bomba a velocidad fija.

Válvula de estrangulamiento Válvula de bypass

Pérdida de potencia.

Punto óptimo de funcionamiento



Ajuste del caudal de la instalación con 1 bomba a velocidad fija.

Válvula de estrangulamiento

Pérdida de potencia.

Punto óptimo de funcionamiento



Ajuste del caudal de la instalación con 1 bomba con VV

Nn

Nn

80%Nn

Potencia Consumida

Pérdidas

Ahorro


→ El caudal Q es proporcional a (N/Nn)

→ La presión es proporcional a (N/Nn)2

→ La Potencia es proporcional a (N/Nn)3


Variación de la potencia para diferentes tipos de circu itos en función del caudal.

Z

R

A mayor reducción de la velocidad mayor ahorro!!!!


H= Altura de la bombaZ= Altura columna de aguaR = Pérdidas de carga

Z=Relación entre altura manométrica y altura de bombeo nominal


Ejemplo de Ahorro

Datos Instalación:Pot = 100Kw

Z = 0,5Hn

Rendimiento Motor: a Nn


a 80% de la Nn

Rendimiento Variador:

Al 80% del Caudal Nominal: A velocidad fija (Válvula), 94% de la Potencia consumida

A velocidad variable (VV), 66% de la Potencia consumida

Z=Relación entre altura manométrica y altura de bombeo nominal


Ejemplo de Ahorro


Potencia eléctrica consumida a velocidad nominal:

Potencia eléctrica consumida a velocidad variable:

Diferencia de consumo: 25.8kWAhorro Energético Anual:

226MWh

Ahorro de 11.300 €/año (*) 0,05€/kWh!


Eficiencia en BombasMultibomba: Principio de funcionamiento

Ejemplo de 1 bomba variable + 2 bombas velocidad nominal

→ Mantener la presión adaptándose a la demanda de Q

→ Reducción del número de arranques y paradas

→ Reducción del golpe de ariete y estrés en los motores.


En Resumen

El uso de variadores es la clave para la reducción del consumo de energía.

La inversión inicial se recupera rápidamente

Evita los golpes de ariete, la sobrepresión y la cavitación, extendiendo la vida útil de los equipos y la instalación


Temario



●Arquitectura funcional

●Periferia: Instrumentación, equipos de campo y E/S distribuidas●Control: Controladores●Supervisión: Servidores, puestos de operador y terminales HMI●Comunicaciones: Red de periferia, red de control y red de planta

Red de periferia

Red de control

Red de planta

Supervisión

Control

Periferia

Arquitecturas de Control


●Gestionar todos los subsistemas de la planta

● Dispersión geográfica● Variedad de disciplinas

● Propias del proceso (energía, bombeos, regulación, etc.)● Generales de la planta (climatización, iluminación, control de

accesos, etc.)

●Regular y coordinar la explotación de la planta

● Regulación automática de procesos● Enclavamientos entre elementos funcionales

●Recibir órdenes y presentar información a los usuarios

● Visión global de la planta● Información adecuada a cada tipo de usuario

● Operación● Mantenimiento● Gestión

Objetivos:

Arquitecturas de Control


P1: Solución compacta para estaciones de lifting

PLC twido y router GPRS Artic Viola

GPRS, PSTN/

Radio


T1: Planta de tratamiento para 5.000 habitantes

Router GPRS Router GPRS Router GPRS Router GPRS ArticArticArticArtic ViolaViolaViolaViola

GPRS, PSTN/

Radio


Temario



Conectividad Remota

GPRSGSMWIFI


●WiFi●Es interesante estudiar en aplicaciones de regadío o de captación mediante bombeos remotos donde haya accionamiento motor y recogida de señales de E/S digitales mediante una solución en Wireless.

●La solución Wireless de Schneider dispone de las siguientes ventajas:

- Se pueden alcanzar hasta un máximo de 54Mbps y una longitud entre puntos (antenas) de hasta 20Km mediante antenas direccionales manteniendo la visión en el área de Fresnel

Conectividad RemotaAplicaciones en Bombeos Remotos


●WiFi- Dependiendo el tipo de antena es posible obtener ratios de velocidad más

o menos grandes. Lo normal es hacer un estudio de cobertura pensando en mástiles no superiores a 8m y tener ratios de velocidad superiores a 20Mbps

- A priori se puede conocer a “groso modo” la cantidad de equipos a utilizar aunque es necesario un estudio in situ

-Importante: La infraestructura la monta el cliente pero una vez montada no tiene consumo



●GSM( Sistema Global para las Comunicaciones Móviles)

● Sistema estándar, completamente definido, para la comunicación mediante teléfonos móviles que incorporan tecnología digital.

● Puede conectarse a través de su teléfono con su ordenador y puede hacer, enviar y recibir mensajes por e-mail, faxes, navegar por Internet, acceso seguro a la red informática de una compañía (LAN/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos, incluyendo el Servicio de Mensajes Cortos (SMS).

● Se factura por servicio y tiempo.

● Estudio de cobertura a realizar por la compañia

● Aplicable donde no se requiera velocidad, poca información y orientado a mensajeria.

(email,fichero de datos,SMS…)



●GPRS (General Packet Radio Service)●Servicio general de paquetes vía radio es una extensión GSM para la transmisión de datos no conmutada (o por paquetes).

●Se factura por paquetes de datos●Estudio de cobertura por la compañía.(Movistar, Vodafone…)

●Aplicable:

●Donde se necesita un volumen de datos medio●No requiere en prestaciones elevadas de

Velocidad (56kb/s) pero más que GSM

● Es una cuestión económica



Temario



Aplicaciones de Interés

1. Control remoto de Estaciones con SMS 3. Piscinas municipales4. Fuentes Ornamentales5. Estación de bombeo de Aguas

Residuales6. Estación de bombeo de Aguas potables7. Ahorro energético en Estaciones de

Bombeo con VVD


●Requerimientos del sistema:●Advertir a los responsables de la instalación cuando deja de trabajar la bomba principal por la secundaria.●Supervisión y control en estaciones remota.●Continuidad de servicio en caso de caída

de la alimentación.

●Solución: ●Solución preprogramada SMS Zelio●Zelio Logic + Modem GSM + Bateria Back up ●Beneficios:●El relé programable Zelio Logicconjuntamente con un módem GSM supervisa y control la estación remota mediante envío y recepción de mensajes SMS.

Control remoto de Estaciones con SMSSolución SMS preprogramada


Control remoto de Estaciones con SMSSolución SMS preprogramada

2.000 €

Precio aprox. en función potencias

VVD


Piscinas Municipales

●Requisitos del sistema:● Ahorrar energía y optimizar al mismo tiempo el flujo de agua de su sistema de filtración manteniendo la eficacia de los productores de cloro y los dispensadores químicos

●Solución:●Variadores de Velocidad Altivar con Carta Multibomba (preprogramada)

●Beneficios:● Reducción del consumo eléctrico

● Variación del flujo ●Protección del motor incorporado

● Simple de usar

● Muy compacto

Solución de control preprogramada


Piscinas Municipales

●Carta multibomba estándar:●El objetivo principal de esta carta es controlar una instalación completa de bombeo con un único Altivar 61. Asegurando :

●Una presión constante en la instalación sea cual sea la demanda de caudal.

●Una puesta en marcha fácil y un rápido diagnóstico de la instalación con el Altivar 61.

Solución de control preprogramada

2.000 €Caso Real:

Precio aprox. en función

potencias VVD


Fuentes Ornamentales

●Requerimientos del sistema:● Variar caudal y presión de los diferentes circuitos de agua en función de la velocidad del aire● Evitar agua fuera del recinto (Medición de los pulsos de un/os anemómetro/s Merten● Diferentes programas/ recetas/secuencias● Activación horaria según estación del año

●Solución: ● Zelio o twido GSM con Variador de Velocidad Altivar

●Beneficios: ● Belleza● Ahorro Energético● Continuidad de servicio

Solución de bombeo y SMS preprogramada


Fuentes Ornamentales

Bomba 1 Bomba 2 Bomba 3 Bomba 4 Bomba 5 Bomba 6

Altivar

312

Controlador

Twido

Envío y recepción SMS: alarmas,

consultas y operación

Modem GSM Wavecom

Anemómetro

Merten

Hasta 16

velocidades

preseleccionadas

V1,V2,V3,V4…


8.000 €Caso Real:

Precio aprox. en función potencias

VVD


Tele supervisión vía SMS para bombeo

● La información a través de su móvil● 8 dispositivos distintos

● 24 horas al día en línea●Sin herramientas adicionales

● Se trata de un sistema totalmente configurable vía SMS,● permitiendo:● Acceso seguro a través de password.● Recepción de hasta 20 Mensajes de error en los● dispositivos.● Configuración de hasta 5 móviles receptores de● mensajes.● Habilitación/deshabilitación de la recepción de mensajes.● Seguridad de acceso por PIN.● Puesta en hora del sistema.

● Todas las incidencias en su móvil● El sistema permite interpretar y notificar más de 20 alarmas en los dispositivos que componen su instalación


0 €

Aplicación Gratuita


Estación de Bombeo Aguas Residuales●Requisitos del sistema

● Recoger y elevar las aguas residuales desde un punto bajo hasta la estación de tratamiento.

● Caudales variables (recogida aguas pluviales)

● Arranques progresivos, conmutación bombas, telemantenimiento.

●Solución: ● Variadores de Velocidad Altivar y Arrancadores Altistart

● Comuniación remota via GPRS o Internet con centro de control (SCADA o Archivos de eventos, estados diarios)

●Beneficios: ● Ahorro Energético de hasta un 50%. Evitar golpes ariete, cavitación, control progresivo motores, continuidad de servicio y gestión a distancia.


Estación de Bombeo Aguas Residuales: Estación de Elevación

Router

GPRS

Router

GPRS

Estación

Elevación

Depósito

Captación

Depósito

Intermediario

Centro de Control

Centralizado

6.000 €Caso Real:

Precio aprox. en función

potencia


Estaciones de Bombeo Aguas Potables

●Requisitos del sistema●Garantizar el suministro de agua al consumidor desde las ETAP.●Las bombas supeditadas al caudal de alimentación de las plantas●Telemantenimiento y telediagnóstico

●Solución ●Gama completa desde arrancadores de MT, transformadores, celdas, baja tensión, variadores, controladores, conectividad remota , filtros activos, filtros de armónicos

●Beneficios●Garantizan Presión y caudal de distribución necesario.●Continuidad de servicio eléctrico●Ahorro energético


ControllerInside

ATV61

Pressuretransducer

Pressuretransducer

Non returnvalve

Pressure setpoint = Pressure setpoint - Low inlet pressureCompensation

Estaciones de Bombeo Aguas Potables

Estación de

Captación

Depósito

Intermedio

Estación

sobrepresión

Depósito Torre

Estación de

sobrepresión

Bomba Primaria

Suministro

Centro de Control

Centralizado 12.000 €Caso Real:

Precio aprox.


● 3 motores de 132 kW

● 1243 horas/año de funcionamiento● 2 de los motores con válvula en la impulsión estrangulada al 40%

Ahorro energético en estación de bombeo

00,10,20,30,40,50,60,70,80,9

11,1

0 20 40 60 80 100

Flow (%)

Pow

er (%

)

outlet valveVSD, Z=0.5*Hn

Tarifa 6.1, periodo horario P6: 0,08 €/kWhRelación entre altura manométrica y altura de bombeo nominal

40.000 €


Make the most of your energy

www.schneiderelectric.es

Eficiencia Energética infraestructuras agua potable

Documents

Transcript of Eficiencia Energética infraestructuras agua potable