inyectan directo a la red
Cuando la solución hidráulica para suministrar agua a una determinada zona implica no usar un tanque regulador por: a) no existir dicho tan- que, b) no poder modificar la infraestructura de conducciones, c) no convenir a la mejor forma de operación para dicha zona, y se tiene que su- ministrar agua directamente a la red, se puede utilizar las herramientas descritas en el capítulo 3 de este libro, fundamentalmente el modelo de simulación hidráulica de la red para evaluar y determinar los parámetros de operación y para la aplicación de variadores de velocidad.
Esta medida puede o no coincidir con los siste- mas que ya se identificaron en los proyectos de ahorro de rápida implementación presentados en el libro Eficiencia Energética, Uso Eficiente y Ahorro de la Energía del MAPAS. Sin embargo, el cálculo de ahorros potenciales es diferente al
beo en operación actual dado que, en este caso, se trata de una situación operacional hipotética optimizada. El cálculo en este caso se realiza de la forma siguiente:
1. Se identifican los sectores que operan con suministro directo a red y en los que es via- ble un variador de velocidad, y se especifi- can las condiciones de operación, carga y gasto máximos, así como la presión de control constante validada por el mode- lo de simulación hidráulica. El formato a usar es el que se muestra en la Tabla 4.6 2. Se calculan los valores y tiempos de
operación a gasto medio de la forma siguiente:
El gasto máximo (Qmax) es el propuesto; el gasto medio (Qmed) y mínimo (Qmin) se calculan con los factores de variación máxima horaria y diaria en función del
Identificación Análisis hidráulico Sector
proyecto sectorSub
Pozo Gasto máx propuesto (L/s) Carga a gasto máx (m) Setpoint carga (m) Operación Identifica- ción Núm
Directo a red SH-6 con variador de carga constante
Directo a red SH-6b con variador de carga constante
Directo a red SH-6c con variador de carga constante
Directo a res SH-6d con variador de carga constante
Tabla 4.6 Formato para identificar sectores de operación donde es viable el variador de velocidad
gasto máximo
Qmed=Qmax/2.17, en L/s
Qmin =Qmax/3.86, en L/s
Los tiempos de operación se estiman con base en la curva de demanda presentada en la Ilustración 3.11:
Horas al día en Qmax = 8 horas Horas al día en Qmed = 5 horas Horas al día en Qmin = 11 horas El formato a usar con los valores indica-
dos en un ejemplo es el mostrado en la Tabla 4.7
3. Se calcula el consumo de energía anual operando sin variador de velocidad: Las cargas estimadas de operación
para cada Q (máx, med y mín) y sus respectivas eficiencias electromecánicas se estiman de acuerdo con el comporta- miento de una curva de operación típica. La potencia eléctrica Pe (kW) para cada
Identificación Análisis hidráulico Requerimientos Sector pro- yecto Sub sector Pozo Gasto máx. pro- puesto Carga a gasto máx
carga Q requerido Operación Iden- tifica- ción Núm. Mín. Medio Máx. Mín. Medio Máx. L/s m m L/s h/d SH-6b N3 Factor I 56 27 125 130 7 12.4 27 11 5 8 Factor II 57 12 125 130 3.1 5.5 12 11 5 8
ción 4.16.
EE=P numhorase^ h
a
numd asa oñík
Ecuación 4.16 donde:
EE = energía que se consumirá en el periodo correspondiente (kWh/ día)
Pe = potencia eléctrica que se deman- dará en el periodo (kW)
numhoras = número de horas que operará el
equipo en dicho periodo numdías/
año
= número de días al año que opera el equipo
En la Tabla 4.8 se presenta un ejemplo del cál- culo de la energía anual consumida en cada uno de los periodos (punta, medio y base); en ella están indicados, siguiendo la metodología, los datos de caudal, carga, eficiencia electrome- cánica, número de horas de operación al día, periodo se calcula con el gasto, carga y
eficiencia electromecánica, mediante la Ecuación 4.15. . Pe 9 81 QH em h = Ecuación 4.15 donde:
Pe = potencia eléctrica que se deman- dará en el periodo (kW)
Q = gasto esperado para el periodo (m3/s)
H = carga hidráulica de bombeo para el gasto esperado del periodo (m) ηem = eficiencia electromecánica en el
punto de operación del periodo La energía anual consumida por periodo (kWh/ año) se calcula como el producto de la potencia eléctrica que se demandará en ese periodo, mul- tiplicada por el número de horas de operación al día del periodo correspondiente y por el número de días de operación al año, utilizando la Ecua-
Identificación
del equipo Periodo pico (Gasto máximo)
Pozo factor 1
Qmáx.
Propuesto Carga a Qmáx ηem a Qmáx Operación
Potencia
eléctrica Energía
m³/s m h/d kW kWh/año
0.027 125 62.30% 8 53.14 155 181
Identificación
del equipo Periodo medio (Gasto medio)
Pozo factor 1
Qmed.
Propuesto Carga a Qmed ηem a Qmed Operación
Potencia
eléctrica Energía
m³/s m h/d kW kWh/año
0.0124 164.4 50.30% 5 40.14 73 249
Identificación
del equipo Periodo valle (Gasto mínimo)
Pozo factor 1
Qmín.
Propuesto Carga a Qmín ηem a Qmín Operación
Potencia
eléctrica Energía
m³/s m h/d kW kWh/año
0.007 171.7 35.50% 11 33.19 133 252
Tabla 4.9 Ejemplo de cálculo de energía anual consumida en diferentes periodos
potencia eléctrica estimada y energía eléctrica consumida por periodo.
Siguiendo el mismo ejemplo, en la Tabla 4.9 se presenta el cálculo de la energía anual consu- mida en cada uno de los periodos (pico, medio y valle), en la que se indica, siguiendo la me- todología, los datos de caudal, carga, eficiencia electromecánica, número de horas de operación al día, potencia eléctrica estimada y energía eléctrica consumida por periodo.
De manera similar al caso sin variador de ve- locidad, la energía total anual consumida por el equipo se calcula como la suma de la energía consumida al año en cada uno de los periodos, como se ilustra a continuación:
Energía anual consumida con variador = Energía consumida en periodo punta + Energía consumida en periodo intermedio + Energía consumida en pe- riodo valle = 155 181 kWh/año + 57 572 kWh/
año + 100 890 kWh/año = 313 643 kWh/año
El ahorro de energía se calcula restando el con- sumo de energía anual con variador y sin varia- dor por simple diferencia, esto es:
Energía anual ahorrada = Energía anual consu- mida sin variador - Energía anual consumida con variador = 361 682 kWh/año -
313 643 kWh/año = 48 038 kWh/año