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Atualmente, um dos pilares que apoiam a ascensão da civilização é a energia elétrica e como essa é aplicada para as mais diversas finalidades, tendo em sua análise histórica e realidade atual um crescimento contínuo. Com o aumento do uso de energia elétrica há a necessidade de aumento da disponibilidade de demanda, tendo, então, duas opções, o aumento da capacidade de geração de energia, seja com a implantação de novas fontes geradoras ou melhorias nas atuais, ou o aumento da eficiência energética no consumo, para redução da energia elétrica solicitada. Se tratando da segunda opção a automação e o controle de processos são grandes aliados pelas possibilidades que podem oferecer para manter-se o grau de trabalho realizado por equipamentos e processos, e através de análise e gerenciamento dos mesmos, reduzir o consumo de energia elétrica. Considerando a viabilidade de investir no gerenciamento do consumo, é proposta uma alternativa para reduzir o consumo de energia elétrica em sistemas de bombeamento de água para reservatório, através do desenvolvimento e a aplicação de um algoritmo, implementado em linguagem Ladder em um inversor de frequência, acionando uma motobomba. O algoritmo implementado efetua o controle do motor de acordo com o gerenciamento de variáveis de entrada em tempo real e se referencia a parâmetros pré-ajustados de eficiência energética, levantados durante ensaios de eficiência no sistema aplicado, e também com referência às necessidades de atendimento da demanda de água reservada. Primeiramente, o algoritmo, com o objetivo de aumentar a eficiência energética, foi aplicado em uma bancada experimental formada por inversor de frequência, motor de indução trifásico, bomba centrífuga horizontal e redes de transporte de fluídos. Os resultados da aplicação se mostraram significativos, alcançando até 43% de economia de energia com o uso do algoritmo. Esse está aplicado em programa no CLP do inversor de frequência e pode se adaptar às características de sistemas hidráulicos onde utilizado. Assim, além de atender as necessidades de abastecimento de água, dependendo de características do sistema, propiciará otimização similar no consumo de energia, gerenciando o controle de nível em reservatório com referência à eficiência energética.
Currently, one of the pillars that support the rise of civilization is electric energy and how it is applied for the most diverse purposes, having in its historical analysis and current reality a continuous growth. With the increase in the use of electric energy, there is a need to increase the availability of demand, having, then, two options, the increase of the power generation capacity, either with the implantation of new generating sources or improvements in the current ones, or the increase energy efficiency in consumption, to reduce the requested electrical power. Regarding to the second option, automation and process control are great allies for the possibilities they can offer to maintain the degree of work done by equipment and processes, and through their analysis and management, reduce electricity consumption. Considering the feasibility of investing in consumption management, an alternative is proposed to reduce electricity consumption in water pumping systems for reservoirs, through the development and application of an algorithm, implemented in Ladder language in a frequency inverter, controlling a motor pump. The implemented algorithm controls the engine according to the management of input variables in real time and refers to pre-set energy efficiency parameters, raised during efficiency tests on the applied system, and also with reference to the needs of the demand for reserved water. First, the algorithm, in order to increase energy efficiency, was applied to an experimental bench formed by a frequency inverter, three-phase induction motor, horizontal centrifugal pump and fluid transport networks. The results of the application proved to be significant, reaching up to 43% of energy savings with the use of the algorithm. This is applied in a program in the PLC of the frequency inverter and can adapt to the characteristics of hydraulic systems where used. Thus, in addition to meeting water supply needs, depending on system characteristics, it will provide similar optimization in energy consumption, managing the level control in the reservoir with reference to energy efficiency.
Data da defesa: 19/02/2020
Banca Examinadora
Orientador: Cresencio Silvio Segura Salas (Lactec)
Membro da Banca: Carlos Gabriel Bianchin (Lactec)
Membro da Banca: Eduardo Kazumi Yamakawa (Lactec)
Membro da Banca: Alexandre Rasi Aoki (UFPR)
Palavra(s)-Chave: Eficiência energética; motobomba; controle de vazão; carga quadrática; inversor de frequência aplicado em motobomba.
Keywords: Energy efficiency; motor pump; flow control; quadratic load; frequency inverter applied to motor pump.
