An Energy Optimization Criterion for Branching Water Networks

Abstract

La dependencia energética de las redes hidráulicas para su explotación hace que, a lo largo de los años, sus costos variables lleguen a ensombrecer los costos de construcción o costos fijos. El objetivo de este artículo es la minimización de los costos de explotación en redes ramificadas simples ya existentes y estudia la aplicación de las técnicas de sectorización, junto con el uso de variadores de velocidad, como medida de eficiencia energética. Se sugiere un criterio para determinar bajo qué circunstancias resulta favorable aplicar la sectorización. Se aplica en un caso de estudio real: una red simple ramificada existente con cuatro zonas hidráulicas usada para regadío en la provincia de Segovia, España, resultando en un ahorro energético de un 7.52%, pudiéndose llegar hasta un 26.31%, ampliando la franja horaria del bombeo inicial.

Hydraulic networks’ energy dependence in order for them to be exploited causes that, over the years, its variable costs overshadow the construction costs or fixed costs. The aim of this paper is to minimize the operating cost in existing simple branching networks and it analyses the application of sectoring techniques together with the use of variable speed drives as an energy efficient measure. A criteria to determine if the use of sectoring is favorable, is suggested. It is applied to a real case study: a simple branching network with four hydraulic zones used for irrigation in the province of Segovia, Spain. It resulted in energy savings of 7.54%, which may reach 26.31% if the pumping time of the original case is increased.