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
Schneider Electric 3- Division - Name – Date
Temario
1. Introducción2. Centros de Control de motores3. Control de motores4. Arquitecturas de Control5. Conectividad Remota6. Aplicaciones de Interés
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
Schneider Electric 5- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 6- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 7- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 8- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 9- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 10- Energy Efficiency - 2009
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)
Schneider Electric 11- Energy Efficiency - 2009
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)
Schneider Electric 12- Division - Name – Date
Temario
1. Introducción2. Centros de Control de motores3. Control de motores4. Arquitecturas de Control5. Conectividad Remota6. Aplicaciones de Interés
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
Schneider Electric 16- Energy Efficiency - 2009
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 €
Schneider Electric 17- Division - Name – Date
Temario
1. Introducción2. Centros de Control de motores3. Control de motores4. Arquitecturas de Control5. Conectividad Remota6. Aplicaciones de Interés
Schneider Electric 18- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 19- Energy Efficiency - 2009
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 ?
Schneider Electric 20- Energy Efficiency - 2009
Cómo optimizar su instalación.
Utilizar Variadores para el control de motores
Ahorro de hasta 10%
Ahorro de hasta 50%
Utilizar motores de alto rendimiento
Schneider Electric 21- Energy Efficiency - 2009
Principales ejes del Ahorro
Ahorro en potencia reactiva
Ahorro en potencia activa
Ahorro en mantenimiento
Ahorro en tiempo de Instalación
Schneider Electric 22- Energy Efficiency - 2009
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)
Schneider Electric 23- Energy Efficiency - 2009
Punto de funcionamiento de 1 bomba.
Potencia suministrada por la bomba
Curva bomba
Curva Circuito
Eficiencia en Bombas
Schneider Electric 24- Energy Efficiency - 2009
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
Eficiencia en Bombas
Schneider Electric 25- Energy Efficiency - 2009
Ajuste del caudal de la instalación con 1 bomba a velocidad fija.
Válvula de estrangulamiento
Pérdida de potencia.
Punto óptimo de funcionamiento
Eficiencia en Bombas
Schneider Electric 26- Energy Efficiency - 2009
Ajuste del caudal de la instalación con 1 bomba con VV
Nn
Nn
80%Nn
Potencia Consumida
Pérdidas
Ahorro
Eficiencia en Bombas
→ El caudal Q es proporcional a (N/Nn)
→ La presión es proporcional a (N/Nn)2
→ La Potencia es proporcional a (N/Nn)3
Schneider Electric 27- Energy Efficiency - 2009
Variación de la potencia para diferentes tipos de circu itos en función del caudal.
Z
R
A mayor reducción de la velocidad mayor ahorro!!!!
Eficiencia en Bombas
H= Altura de la bombaZ= Altura columna de aguaR = Pérdidas de carga
Z=Relación entre altura manométrica y altura de bombeo nominal
Schneider Electric 28- Energy Efficiency - 2009
Ejemplo de Ahorro
Datos Instalación:Pot = 100Kw
Z = 0,5Hn
Rendimiento Motor: a Nn
Eficiencia en Bombas
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
Schneider Electric 29- Energy Efficiency - 2009
Ejemplo de Ahorro
Eficiencia en Bombas
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!
Schneider Electric 30- Energy Efficiency - 2009
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.
Schneider Electric 31- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 32- Division - Name – Date
Temario
1. Introducción2. Centros de Control de motores3. Control de motores4. Arquitecturas de Control5. Conectividad Remota6. Aplicaciones de Interés
Schneider Electric 33- Energy Efficiency - 2009
●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
Schneider Electric 34- Energy Efficiency - 2009
●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
Schneider Electric 35- Energy Efficiency - 2009
P1: Solución compacta para estaciones de lifting
PLC twido y router GPRS Artic Viola
GPRS, PSTN/
Radio
Schneider Electric 36- Energy Efficiency - 2009
T1: Planta de tratamiento para 5.000 habitantes
Router GPRS Router GPRS Router GPRS Router GPRS ArticArticArticArtic ViolaViolaViolaViola
GPRS, PSTN/
Radio
Schneider Electric 37- Division - Name – Date
Temario
1. Introducción2. Centros de Control de motores3. Control de motores4. Arquitecturas de Control5. Conectividad Remota6. Aplicaciones de Interés
Schneider Electric 38- Energy Efficiency - 2009
Conectividad Remota
GPRSGSMWIFI
Schneider Electric 39- Energy Efficiency - 2009
●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
Schneider Electric 40- Energy Efficiency - 2009
●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
Conectividad RemotaAplicaciones en Bombeos Remotos
Schneider Electric 41- Energy Efficiency - 2009
●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…)
Conectividad RemotaAplicaciones en Bombeos Remotos
Schneider Electric 42- Energy Efficiency - 2009
●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
Conectividad RemotaAplicaciones en Bombeos Remotos
Schneider Electric 43- Division - Name – Date
Temario
1. Introducción2. Centros de Control de motores3. Control de motores4. Arquitecturas de Control5. Conectividad Remota6. Aplicaciones de Interés
Schneider Electric 44- Division - Name – Date
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
Schneider Electric 45- Energy Efficiency - 2009
●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
Schneider Electric 46- Energy Efficiency - 2009
Control remoto de Estaciones con SMSSolución SMS preprogramada
2.000 €
Precio aprox. en función potencias
VVD
Schneider Electric 47- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 48- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 49- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 50- Energy Efficiency - 2009
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…
Solución de bombeo y SMS preprogramada
8.000 €Caso Real:
Precio aprox. en función potencias
VVD
Schneider Electric 51- Energy Efficiency - 2009
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
Solución de bombeo y SMS preprogramada
0 €
Aplicación Gratuita
Schneider Electric 52- Energy Efficiency - 2009
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.
Schneider Electric 53- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 54- Energy Efficiency - 2009
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
Schneider Electric 55- Energy Efficiency - 2009
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.
Schneider Electric 56- Energy Efficiency - 2009
● 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 €
Schneider Electric 57- Division - Name – Date
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