Levantamento do potencial energético e estudo da viabilidade econômica da geração hidroelétrica utilizando a rede pública de distribuição de água – estudo de caso: sistema de abastecimento de água de Pato Branco

Abstract

Hydraulic systems with forced previously existing pipe, as the public water supply, which operate under pressure, can be used to produce electricity with low environmental impact and low cost of deployment and maintenance. In this context, the use of water for power generation does not reduce its availability and its quality never changes. Thus, this paper analyzes the existing potential in the hydraulic network of urban water supply and its economic viability in the town of Pato Branco, Paraná State, Brazil. These systems work under hydraulic pressure, necessitating a regulating valve to reduce it at the end point of use of water. This excess pressure can be used to generate electricity leveraging the existing pipeline system, with great savings in deployment. Alongside the regulating valve can be installed a system for generating electricity, maintaining the characteristics of pressure, flow and quality of water for human consumption. The methodology used was a survey of the distribution of water from Pato Branco, with the potential points of generation, calculation of the available energy at each point raised, choose system turbine, generator and control systems most appropriate way to study energy use generated more efficiently and with low losses, designing and marketing usage scenarios, calculation of economic feasibility, financial analysis through investment and raising costs along to resellers of equipment generating electricity. The energy generated can be used in scenario 1, decentralized generation and consumption of energy generated by the SANEPAR in automation systems and supervision in each scenario 2 VRP or sale of energy to the power utility. The results showed that eight points generation are viable and 11 points generation is not economically viable in scenario 1 a period of 20 years. As for scenario 2 was demonstrated that viability was lower compared to scenario 1. Five points are viable economically unviable and 11 are operating from an economic standpoint. As main contributions of this paper, it is emphasized that the study can serve as a roadmap for evaluating microgeneration locations with the same profile of the water distribution network of Pato Branco. Advantages were seen as less harmful to the environment through distributed generation from renewable sources and reducing energy expenses distributor of water resources through own generation.Sistemas hidráulicos com tubulação forçada previamente existente, como a rede pública de distribuição de água, que operam sob pressão, podem ser utilizados para produzir energia elétrica, com impacto ambiental reduzido e baixo custo de implantação e manutenção. Neste contexto, a utilização da água para geração elétrica não reduz a sua disponibilidade e nem altera a sua qualidade. Assim, o presente trabalho analisa o potencial existente na rede hidráulica de abastecimento urbano e sua viabilidade econômica na cidade de Pato Branco, Estado do Paraná, Brasil. Estes sistemas hidráulicos trabalham sob pressão, necessitando de uma válvula reguladora para reduzi-la no ponto final de utilização da água. Esta pressão excedente pode ser utilizada para geração de energia elétrica aproveitando o sistema adutor já existente, com grande economia na implantação. Paralelamente à válvula reguladora pode-se instalar um sistema de geração de energia elétrica, mantendo as características de pressão, vazão e qualidade da água para o consumo humano. A metodologia seguida foi o levantamento da rede de distribuição de água de Pato Branco, com os pontos potenciais de geração, cálculo da energia disponível em cada ponto levantado, escolha do sistema de turbina, gerador e sistemas de controle mais apropriados, estudo da forma de utilização da energia gerada de maneira mais eficiente e com perdas reduzidas, projetando cenários de utilização e comercialização, cálculo de viabilidade econômica, através de análise financeira de investimento e levantamento de custos junto a revendas de equipamentos de geração de energia elétrica. A energia gerada pode ser utilizada no cenário 1, geração de maneira descentralizada e consumo da energia gerada pela própria SANEPAR em sistemas de automação e supervisão em cada VRP ou cenário 2 venda de energia para a concessionária de energia. Os resultados demonstraram que oitos pontos de geração são viáveis e 11 pontos de geração não são viáveis economicamente no cenário 1 num período de 20 anos. Já para o cenário 2 foi demonstrado que a viabilidade foi menor em relação ao cenário 1. Cinco pontos são viáveis economicamente e 11 são inviáveis de exploração do ponto de vista econômico. Como principais contribuições deste trabalho, destaca-se que o estudo pode servir como um roteiro para avaliação de microgeração de localidades com o mesmo perfil da rede de distribuição de água de Pato Branco. Foram constatados vantagens como menor agressão ao meio ambiente, através da geração distribuída de fonte renovável e redução dos gastos com energia elétrica da distribuidora de água através de recursos de geração própria