Hoe kunnen waterbedrijven zich het beste voorbereiden op onverwachte pieken en dalen in de vraag naar water? De COVID-19 maatregelen overal ter wereld hebben veranderingen in de maatschappij teweeggebracht die een directe impact hebben op wanneer en hoeveel water mensen verbruiken. Martijn Brinks, Sales- en marketingmanager bij WEG Netherlands, verkent drie systeemupgrades die waterbedrijven kunnen implementeren om hun flexibiliteit en efficiency te vergroten.
Even wat cijfers: het World Water Development Report 2020 van de Verenigde Naties stelt dat het wereldwijde waterverbruik in de afgelopen 100 jaar is verzesvoudigd. En volgens Eurostat is de hoeveelheid water die door de productie-industrie wordt gebruikt ongeveer vijf keer zo groot als het verbruik van huishoudens in Nederland en België.
Klimaatverandering
Klimaatverandering speelt ontegenzeggelijk een rol op de lange termijn bij waterbeheer, maar weinig neerslag, hoge bevolkingsdichtheid en intensieve landbouw of industriële activiteit kunnen ook duurzaamheidsproblemen veroorzaken — om nog maar te zwijgen over een globale pandemie.
Geconfronteerd met deze problemen en een verouderende infrastructuur richt de Europese waterindustrie zich op het moderniseren van de bestaande activa, het bouwen van veerkrachtige systemen en het verbeteren van de operationele efficiency en energiezuinigheid. De watersector is echter een strikt gereguleerde markt, Nederland is daarop geen uitzondering, en bestaat uit een complex netwerk van waterbedrijven en organisaties.
Waar beginnen met upgrade?
De sector omvat de waterschappen, de gemeentes die verantwoordelijk zijn voor de rioleringssystemen en het grondwater in stedelijke gebieden en de drinkwaterbedrijven die verantwoordelijk zijn voor waterzuivering tot een acceptabel kwaliteitsniveau en de levering aan consumenten en de overheid. Waar zou een waterbedrijf moeten beginnen met het implementeren van systeemupgrades die de flexibiliteit en efficiency verbeteren?
Totex-gebaseerde benadering
Het is allereerst belangrijk om een effectieve strategie te ontwikkelen. De benadering op basis van totale uitgaven (Totex) zorgt doorlopend voor veranderingen in de waterindustrie. Binnen dit raamwerk wordt gelet op de totale kosten tijdens de hele levenscyclus van een project, zodat waterbedrijven beoordeeld kunnen worden aan de hand van langetermijn prestatiemaatstaven.
Naast kostenbesparingen richt deze benadering zich op het leveren van meer waarde aan consumenten en het realiseren van verbeteringen in efficiencymanagement en operationele efficiency. Voorspelbaarheid staat daarom hoog genoteerd op de agenda voor optimalisering door nauwe integratie en samenwerking met fabrikanten in de ontwerpfase.
Energieverspilling terugdringen
Verspilling in de vorm van onnodig energieverbruik of irritante lekkages van waterleidingen kunnen een groot probleem vormen dat van invloed is op de maximale uitvoercapaciteit van een waterbedrijf. Volgens het Internationaal Energieagentschap besteedt de watersector een kwart van haar elektriciteitsverbruik aan de opvang en behandeling van rioolwater.
Om die reden is het met name voor bedrijven die op dit gebied werkzaam zijn belangrijk om te overwegen om in energiezuinige technologieën te investeren. Het terugdringen van energieverspilling levert niet alleen voordelen voor het milieu en kostenbesparing op, maar stelt bedrijven ook in staat om meer bronnen in te zetten voor veranderende behoeften.
Motor afstemmen op belasting
Het kiezen voor een energiezuinige motor die aan de IE4- en IE5-norm voldoet, is een goed begin, maar daarnaast is het belangrijk dat de motor is afgestemd op de belasting. WEG heeft bijvoorbeeld aan een waterpompstation in Surrey (Engeland) drie IE4 super-premium rendement motoren van 900 kW met IP55-bescherming geleverd die met een efficiency van 96,9 procent werken.
Door de nieuwe pompwaaiers, tandwielkasten, frequentieregelaars en motoren van WEG werd de capaciteit van de watervoorziening verhoogd van 400 megaliter per dag naar 750 megaliter per dag, een toename in efficiency van 80 naar 86 procent.
Condition monitoring
Managers van waterfabrieken kunnen sensoren in bestaande installaties laten aanbrengen om te controleren of de motoren optimaal functioneren. Aan de hand van slimme technologie, zoals data via het Industrial Internet of Things (IIoT), kunnen waterbedrijven hun voorzieningen en processen in realtime bewaken, zodat ze met zekerheid kunnen bepalen of hun systemen optimaal werken en snel kunnen reageren op onverwachte voorvallen.
Belangrijke prestatiemaatstaven zoals wijzigingen in trillingen en temperatuur kunnen een vroege indicatie zijn van ernstigere systeemstoringen. Deze op voorspellend onderhoud gerichte benadering vermindert het risico op downtime en verstoring voor de consument.
Inzet frequentieregelaar
Pompen zijn verantwoordelijk voor een groot deel van het energieverbruik van elektromotoren. Door bij het upgraden te kiezen voor een frequentieregelaar (VSD) in plaats van een motor met vast toerental kunnen bedrijven rekening houden met variabele procesbelastingen.
Een VSD kan de snelheid van de motor automatisch besturen en snel reageren op de vereiste energievraag. Hierdoor kunnen systemen ook efficiënter werken, in plaats van voortdurend te opereren op basis van een watertoevoer op de maximumcapaciteit van het systeem .
Geavanceerde procesbesturingssoftware
Als bedrijven een stap verder willen gaan, kunnen ze investeren in geavanceerde procesbesturingssoftware, zoals Pump Genius van WEG. Met deze ingebouwde VSD-software kunnen technici de procesnauwkeurigheid en beveiliging verbeteren en het systeem bewaken.
Met de software kan één VSD maximaal vijf pompen regelen, de bedrijfsuren monitoren en bij veranderingen in de vraag meer of minder pompen inzetten. Door automatische detectie van gebarsten pijpen kan de VSD vloeistoflekkages identificeren en de motorprestaties in dergelijke gevallen aanpassen.
Intelligente besluitvorming
Voor de succesvolle implementatie van systeemupgrades in de waterindustrie is het belangrijk dat er vertrouwen is op hechte partnerships met betrouwbare leveranciers. De implementatie van het Totex-raamwerk maakt intelligente besluitvorming over ontwerpkwesties mogelijk, waardoor alle typen waterbedrijven meer flexibiliteit, betere prestaties en grotere kostenbesparingen kunnen realiseren.