Analisi della seconda proposta
La seconda proposta invece, si discosta abbastanza da quella elaborata dall'algoritmo in quanto in aggiunta si è cercato di dare una struttura più solida alla rete, collegando la risorsa con i due serbatoi. Come si può notare dalle seguenti tabelle, la seconda configurazione è caratterizzata nel complesso da tubazioni di maggiore diametro, infatti circa il 54% dei diametri è compreso in un range tra 200 e 300 mm.| FASE1 - I | FASE1 - II |
|---|---|
| 100 | 92 |
| 125 | 48 |
| 150 | 71 |
| 200 | 75 |
| 250 | 28 |
| 300 | 0 |
| 350 | 2 |
| 400 | 0 |
Figura 3: A sinistra, configurazione variante I (eliminazione restringimenti in serie); A destra, configurazione BONMIN
Benché la prima variante possa sembrare più vantaggiosa in termini di costi, si è scelto di proseguire l'analisi della fase due facendo riferimento alla seconda variante. Infatti, la sua struttura gerarchizzata caratterizzata da percorsi principali e secondari più diretti e meglio definiti ha permesso una analisi in moto vario più stabile.
Figura 4: Configurazione diametri (collegamento risorsa-invaso) - Fase1 Ottimizzazione degli impianti di pompaggio
In questa seconda fase, ci si è posto l'obiettivo di verificare il funzionamento della configurazione proposta nel precedente paragrafo quando sottoposta a una domanda variabile sulla giornata e in presenza degli impianti di rilancio in rete. Questi, in particolare, sono stati opportunamente
settati considerando possibili interventi sulla loro attivazione, sul numero di giri, o sulla loro sostituzione. I parametri di simulazione sono impostati su un periodo di 72 ore con un time step di 1 ora. A differenza di quanto fatto nella fase precedente, la domanda non farà riferimento a una condizione costante e di massimo consumo, ma seguirà un andamento variabile sulla giornata: esso è caratterizzato da due picchi, quello più significativo nelle prime ore del mattino e da un consumo ridotto e perlopiù costante durante le ore notturne. Nella figura seguente si riporta lo schema adottato dal modello e che verrà ripetuto identico per la simulazione del secondo e terzo giorno.
Ad una di questo tipo:
A questo punto,si è dovuto verificare il rispetto dei vincoli imposto sulla velocità massima nelle condotte e sul carico minimo nei nodi. In questo caso risultano alcune incongruenze sui valori di massima velocità ammissibile nelle condotte evidenziate in Figura 8. A partire dalle 7 del mattino fino alle 23, nei tratti evidenziati in figura le velocità raggiungono anche i 2.5 m/s. Figura 8: Incongruenze vincolo velocità
Per risolvere questa incongruenza sulle velocità, si è deciso di aumentare il diametro di questi tratti passando ad una configurazione dal costo di 4.15·10 € (aumento del 0.73%).
La seconda proposta, cerca di ottimizzare la rete escludendo l'ipotesi di una sostituzione delle pompe e quindi operando solo da un punto di vista dell'infrastruttura, aumentando i diametri.
La configurazione proposta è rappresentata nella figura seguente e prevede l'aumento del diametro per l'anello esterno che collega i due Tank,
raggiungendo un costo di 4.37·10 €.6
Serbatoi di compenso vengono coinvolti maggiormente nel processo di distribuzione, per esempio nel caso del Tank 270 la variazione di livello è aumentata: da circa 2 m per la rete aperta a 3 m nella rete distrettualizzata. Questo sicuramente dipende dalla re-distribuzione dei flussi a seguito della chiusura delle condotte e spiega anche il minor consumo energetico impiantistico.
Invece, per quanto riguarda il serbatoio 269, il suo funzionamento non risulta soddisfacente: il serbatoio infatti si svuota completamente nelle prime ore a causa di basse pressioni nei pressi del sistema di pompaggio del Lake 2.
Figura 13: Andamento del livello nei tank - Fase 3
Per compensare tale squilibrio e ristabilire una condizione ottimale di funzionamento del serbatoio, si è aumentato il valore limite di attivazione del sistema da 40 a 43 m, modificando i Controls dell'impianto di pompaggio del Lake 2.
Tale richiesta comporta un maggiore dispendio di energia, e infatti, da un totale di
1.14GWh/anno si passa a 1.30 GWh/anno. Una volta ottimizzato il funzionamento del serbatoio 269, l'andamento dei livelli risulta.
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