Made available in DSpace on 2014-06-12T23:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9121_1.pdf: 2152523 bytes, checksum: 4b5de0abfff912674f9a41abf609c71f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / A utilização da energia solar para o bombeamento de água é uma atividade interessante do ponto de vista social, produtivo e ecológico. Porém, o alto custo, a baixa eficiência dos sistemas e os projetos inadequados restringem sua aplicação. Este trabalho apresenta uma proposta de uso de equipamentos nacionais em sistemas de bombeamento fotovoltaico em substituição aos equipamentos importados dedicados a essa aplicação. Com o objetivo de se ter uma utilização mais eficiente de seus equipamentos é necessário conhecer o comportamento operacional dos componentes do SBFV e dos acoplamentos entre eles. Assim, através de procedimentos experimentais, foi realizado um levantamento das características operacionais do sistema instalado com diferentes configurações. Após a caracterização dos componentes do sistema foi realizada uma comparação técnica experimental entre os sistemas importado dedicado e o convencional nacional de mercado. O inversor dedicado conta com um controle que leva o gerador FV a operar em seu ponto de máxima potência, enquanto o conversor convencional é programado para fazer o sistema operar em uma tensão fixa. O resultado desse experimento mostrou que o conversor convencional tem desempenho semelhante ao inversor especial, desde que opere em um valor de tensão adequado. Uma análise dos resultados obtidos mostra que somente a consideração do comportamento do gerador não é suficiente para obter a melhor tensão fixa de operação do sistema. Verificou-se que 270V é a melhor tensão de operação para o gerador, mas a operação em 285V apresentou o maior volume de água bombeado dentre os valores ensaiados. Neste trabalho também é feita uma análise econômica preliminar dos sistemas estudados. Os resultados dessa análise mostram que o custo do volume de água bombeado é menor para o sistema nacional, sobretudo pelo fato de que este sistema conta com equipamentos mais baratos, robustos e de manutenção barata e facilmente encontrada no mercado. Também são levantadas as curvas características das motobombas utilizadas para várias freqüências de operação. Este resultado é muito importante para projetos de sistemas de bombeamento FV, uma vez que estes dados não são fornecidos pelos fabricantes

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9103_1.pdf: 1747676 bytes, checksum: 2d7d01c05be5493112b5fb7b6b85a144 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Este trabalho analisa as possibilidades de implantação de culturas irrigadas no âmbito da agricultura familiar na região semi-árida do Nordeste do Brasil, em locais não supridos pelo serviço de energia elétrica. Analisa-se em particular o problema da água e da energia, mostrando que existem diversas alternativas para resolver o problema da água, basicamente através da exploração de reservas subterrâneas devidamente selecionadas. Experiências realizadas em pólos de desenvolvimento regional durante as últimas décadas mostram que o clima é perfeitamente propício para vários tipos de cultivo de alto valor agregado, uva entre eles. O balanço de água de um sistema de micro irrigação permite comprovar que é possível utilizar a tecnologia de bombeamento fotovoltaico com concentrador tipo V para operar esses sistemas de forma tecnicamente viável, nos casos de empreendimentos de agricultura familiar. Ensaios realizados com sistemas fixos, com rastreamento e com concentradores tipo V mostram que para um mesmo arranjo fotovoltaico a superfície irrigada pelos três sistemas é igual a 1,2 ha, 1,6 ha e 2,11 ha, respectivamente. Uma análise econômica através do processo produtivo (Valor Atualizado) mostra que os sistemas de irrigação para cultura de uva começam a dar retorno positivo a partir do terceiro ano. O estudo comprova, portanto, sua viabilidade, tanto do ponto de vista técnico como financeiro. A implantação desses sistemas poderá se traduzir em um aumento significativo no ingresso dos agricultores da região semi-árida

O trabalho dedica atenção à otimização do acoplamento de geradores fotovoltaicos a motores de corrente alternada através de conversores de frequência comerciais, para acionar bombas centrífugas para fins de bombeamento de água. Procedimentos para otimização deste novo tipo de configuração são propostos. As ações de otimização são avaliadas através de ensaios experimentais realizados em uma bancada desenvolvida para este propósito. A bancada desenvolvida permite simular poços de até 100 m de profundidade. Resultados da operação de um protótipo instalado em campo são apresentados. Os resultados da pesquisa comprovam que este novo tipo de configuração é confiável e economicamente viável, podendo ser adotada como uma solução universal para sistemas de bombeamento de água que utilizam motobombas com potência igual ou superior a 1/2 CV. / This work is concerned with in the optimization of photovoltaic pumping systems that make use of a variable-speed drive and conventional induction motor with centrifugal pumps. Procedures for optimization of this new kind of configuration are proposed. The optimization actions are evaluated through experimental measurements accomplished in a test facility developed for this purpose. The developed test facility allows the simulation of wells with total head up to 100 m. Operation results of a prototype installed in the field are shown. The research results prove that this new kind of configuration is reliable and economically feasible, and could be adopted as a universal solution for water pumping systems with motors of 1/2 HP (metric) or higher.

O trabalho dedica atenção à otimização do acoplamento de geradores fotovoltaicos a motores de corrente alternada através de conversores de frequência comerciais, para acionar bombas centrífugas para fins de bombeamento de água. Procedimentos para otimização deste novo tipo de configuração são propostos. As ações de otimização são avaliadas através de ensaios experimentais realizados em uma bancada desenvolvida para este propósito. A bancada desenvolvida permite simular poços de até 100 m de profundidade. Resultados da operação de um protótipo instalado em campo são apresentados. Os resultados da pesquisa comprovam que este novo tipo de configuração é confiável e economicamente viável, podendo ser adotada como uma solução universal para sistemas de bombeamento de água que utilizam motobombas com potência igual ou superior a 1/2 CV. / This work is concerned with in the optimization of photovoltaic pumping systems that make use of a variable-speed drive and conventional induction motor with centrifugal pumps. Procedures for optimization of this new kind of configuration are proposed. The optimization actions are evaluated through experimental measurements accomplished in a test facility developed for this purpose. The developed test facility allows the simulation of wells with total head up to 100 m. Operation results of a prototype installed in the field are shown. The research results prove that this new kind of configuration is reliable and economically feasible, and could be adopted as a universal solution for water pumping systems with motors of 1/2 HP (metric) or higher.

The energy issue is a focus of important discussion today when the human activities are becoming increasingly dependent on resources that can supply the increased demand. From these problematics, it has been sought solutions in alternative energy sources, less impacting, which gradually tend to substitute conventional models toward a more diversified array. Solar energy becomes an option to consider in Brazil against the large existing potential, and the photovoltaic system of irrigation, one of the applications of photovoltaic systems. This paper proposes to study the potential use of solar energy in photovoltaic irrigation systems in Lagarto/SE. The study involves an estimated local solar radiation using the Angstrom- Prescott model by the determination of the equation coefficients and comparison between the estimated and actual values; the system design based on water demands of crops involved and cost compared to the conventional model. The results showed that for Lagarto/SE, the horizontal solar radiation can be estimated by the use of coefficients found in the monthly partition (coefficient a between 0.31 and 0.37 and b between 0.32 and 0.42) and insolation data (n). The estimated average annual solar radiation found in the region was 19.66 MJ/m²dia, with a minimum value of 14.45 MJ/m²dia in June and maximum of 23.94 M/ m²dia in November. The estimated solar radiation indices showed that the study area has a high potential for solar energy applications in general. The photovoltaic irrigation systems to supply the maximum water demand found in every 0.5 ha in systems of 5 to 60 m (head) are required installed photovoltaic modules of 310 Wp to 3.4 kWp. Compared to the conventional system, the photovoltaic is competitive in systems with head up to 30 m and their applicability varies with the source of water available. / A questão energética é um foco de importante discussão na atualidade na medida em que as atividades humanas estão se tornando cada vez mais dependentes de recursos que possam suprir o aumento da demanda. A partir dessa problemática têm-se buscado soluções nas fontes alternativas de energia, menos impactantes, que aos poucos tendem a substituir os modelos convencionais na direção de uma matriz mais diversificada. A energia solar torna-se uma opção a se considerar no Brasil frente ao grande potencial teórico existente, sendo o SFVI (Sistema Fotovoltaico de Irrigação), uma das aplicações dos sistemas fotovoltaicos. O trabalho presente propõe estudar o potencial do uso da energia solar em sistemas fotovoltaicos de irrigação no perímetro irrigado Piauí localizado no município de Lagarto/SE. Em sua metodologia, o estudo envolve a estimativa da radiação solar local através do modelo de Angstrom-Prescott a partir da determinação dos coeficientes da equação e do comparativo entre os valores estimados e reais; o dimensionamento do sistema fundamentado nas demandas hídricas das culturas envolvidas e comparação com o modelo convencional. Os resultados mostraram que para o município de Lagarto, a radiação solar global horizontal pode ser estimada através do uso dos coeficientes encontrados na partição mensal (com coeficiente a variando entre 0,31 e 0,37 e b entre 0,32 e 0,42) e os dados de insolação (n). A radiação solar média anual estimada encontrada na região foi de 19,66 MJ/m²dia, com o valor mínimo de 14,45 MJ/m²dia no mês de junho e máximo de 23,94 MJ/m²dia em novembro. Os índices de radiação solar estimados mostraram que a região estudada possui um elevado potencial para o uso de energia solar em geral. Nos sistemas fotovoltaicos de irrigação, para suprir a demanda hídrica máxima encontrada em cada 0,5 ha em sistemas de 5 a 60 m.c.a são requeridas potências instaladas dos módulos fotovoltaicos de 310 Wp a 3,4 kWp, conforme o gráfico de dimensionamento elaborado. No comparativo com o sistema convencional o SFVI é competitivo em sistemas com alturas manométricas de até 30 m.c.a e sua aplicabilidade varia de acordo com a fonte de água disponível.

The proposed work evaluates the technical viability of a photovoltaic pumping system and presents the main characteristics of the system application. The pumping system uses a lead acid battery and a photovoltaic panel. The battery supplies energy to an alternating current motor, namely Shaded Pole, which feeds the centrifugal surface pump. The energy from the battery is changed to AC voltage by a DC-AC inverter, 12/220 V. The voltage level applied on this battery is monitored by a load controller (solar power regulator). The whole proposed system is made in Brazil, which facilitates the purchase, alteration and building of the system. The amount of water pumped is related to the solar radiation, the solar exposition period, the manometric height and the pumping power. By evaluating the proposed system is possible to find the volume of pumped water and how this amount will be applied at small rural municipalities, as human and animal water consumption, irrigation, among others. / O presente trabalho tem por finalidade determinar o comportamento e a viabilidade técnica e energética de um sistema de bombeamento fotovoltaico utilizando uma bateria do tipo chumbo-ácido, estacionária ou usada em veículos automotores, alimentada por um painel fotovoltaico. A bateria fornecerá energia elétrica para um motor elétrico CA, tipo Shaded Pole, que por sua vez acionará uma bomba centrífuga de superfície. A transformação da CC da bateria em CA, para alimentar o motor da bomba, se dará através de um Inversor CC-CA, 12/220 V. A tensão elétrica aplicada na bateria, pelo painel, será monitorada por um Controlador de Carga Solar. O conjunto motobomba será de fabricação brasileira, de modo a facilitar a aquisição, reposição e montagem do sistema proposto. A quantidade de água diária a ser bombeada pelo sistema dependerá da radiação solar do local, das horas em que o painel alimentará a bateria, da altura manométrica e da potência da motobomba. A partir da avaliação deste sistema de bombeamento em questão, com a motobomba alimentada pela luz solar que incide no painel fotovoltaico e pela bateria, será possível determinar o volume de água bombeado e como este será utilizada em pequenas propriedades rurais ou assentamentos, visando atender as diversas necessidades destas localidades, como irrigação de produtos hortigranjeiros, consumo humano, animal (bebedouro), entre outros.