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.

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:52:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Antonio Marcos 25022010.pdf: 1893079 bytes, checksum: 7678a19648ddfd55dd2c6b7a3ecaa4fd (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / It has been noticed lately that some regions of Brazil has presented lower supplying of water and energy. It has occurred mainly during the period of the year when it is higher the need for irrigation water. It is necessary to recognize the possibility of negative impacts of irrigation, to analyze them and present solutions so as to improve the irrigation systems. The aim of this study is the estimation by one system of irrigating the central pivot, breaking from the characteristics of this systems and considering the analyzed of varies combinations of pipes for water main and lateral line, choice of the set motor pump with major yield, utilization and comparison among motor standard and of high yield after the selection from best option in diameter from water main and lateral line, analyze the system using a variable frequency drives. The result with the calculations performed was an energy saving of 25% considering the use of the diameter for the two economic systems adopted. For analysis using a frequency inverter with resulted in a saving of 9.23% for center pivot irrigation system exists, and for the new center pivot irrigation system resulted in savings of 10.6%. The analysis of return on investment considering the use of the system with variable frequency drive was a rate of return on investment of 6.52% pa, center pivot irrigation system for existing and center pivot irrigation system was again 9.48 % pa. The project's return, more long-term, or feasible in the short term, considering the benchmark interest rate to 12.25% pa. The results presented in the study show that there is great potential for power savings, and economic analysis showed the feasibility of the system with return on invested capital. The calculation used for determining the center pivot irrigation system reduces the cost and time to obtain data that make analysis of the potential of saving electricity. / Ultimamente vem percebendo com mais intensidade, a escassez de água e energia elétrica em algumas regiões do país. Esta observação ocorreu justamente no período do ano quando existe a maior necessidade de demanda de água das culturas irrigadas. A necessidade de reconhecer a possibilidade de ocorrência de impactos negativos do uso da irrigação, avaliando-os e desenvolvendo soluções tecnológicas que provoquem melhorias, viabilizando a atividade agrícola irrigada, de forma adequada. Este trabalho teve por objetivo a otimização de um sistema de irrigação pivô central, partindo das características desse sistema e considerando a análise de várias combinações de tubos para a adutora e linha lateral; escolha do conjunto motobomba com maior rendimento; utilização e comparação entre motor padrão e de alto rendimento, após a escolha da melhor opção de diâmetro da adutora e linha lateral, aná lise do sistema utilizando inversor de frequência. A metodologia adotada consistiu na otimização de dois sistemas de irrigação pivô central um existente no local e outro considerando um sistema de irrigação pivô central novo projetado para atender determinada lamina d água. Para os dois sistema de irrigação pivô central foi considerando a análise econômica do diâmetro das tubulações que compõem o sistema de irrigação a pivô central, analisando varias configurações de diâmetros diferentes, rotações do conjunto moto bomba, utilização de motores de alto rendimento e padrão, uso do inversor de freqüência. O resultado com os cálculos realizados foi uma economia de energia elétrica de 25% considerando o uso do diâmetro econômico para os dois sistemas adotados. Para análise com uso inversor de frequência com, resultou em uma economia de 9,23% para o sistema de irrigação pivô central existente, e para o novo sistema de irrigação pivô central resultou em uma economia de 10,6%. A análise do retorno do investimento considerando o uso do sistema com inversor de frequência foi de uma taxa de retorno do investimento de 6,52% a.a, sistema de irrigação pivô central existente e para o sistema de irrigação pivô central novo foi de 9,48% a.a. O projeto tem retorno, mas de longo prazo, ou seja, inviável em curto prazo, considerando a taxa básica de juro com 12,25% a.a. Os resultados apresentados no trabalho mostram que há um grande potencial de economia de energia elétrica, e a análise econômica mostrou a viabilidade do sistema com retorno do capital investido. O cálculo utilizado para a determinação do sistema de irrigação pivô central diminui o custo e o tempo para obtenção de dados que compõem a análise do potencial de economia de energia elétrica.