Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:10:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328561.pdf: 16437955 bytes, checksum: 66103295eadf0d6c355380c93fc7e2a0 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho apresenta um sistema de bombeamento de água de baixapotência, acionado por energia solar fotovoltaica para as regiões norte enordeste do Brasil, não abastecidas pela rede pública de distribuição deenergia elétrica. Para tanto, o sistema é composto por dois estágios,sendo o primeiro estágio elevador de tensão e o segundo inversor detensão. No primeiro estágio, um conversor Boost Quadrático (QTN) éutilizado, processando energia do arranjo fotovoltaico, tendo comoobjetivo elevar e estabilizar a tensão no barramento cc. No estágioinversor é empregada a topologia em ponte completa, com modulaçãoPWM senoidal de três níveis. Para controle da tensão, tanto dobarramento cc quanto da bomba vibratória, são empregadas malhas decontrole de tensão utilizando compensadores PI. Além disso, elabora-sedois sistemas simples capazes de testar a capacidade do arranjofotovoltaico de gerar energia suficiente para alimentar a carga: umresistor capaz de se conectar e desconectar do barramento cc compotência similar ao da bomba vibratória e um limitador de ganho doconversor Boost QTN. Um protótipo é construído sendo acoplado a eleum controlador digital, onde as rotinas de controle, inicialização edesligamento do sistema são inseridos. Os resultados experimentais,utilizando módulos fotovoltaicos e uma bomba vibratória, comprovam ofuncionamento satisfatório do conjunto operando de forma autônoma.<br> / Abstract : This thesis presents a low-power water pumping system driven by photovoltaic solar energy to the northern and northeastern regions of Brazil in which there is no public distribution of electricity services. The system is composed of two stages, the first works as a voltage elevator and the second as a inverter voltage. In the first stage, a Boost Quadratic converter (QTN) is used, processing the power from PV array, aiming to elevate and stabilize the voltage on the dc bus. For the inverter stage afull-bridge topology is employed, with three levels sinusoidal modulation. To control both, the dc bus voltage as the vibratory pump voltage, control loops using PI compensators are employed. In addition, two simple systems capable of testing the ability of the PV array togenerate enough energy to supply the load are elaborated a resistor ableto be connect and disconnect from the dc bus with a similar vibratory pump power and a limiter of the Boost converter QTN static gain. A prototype is built and an attached to it a digital controller is attached toit, where the control routines, initiation and shutdown of the system are inserted. The experimental results, using photovoltaic modules and a vibrating pump, validate the satisfactory operation of whole system, in autonomous operation.

Orientador: Jose Roberto Bonilha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bettarello_AntonioCarlosTambellini_M.pdf: 2950978 bytes, checksum: 3fb77a458263091d3c0babb7bb2626d7 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T03:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T22:58:21Z : No. of bitstreams: 1 150532.pdf: 4456797 bytes, checksum: ef087a96b2f1c734b21e325f2a7291c6 (MD5)

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-02-15T19:40:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Cicero_Brandão_Final.pdf: 2013213 bytes, checksum: d134e81af3b53e4027c70fb34e1eb13f (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-03-17T17:17:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Cicero_Brandão_Final.pdf: 2013213 bytes, checksum: d134e81af3b53e4027c70fb34e1eb13f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-17T17:17:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Cicero_Brandão_Final.pdf: 2013213 bytes, checksum: d134e81af3b53e4027c70fb34e1eb13f (MD5) / O desbalanceamento é inerente ao funcionamento de uma unidade de bombeio (UB). Para reduzir seus efeitos, o contrabalanceio é uma das ações que precisa ser adotada. Para atingir o balanceamento ideal é preciso buscar o equilíbrio entre os torques requerido pela haste polida e o torque fornecido pelo redutor durante o ciclo de bombeio. O objetivo principal deste trabalho é utilizar informações extraídas de medições realizadas da tensão no barramento DC de inversores de frequência, visando, promover o balanceamento das forças que atuam nesse equipamento. O balanceamento ótimo de uma unidade de bombeio mecânico foi alcançado, medindo esta variável, determinando o fator de carga cíclica (CLF), promovendo o ajuste na posição dos contrapesos e manipulando a velocidade de bombeamento. Para isto, faz-se necessário conhecer os principais métodos utilizados para contrabalancear a UB. Também foi preciso determinar o CLF por meio da tensão do barramento DC. Além disso, um controlador de tensão elétrica foi projetado e implantado em um controlador (CLP), sendo seu propósito reduzir a variabilidade da tensão no barramento do inversor. Como resultados, se tem uma redução significativa na potência consumida, em função do rendimento energético do motor que foi elevado. A variação do torque foi reduzida drasticamente, contribuindo pra uma operação mais suave do sistema, o que certamente irá elevar o tempo médio entre falhas (MTBF). Estes resultados levaram a melhoria do rendimento energético e da confiabilidade do sistema.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-12Bitstream added on 2014-06-13T19:22:15Z : No. of bitstreams: 1 araujo_jab_dr_botfca.pdf: 1306145 bytes, checksum: 073270ab02463cb248ef1038fe9a2769 (MD5) / A crise energética ocorrida durante o ano de 2001 alertou todos os setores produtivos, em especial o setor rural, onde o consumo de energia elétrica aumentou acentuadamente na irrigação nos últimos anos. A maior parte da energia consumida está no acionamento de conjuntos motobomba para irrigação. Inúmeras pesquisas realizadas relatam que a maioria dos desperdícios está no superdimensionamento dos sistemas moto-bombas e nos controles de vazão e pressão necessários ao manejo da irrigação. Tais manobras introduzem perdas de carga no sistema promovendo desperdícios de energia elétrica e consequentemente aumentando os custos de produção. Com base neste contexto, esta pesquisa teve por objetivo avaliar o comportamento elétrico e hidráulico de um conjunto motobomba em um sistema de irrigação por aspersão em condições de acionamento convencional com rotação constante e variável através do uso de um inversor de freqüência. Para a realização do experimento em uma primeira fase, instalou-se um sistema de bombeamento convencional por aspersão operando com rotação constante. Em uma segunda fase instalou-se um sistema de acionamento com rotação variável, composto de um transdutor de pressão e um inversor de freqüência o qual atuou adequando a pressão préestabelecida em relação a variação de vazão. O confronto técnico entre os dois sistemas, demostrou a viabilidade econômica da instalação de inversores de freqüência no acionamento de motores elétricos trifásicos nos sistemas de irrigação por aspersão. Com a implantação do sistema em campo, pode-se avaliar e quantificar a economia de energia elétrica, entre os dois sistemas avaliados, demonstrando a viabilidade técnica e econômica, do inversor de freqüência em função do números de horas anuais de funcionamento. O sistema operando com inversor de freqüência manteve a pressão de... .

Orientador: Odivaldo José Seraphim / Resumo: A crise energética ocorrida durante o ano de 2001 alertou todos os setores produtivos, em especial o setor rural, onde o consumo de energia elétrica aumentou acentuadamente na irrigação nos últimos anos. A maior parte da energia consumida está no acionamento de conjuntos motobomba para irrigação. Inúmeras pesquisas realizadas relatam que a maioria dos desperdícios está no superdimensionamento dos sistemas moto-bombas e nos controles de vazão e pressão necessários ao manejo da irrigação. Tais manobras introduzem perdas de carga no sistema promovendo desperdícios de energia elétrica e consequentemente aumentando os custos de produção. Com base neste contexto, esta pesquisa teve por objetivo avaliar o comportamento elétrico e hidráulico de um conjunto motobomba em um sistema de irrigação por aspersão em condições de acionamento convencional com rotação constante e variável através do uso de um inversor de freqüência. Para a realização do experimento em uma primeira fase, instalou-se um sistema de bombeamento convencional por aspersão operando com rotação constante. Em uma segunda fase instalou-se um sistema de acionamento com rotação variável, composto de um transdutor de pressão e um inversor de freqüência o qual atuou adequando a pressão préestabelecida em relação a variação de vazão. O confronto técnico entre os dois sistemas, demostrou a viabilidade econômica da instalação de inversores de freqüência no acionamento de motores elétricos trifásicos nos sistemas de irrigação por aspersão. Com a implantação do sistema em campo, pode-se avaliar e quantificar a economia de energia elétrica, entre os dois sistemas avaliados, demonstrando a viabilidade técnica e econômica, do inversor de freqüência em função do números de horas anuais de funcionamento. O sistema operando com inversor de freqüência manteve a pressão de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Doutor

Orientador: Odivaldo José Seraphim / Resumo: O sistema de bombeamento pressurizado convencional de rotação fixa que utiliza motor elétrico no acionamento, é analisado sob o aspecto do sistema de comando e controle, baseando-se em curvas e tabelas construídas para analise do comportamento hidráulico e elétrico do sistema, porém quando comparado com sistema de rotação variável apresentam desvantagens, quanto a eficiência desses parâmetros. Esta pesquisa tem como ponto principal, analisar teoricamente o comportamento hidráulico e mecânico dos acionamentos convencionais com rotação fixa de um sistema de irrigação por aspersão, e propor a aplicação de um sistema automatizado de controle de rotação, por inversor de freqüência e controlador lógico programável, sobre um conjunto motobomba, visando a racionalização de energia elétrica. Na proposta de automação do sistema, determina-se uma pressão constante na saída da bomba, que controla a rotação do motor pelo inversor de frequência, em função da altura manométrica e da vazão requerida, com isso, melhorando as condições de corrente para o motor em operação com partidas e desligamentos suaves, e possibilita o redimensionamento do motor elétrico para um potência menor na razão de 33 %. / Abstract: The conventional pressurized pumping systems of fixed rotation that uses electrical devices for driving, is analyzed under the aspect of the command system and control, being based on curves and tables constructed to analyze of the hydraulical and electric behavior of the system, however when compared with system of variable rotation they present disadvantages, concerning to the efficiency of these parameters. This research has as main point, analyze theoretically to the hydraulical and mechanical behavior of the conventional drive with fixed rotation of a system of irrigation for aspersion, and to consider the application of a system automatized of rotation control, for frequency inverter and programmable logical controller, on the combine electrical pump, aiming the rationalization of electric energy. In the proposal of automation of the system, a constant pressure in the output of the pump is determined, that controls the rotation of the engine for the frequency invertor, in function of the manometric height and the required outflow, with this, improving the factor of power with the own correction for a value close to the ideal and the current conditions for the engine in operation with soft starts and power off, preventing high requests of the start current. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2000-04Bitstream added on 2014-06-13T18:30:31Z : No. of bitstreams: 1 araujo_jab_me_botfca.pdf: 528891 bytes, checksum: 5f44dd9ed1b95b4274bbf7b7b3b3a693 (MD5) / O sistema de bombeamento pressurizado convencional de rotação fixa que utiliza motor elétrico no acionamento, é analisado sob o aspecto do sistema de comando e controle, baseando-se em curvas e tabelas construídas para analise do comportamento hidráulico e elétrico do sistema, porém quando comparado com sistema de rotação variável apresentam desvantagens, quanto a eficiência desses parâmetros. Esta pesquisa tem como ponto principal, analisar teoricamente o comportamento hidráulico e mecânico dos acionamentos convencionais com rotação fixa de um sistema de irrigação por aspersão, e propor a aplicação de um sistema automatizado de controle de rotação, por inversor de freqüência e controlador lógico programável, sobre um conjunto motobomba, visando a racionalização de energia elétrica. Na proposta de automação do sistema, determina-se uma pressão constante na saída da bomba, que controla a rotação do motor pelo inversor de frequência, em função da altura manométrica e da vazão requerida, com isso, melhorando as condições de corrente para o motor em operação com partidas e desligamentos suaves, e possibilita o redimensionamento do motor elétrico para um potência menor na razão de 33 %. / The conventional pressurized pumping systems of fixed rotation that uses electrical devices for driving, is analyzed under the aspect of the command system and control, being based on curves and tables constructed to analyze of the hydraulical and electric behavior of the system, however when compared with system of variable rotation they present disadvantages, concerning to the efficiency of these parameters. This research has as main point, analyze theoretically to the hydraulical and mechanical behavior of the conventional drive with fixed rotation of a system of irrigation for aspersion, and to consider the application of a system automatized of rotation control, for frequency inverter and programmable logical controller, on the combine electrical pump, aiming the rationalization of electric energy. In the proposal of automation of the system, a constant pressure in the output of the pump is determined, that controls the rotation of the engine for the frequency invertor, in function of the manometric height and the required outflow, with this, improving the factor of power with the own correction for a value close to the ideal and the current conditions for the engine in operation with soft starts and power off, preventing high requests of the start current.

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.

Orientador: Edevar Luvizotto Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-09T10:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_Wlamir_D.pdf: 3842184 bytes, checksum: b2d244ce79104124ad706f65f2c5c853 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Instalações de bombeamento são comumente encontradas em qualquer sistema que envolva o transporte de líquidos, como sistemas públicos de abastecimento. Num passado não tão distante, os projetos dessas instalações eram superdimensionados e, na maioria das vezes, nunca chegavam a operar em sua plenitude. A operação de controle de vazão, através de uma válvula na saída da estação de bombeamento, sempre foi uma ação nociva a estrutura em todos os sentidos, além do desperdício de energia elétrica que esse tipo de operação provocava. Paralelamente, a energia elétrica se tornou muito dispendiosa, e a sua geração muito mais complicada com impactos cada vez maiores no meio ambiente. Em condições tão desfavoráveis, o inversor de freqüência se tornou peca importante na missão de racionalizar o uso da energia elétrica sem afetar a operação do sistema. Neste trabalho são estudadas duas instalações de bombeamento da cidade de Campinas ¿ SP, dotadas de inversores de freqüência, onde são comparadas operações com e sem o uso deste dispositivo, suas vantagens e desvantagens, possibilidades e limitações. Com o auxilio de três modelos matemático-computacionais, um que reproduziu uma das instalações, outro de auditoria energética e um terceiro de otimização, especialmente desenvolvidos para esse estudo, foi possível a simulação de cenários operacionais, buscando extrair a máxima eficiência do inversor e a conseqüente otimização do sistema como um todo. Ao final do trabalho são propostos critérios, resultantes do estudo desenvolvido, que podem servir como parâmetros quando da adoção de inversores de freqüência em sistema de bombeamento / Abstract: The pumping systems are frequently found in any process which involves transport of liquids, like the public water systems. In a recent past, these pumping systems plans were oversized and, frequently, did not work in their full potential. The flow regulated by throttling has always presented, in all senses, a harmful effect to the installation. Moreover, this kind of action has caused waste of electric energy. Along with that the cost of electric energy has been increasing and its production has created damages to the environment. Since we have so many negative conditions, the variable speed drive has become the most important part to rationalize the use of electric energy causing no affect on the operation of the system. This work studies two pump stations located in the city of Campinas, which are operated with variable speed drives. At these pumping stations, comparisons are made with and without the use of this equipment, considering its advantages and disadvantages, its possibilities and limitations. Three mathematicmodels were especially developed for this study, the first to reproduce one of the systems, the second to make an energetic audit and the third to optimize the results. Making use of these three models it was possible to simulate operational scenarios to reach the maximum efficiency from variable speed drive and the optimization of the system as a whole. As a conclusion of this study, some criteria are presented to support the use of variable speed drive in the pumping system / Doutorado / Recursos Hidricos / Doutor em Engenharia Civil