Orientador: Odivaldo José Seraphim / Banca: Ivo Reis Fontes / Banca: José Ângelo Cagnon / Banca: João Alberto Borges de Araújo / Banca: Frederico Guilherme de Paula Ferreira Ielo / Resumo: A utilização de sistemas energéticos alternativos, nos dias atuais, é uma necessidade de caráter urgente devido aos problemas que o planeta vem enfrentando como o aquecimento global, efeito estufa e a perda da camada de ozônio. A limitação das fontes de energias convencionais é outro problema que terá de ser equacionado para o futuro da humanidade; deve-se considerar que as pessoas estão habitando, cada vez mais, locais afastados e desprovidos de infra-estrutura energética. Aplicando-se tecnologias como as de automação e controle podemos solucionar esse problema; portanto, o trabalho visou a aplicação de um equipamento de uso industrial, o Controlador Lógico Programável, em sistemas de energia renováveis, notadamente o sistema de geração eólica e a geração fotovoltaica, usados para bombeamento de água, objetivando-se um controle automático e mais eficiente nos locais onde haja disponibilidade simultânea dessas fontes, baseados em critério de prioridade pré-estabelecido. Fez-se, também, uma avaliação do potencial hidráulico e energético dos sistemas de energia fotovoltaico e eólico utilizados no sistema automático de bombeamento de água no local de realização do experimento para as condições físicas pré-estabelecidas. Os resultados mostraram que o sistema de controle utilizando o CLP é viável, possui confiabilidade e o programa desenvolvido em linguagem Ladder pode ser adaptado para a utilização com várias fontes de energia disponíveis em um determinado local. 2 O sistema fotovoltaico de bombeamento direto, que utilizou um painel solar policristalino de 70 Watts ligado a uma bomba Shurflo 8000, mostrou-se eficiente com vazões significativas em quase todos os meses. O sistema eólico de bombeamento indireto, utilizando um mini aerogerador de 400 Watts alimentando uma bateria ligada à bomba Shurflo, não demonstrou capacidade energética suficiente para utilização nesse tipo específico de aplicação. / Abstract: The use of alternative energy systems in the current days is an urgent necessity due to the problems that the planet is facing as the heating and loss of ozone layer. The scarcity of conventional energy is another problem that must be solved for the future of humanity. It must be considered that the people are inhabiting places moved away not always with available energy. The application of technologies as automation and control can help us to solve this problem. Therefore, this work aimed at apply an equipment of industrial usage, the Programmable Logical Controller, PLC, in alternative energies systems, as eolic generation and fotovoltaic generation used for water pumping, aiming the automatic control and the efficiency in the places where it has simultaneous availability of these sources, based in criterion of priority that previously established itself between them. It was made a hydraulic and energetic evaluation of the energy system, eolic and fotovoltaic, used in the automatic control system of pumping, in the place of accomplishment of the experiment, according to previously established physical conditions. The results have shown that the control system using the PLC is practicable and has trustworthiness. The program developed can be adapted for the use with several power plants in a specific application place. The fotovoltaic system of pumping, using a polycrystalline of 70 Watts connected to a pump Shurflo 8000, showed to be efficient with significant flows in almost all the months. The eolic system of pumping, using an eolic generator of 400 Watts assembled in place of experiment, did not demonstrate energetic capacity for use in this specific type of application. / Doutor

Resumo: Conseguir água própria para o consumo, mantê-la limpa e fazer com que ela chegue até cada ser humano, para que possa ser utilizada em suas necessidades diárias, é um enorme desafio a todos os povos do mundo desde a antiguidade. Principalmente em pequenas propriedades nas áreas rurais, em regiões isoladas e com baixa densidade demográfica, essa necessidade de água para consumo, higiene ou irrigação é atendida precariamente e com muito esforço. O bombeamento da água encontrada é uma solução que racionaliza seu uso nas atividades domésticas, na criação de animais e nos sistemas de irrigação de áreas cultivadas. Viabilizar alternativas energéticas locais, renováveis e não-poluentes é a meta perseguida para essas regiões que geralmente estão distantes das redes públicas de energia elétrica. Utilizar a energia solar fotovoltaica é a alternativa agora proposta. Avaliar, para este cenário, o desempenho hidro-energético de sistemas fotovoltaicos utilizados no bombeamento de água é o objetivo desse trabalho. Para tanto, foram montados em campo dois sistemas de bombeamento alimentados por energia fotovoltaica, compostos por quatro pares de arranjos diferentes de ligação dos painéis monocristalinos e policristalinos. Cada sistema é composto por uma moto-bomba, duas caixasd'água, sensores de nível e uma válvula solenóide. Para avaliação dos desempenhos hidroenergético entre os arranjos fotovoltaicos foram comparados dados de vazão, energia solar disponível e energia consumida pelas bombas. A utilização de um equipamento de aquisição.de dados permitiu coletar valores meteorológicos, elétricos e hidráulicos, servindo também para controle e acionamento dos dois sistemas de bombeamento, durante um período de 4 meses. Correlações matemáticas e curvas de ajustes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract : Since ancient times, it has been a huge challenge to all people around the world to manage to get their fresh water, keeping it clean and providing it to every human being, so that it can be used for their daily needs. Mainly in small properties in the countryside, in isolated areas with low demographic density, this demand for fresh water for consumption, hygiene or irrigation is poorly supplied and takes lots of efforts. The found water pumping is a solution that rationalizes its use in domestic chores, in animal rearings and in the irrigation systems of cultivated areas. Making feasible local, renewable and non-polluted energetic alternatives is the aim pursued for those areas that are usually far away from the public electric network. Using photovoltaic solar energy is the alternative now proposed. Evaluating, for this scenery, the hidroenergetic performance of the photovoltaic systems used in the water pumping, it is the purpose of this study. Therefore, two pumping systems fed by photovoltaic energy were built in the workplace, with four pairs of different arrangement connections of monocrystalline and polycrystalline solar panels. Each system is composed by one moto-pump, two water tanks, level sensors and a solenoid valve. For evaluation of hidroenergetic performances between those photovoltaic arrangements were compared their rate of water... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Odivaldo José Seraphim / Coorientador: Antonio Ribeiro da Cunha / Banca: Luis Roberto Almeida Gabriel Filho / Banca: José Angelo Cagnon / Mestre