Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roger Nabeyama Michels.pdf: 4361240 bytes, checksum: 896b2cd719d7885b070fecc71373f7e7 (MD5) Previous issue date: 2007-06-06 / The current dissertation describes an experiment to evaluate a water pumping system activated by two photovoltaic panels installed at The Federal Technological University of Paraná FTUPR, Medianeira Campus, in the State of Paraná, Brazil. The city of Medianeira s latitude and longitude are 25º17 43 south and 54º03 38 west respectively, with an altitude of 500.7 meters (1,642.72 feet). The system operated in a real working situation, pumping water to a 20 meters (65.62 feet) elevation. Data were collected, from February 2005 to November 2005, by means of a computerized data collector made by Campbell Scientific Inc that made possible collecting and applying irradiance values in the panel plane, generated current and tension, panel temperature, pressure and consume. Data readings were made at a 1-hertz frequency and stored every minute. Through calculi, the system efficiency and energy values and hydraulic strength were obtained. Winter solstice showed 9.58% efficiency with daily pumping of 2,056.44 liters (543.14 gallons) whereas summer solstice confirmed 9.07% efficiency with daily pumping of 2,377.21 liters (627.86 gallons). Winter day s highest efficiency is associated to the lowest temperature in those days compared to summer days, and the factor that prompted larger pumped water consume, during summer days, was related to solar insulation time that is longer if compared to winter days. Total water pumped during the experiment period was 435,042.20 liters (114,900.99 Gallons). / A presente dissertação descreve o experimento desenvolvido com a finalidade de avaliar um sistema de bombeamento de água acionado por dois painéis fotovoltaicos instalado nas dependências da Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR, Campus Medianeira, estado do Paraná, Brasil. O município está localizado no oeste paranaense com 25º17 43 Latitude sul, 54º03 38 Longitude oeste e com altitude de 500,7 metros. O sistema trabalhou em situação real de funcionamento, bombeando água a uma altura de 20 metros. Foram coletados dados de fevereiro de 2005 a novembro de 2005; utilizou-se um coletor de dados computadorizado da marca Campbell Scientific INC., o que possibilitou adquirir e armazenar os valores de irradiância no plano do painel, tensão e corrente gerada, temperatura no painel, pressão e vazão. A leitura dos dados foi realizada com freqüência de 1 hertz e armazenada a cada 1 minuto. Através de cálculos obtiveram-se os valores de potência e eficiência do sistema e a potência hidráulica. O solstício de inverno apresentou eficiência de 9,58% com bombeamento diário de 2.056,44 litros, enquanto que o solstício de verão apresentou eficiência de 9,07% com bombeamento diário de 2.377,21 litros. A maior eficiência nos dias de inverno está atrelada às menores temperaturas nestes dias se comparado aos dias de verão e o fator que provocou uma maior vazão de água bombeada nos dias de verão está ligado ao tempo de insolação solar que é maior se comparado aos dias de inverno. O total de água bombeada durante o período do experimento foi de 435.042,20 litros.

Orientador: Prof. Dr. Federico Bernardino Morante Trigoso / Tese ( doutorado)- Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / Várias são as soluções tecnológicas disponíveis para o acesso à água no meio rural. Dentre elas, a opção fotovoltaica apresenta-se consolidada e competitiva, podendo suprir a demanda de água em comunidades rurais dispersas. Contudo, experiências ao redor do mundo demonstram que muitos empreendimentos têm falhado por não considerarem as peculiaridades locais e os processos adequados de introdução e manutenção da nova tecnologia. Dessa forma, por meio desta pesquisa, pretendeu-se identificar os principais entraves ao sucesso de empreendimentos de abastecimento de água em regiões semiáridas baseados na tecnologia solar fotovoltaica e recomendar formas para a superação de tais entraves de acordo com boas práticas na implantação e gestão desses sistemas. Nesse contexto, foi proposto um indicativo de política pública para potencializar a difusão e inserção tecnológica da opção fotovoltaica de bombeamento no Território Vale do Rio Canindé, semiárido piauiense. Verificou-se, nesse cenário, que para possibilitar a difusão do uso da tecnologia solar fotovoltaica nesse território é necessário inicialmente o desenvolvimento de um programa de capacitação e formação de mão de obra especializada, bem como a realização de um amplo programa governamental de incentivo que possibilite o aproveitamento do leque de instituições existentes e as potencialidades produtivas locais. / Several technological solutions exist to access to provide water in rural areas. Among them, the photovoltaic option is competitive and consolidated option to supply the demand for water in remote rural communities. However, experiences around the world show that many projects have failed by not considering the local peculiarities and adequate procedures of introduction and maintenance of the new technology. Thus, through this research, we intend to identify the main barriers to the success of water supply projects in semi-arid regions based on solar photovoltaic technology, and recommend ways to overcome these barriers in accordance with best practices in the implementation and management of systems. In this context, a suggestion of public policy is proposed to enhance the dissemination and technological integration of photovoltaic pumping option in the Caninde River Valley, Piauí semiarid. It was found, in this scenario, that to enable the widespread use of photovoltaic solar technology in this area is necessary, as a first step, the development of a training program and training skill labor, as well as the implementation of a governments program of incentives that would enable the use of the range of the existing institutions and the local productive potential.

Orientador: João Luis Zocoler / Coorientador: Rodrigo Máximo Sánchesz-Román / Banca: João Carlos Cury Saad / Banca: Marconi Batista Teixeira / Resumo: O abastecimento público é um dos grandes desafios das autoridades em prover a sociedade com água de qualidade e em quantidade. O aumento da demanda por este recurso natural exige projetos de captação e transporte cada vez maiores e mais complexos. Um projeto hidráulico deve ser concebido para operar sob condições normais de escoamento e também sob condições extremas, causadas por agentes externos que possam gerar pressões muito maiores ou muito menores às condições ideais de funcionamento. Este trabalho teve por objetivos definir o desenho de bombeamento público para o abastecimento da cidade de Torrinha, município do Estado de São Paulo; determinar qual alternativa de combinação de tubulações é a melhor solução hidráulica e econômica; e verificar a necessidade e definir a proteção contra transiente hidráulico. Utilizou-se o programa Allievi para realizar as cinco simulações propostas: Simulação 1 (S1): regime permanente; Simulação 2 (S2): linha com tubos de ferro fundido sem proteção; Simulação 3 (S3): linha com tubos de PVC-O sem proteção; Simulação 4 (S4): linha com tubos de PVC-O com proteção; Simulação 5 (S5): linha com tubos de ferro fundido e de PVC-12 DeFoFo com proteção. A partir dos resultados concluiu-se que na simulação 5 obteve-se a melhor opção econômica e hidráulica, consistindo em construir a linha com os primeiros 3391,79 metros de tubos de ferro fundido, ponta bolsa, K7 e 3297,33 metros restantes com tubos de PVC 12 DeFoFo; e a utilização do dispositivo RHO com bexiga de 1,5 m³ de capacidade para proteção contra transiente hidráulico. As simulações S2 e S3 evidenciaram um ganho de rendimento do grupo motobomba e a opção S1 é a que mostrou a melhor combinação vazão-altura... / Abstract: O abastecimento público é um dos grandes desafios das autoridades em prover a sociedade com água de qualidade e em quantidade. O aumento da demanda por este recurso natural exige projetos de captação e transporte cada vez maiores e mais complexos. Um projeto hidráulico deve ser concebido para operar sob condições normais de escoamento e também sob condições extremas, causadas por agentes externos que possam gerar pressões muito maiores ou muito menores às condições ideais de funcionamento. Este trabalho teve por objetivos definir o desenho de bombeamento público para o abastecimento da cidade de Torrinha, município do Estado de São Paulo; determinar qual alternativa de combinação de tubulações é a melhor solução hidráulica e econômica; e verificar a necessidade e definir a proteção contra transiente hidráulico. Utilizou-se o programa Allievi para realizar as cinco simulações propostas: Simulação 1 (S1): regime permanente; Simulação 2 (S2): linha com tubos de ferro fundido sem proteção; Simulação 3 (S3): linha com tubos de PVC-O sem proteção; Simulação 4 (S4): linha com tubos de PVC-O com proteção; Simulação 5 (S5): linha com tubos de ferro fundido e de PVC-12 DeFoFo com proteção. A partir dos resultados concluiu-se que na simulação 5 obteve-se a melhor opção econômica e hidráulica, consistindo em construir a linha com os primeiros 3391,79 metros de tubos de ferro fundido, ponta bolsa, K7 e 3297,33 metros restantes com tubos de PVC 12 DeFoFo; e a utilização do dispositivo RHO com bexiga de 1,5 m³ de capacidade para proteção contra transiente hidráulico. As simulações S2 e S3 evidenciaram um ganho de rendimento do grupo motobomba e a opção S1 é a que mostrou a melhor combinação vazão-altura... / Mestre

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 2017-07-10T19:23:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roger Nabeyama Michels.pdf: 4361240 bytes, checksum: 896b2cd719d7885b070fecc71373f7e7 (MD5) Previous issue date: 2007-06-06 / The current dissertation describes an experiment to evaluate a water pumping system activated by two photovoltaic panels installed at The Federal Technological University of Paraná FTUPR, Medianeira Campus, in the State of Paraná, Brazil. The city of Medianeira s latitude and longitude are 25º17 43 south and 54º03 38 west respectively, with an altitude of 500.7 meters (1,642.72 feet). The system operated in a real working situation, pumping water to a 20 meters (65.62 feet) elevation. Data were collected, from February 2005 to November 2005, by means of a computerized data collector made by Campbell Scientific Inc that made possible collecting and applying irradiance values in the panel plane, generated current and tension, panel temperature, pressure and consume. Data readings were made at a 1-hertz frequency and stored every minute. Through calculi, the system efficiency and energy values and hydraulic strength were obtained. Winter solstice showed 9.58% efficiency with daily pumping of 2,056.44 liters (543.14 gallons) whereas summer solstice confirmed 9.07% efficiency with daily pumping of 2,377.21 liters (627.86 gallons). Winter day s highest efficiency is associated to the lowest temperature in those days compared to summer days, and the factor that prompted larger pumped water consume, during summer days, was related to solar insulation time that is longer if compared to winter days. Total water pumped during the experiment period was 435,042.20 liters (114,900.99 Gallons). / A presente dissertação descreve o experimento desenvolvido com a finalidade de avaliar um sistema de bombeamento de água acionado por dois painéis fotovoltaicos instalado nas dependências da Universidade Tecnológica Federal do Paraná UTFPR, Campus Medianeira, estado do Paraná, Brasil. O município está localizado no oeste paranaense com 25º17 43 Latitude sul, 54º03 38 Longitude oeste e com altitude de 500,7 metros. O sistema trabalhou em situação real de funcionamento, bombeando água a uma altura de 20 metros. Foram coletados dados de fevereiro de 2005 a novembro de 2005; utilizou-se um coletor de dados computadorizado da marca Campbell Scientific INC., o que possibilitou adquirir e armazenar os valores de irradiância no plano do painel, tensão e corrente gerada, temperatura no painel, pressão e vazão. A leitura dos dados foi realizada com freqüência de 1 hertz e armazenada a cada 1 minuto. Através de cálculos obtiveram-se os valores de potência e eficiência do sistema e a potência hidráulica. O solstício de inverno apresentou eficiência de 9,58% com bombeamento diário de 2.056,44 litros, enquanto que o solstício de verão apresentou eficiência de 9,07% com bombeamento diário de 2.377,21 litros. A maior eficiência nos dias de inverno está atrelada às menores temperaturas nestes dias se comparado aos dias de verão e o fator que provocou uma maior vazão de água bombeada nos dias de verão está ligado ao tempo de insolação solar que é maior se comparado aos dias de inverno. O total de água bombeada durante o período do experimento foi de 435.042,20 litros.