[pt] DIMENSIONAMENTO DE UM SISTEMA DE IRRIGAÇÃO POR ENERGIA SOLAR NO BRASIL

[en] SIZING OF A SOLAR ENERGY IRRIGATION SYSTEM IN BRAZIL

[pt] CICERO CITELIS VARGAS

[pt] MODELAGEM NUMERICA

[pt] PAINEIS FOTOVOLTAICOS

[pt] BOMBA

[pt] SIMULACAO NUMERICA

[en] NUMERICAL MODELING

[en] PHOTOVOLTAIC PANELS

[en] PUMP

[en] NUMERICAL SIMULATION

[pt] A energia solar é uma fonte renovável, assim como energia eólica, hidráulica e biomassa. Ela pode ser aproveitada através de células fotovoltaicas: equipamentos eletrônicos responsáveis por converter a radiação solar em energia elétrica. O Brasil possui uma das maiores capacidades de geração solar fotovoltaica do mundo, e essa pode substituir outras fontes de energia não renováveis em certas aplicações trazendo benefícios para seus usuários, em particular em áreas remotas e isoladas. Dentre as aplicações da energia solar, têm-se: aquecimento de água para uso doméstico, processos industriais como uso de forno, refrigeração na forma de calor e na geração de eletricidade para o setor residencial, comercial e industrial, em particular para as atividades agropecuárias como irrigação de plantações. Normalmente utilizam-se bombas movidas com grupo gerador a diesel na agricultura para irrigação já que o usuário costuma se encontrar longe de um ponto de conexão na rede elétrica. Porém, o uso dessa fonte de energia acarreta problemas como fornecimento irregular e caro, alto custo de manutenção das bombas e emissão de gases poluentes. Os sistemas de bombeamento de água usando energia solar têm sido uma opção satisfatória para substituir as bombas movidas a diesel nessa aplicação, pois atendem as demandas em áreas onde não há a conectividade ao sistema integrado nacional (SIN), não emite gases poluidores, nem gera ruído durante seu funcionamento e contribuem para restauração de pastagens. Foi dimensionado um sistema para atender o caso hipotético de um canavial de 1,3 (ha) na cidade de Xerém, Duque de Caxias, Rio de Janeiro. A partir da demanda de água (m3) para o canavial, foi usada uma modelagem numérica para desenvolver uma rotina no software Matlab a fim de integrar o sistema FV com o conjunto bomba-circuito hidráulico. Notou-se nos resultados que o parâmetro mais importante de determinação do desempenho dos módulos FV é a irradiação solar e a curva obtida pela modelagem numérica para instalação hidráulica aproxima-se muito da curva da literatura.

[en] Solar energy is a renewable source, as are wind, hydraulic and biomass energy. It can be harnessed through photovoltaic cells: electronic equipment responsible for converting solar radiation into electrical energy. Brazil has one of the largest photovoltaic solar generation functions in the world, and this can replace other non-renewable energy sources in applications bringing benefits to its users, particularly in remote areas and filling. Among the applications of solar energy, there are: water heating for domestic use, industrial processes such as the use of an oven, refrigeration in the form of heat and electricity generation for the residential, commercial and industrial sector, in particular for agricultural activities such as irrigation of plantations. Pumps driven with diesel generator set are normally used in agriculture for irrigation as the user is usually far from a connection point in the electrical network. However, the use of this energy source entails problems such as irregular and expensive supply, high maintenance costs for pumps and emission of polluting gases. Water pumping systems using solar energy have been a satisfactory option to replace diesel-powered pumps in this application, as they meet the demands in areas where connectivity to the national integrated system (SIN) is not available, does not emit polluting gases or generates noise during its operation and contributes to the restoration of pastures. A system was designed to meet the hypothetical case of a 1.3 (ha) sugarcane plantation in the city of Duque de Caxias, Rio de Janeiro. From the water demand (m3) for the sugarcane field, a numerical modeling was used to develop a routine without Matlab software to integrate the PV system with the hydraulic pump-circuit set. Observe the results that the most important parameter for determining the performance of PV modules is solar irradiation and a curve obtained by numerical modeling for hydraulic installation is very close to the curve in the literature.

FLORIAN ALAIN YANNICK PRADELLE

2021-12-21

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=56720@1

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.56720