Estudo comparativo de sistemas de irrigação por gotejamento com uso de painéis fotovoltaicos amorfos indoor

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19288

Palavras-chave:

Sistema de irrigação por gotejamento; Sistema de bombeamento fotovoltaico; Sistemas fotovoltaicos; Gráfico de Shewhart; Dias de sol e parcialmente nublados.

Resumo

A energia solar é uma opção limpa e renovável de produção de energia e pode ser aplicada no bombeamento de água. O bombeamento de água com energia solar fotovoltaica é uma das tecnologias que tem se destacado no país. Neste contexto, o trabalho teve como objetivo avaliar os diferentes métodos de um sistema de irrigação por gotejamento em função da utilização de um sistema de bombeamento fotovoltaico amorfo indoor, sem armazenamento de energia elétrica. O estudo foi instalado na Universidade Estadual do Oeste do Paraná. Os dados da tensão e corrente elétrica foram gerados pelos painéis fotovoltaicos; a irradiação solar foi medida pelo aparelho piranômetro; a vazão da bomba d'água foi determinada usando o medidor de vazão e os tipos de tubos de gotejamento em linha. O desempenho da irrigação foi determinado pelos coeficientes de uniformidade de distribuição de água (CUD) e pelo coeficiente de uniformidade de Christiansen (CUC). Os testes foram realizados em dias de céu abertos e parcialmente nublados. O experimento totalizou 40 dados amostrados, sendo metade coletados em dias ensolarados e a outra metade em dias parcialmente nublados, às 9h45; 11h00; 13h30 e 15h00. A metodologia apresentou maior influência no valor do CUD. Para o parâmetro CUC, os valores foram de aproximadamente 89% para os métodos estudados. Os valores permaneceram sob controle para o gráfico de Shewhart, mas com o índice de capacidade do processo afetado.

Referências

Alvarenga, A. C., Ferreira, V. H., & Fortes, M. Z. (2014). Energia solar fotovoltaica: uma aplicação na irrigação da agricultura familiar. Sinergia, 15 (4), 311-318.

American Society of Agricultural and Biological Engineers. ASABE. (1996). Field evaluation of micro-irrigation Systems, St. Joseph, USA.

Andrade, M. G. (2013). Efeito de um sistema de bombeamento de água fotovoltaico na operação de um microaspersor. Dissertação de mestrado. Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Cascavel, Brazil.

Andrade, M. G., Vilas Boas, M. A., Siqueira, J. A. C., Dieter, J., Sato, M., Hermes, E., Mercante, E., & Tokura, L. K. (2017). Statistical quality control for the evaluation of the uniformity of microsprinkler irrigation with photovoltaic solar energy. Renewable and Sustainable Energy, 78, 743-753. 10.1016/j.rser.2017.05.012

Andrade, M. G. D., Vilas Boas, M. A., Siqueira, J. A. C., Sato, M., Dieter, J., Hermes, E., Mercante, E. (2017). Uniformity microsprinkler irrigation system using statistical quality control. Ciência Rural, 47, e20160546. 10.1590/0103-8478cr20160546.

Brazilian Association of Technical Standards. ABNT. (1985). System central sprinkler irrigation, characterization and performance - test method: 1st Draft Standards. River of January. 22p.

Chandel, S. S., Nagaraju Naik, M., & Chandel, R. (2015). Review of solar photovoltaic water pumping system technology for irrigation and community drinking water supplies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 49, 1084-1099. 10.1016/j.rser.2015.04.083

Christiansen, J. E. (1942). Irrigation by sprinkling. University of California, 124p.

Costa, A. F. B., Epprecht, E. K., & Carpinetti, L. C. R. (2008). Controle Estatístico de Qualidade (2nd ed.). Editora Atlas.

Denículi, W., Bernardo, S., Thiébaut, J. T. L., & Sediyama, G. C. (1980). Uniformidade de distribuição de água, em condições de campo num sistema de irrigação por gotejamento. Revista Ceres, 27 (150), 155-162.

Duarte, K. A., Pereira, M. M., Souza, J. M., Pereira, M. K. M., Gomes, G. P., & Xerez, F. N. F. B. (2012). Desempenho de um sistema de irrigação por microaspersão na cultura da atemóia (Annona ssp.). INOVAGRI International Meeting, http://www.inovagri.org.br/meeting2012/wp-content/uploads/2012/06/Protocolo289.pdf.

Fernandes, A. I., Carvalho, M. A. R., Carvalho, L. C. C., & Santos Neto, A. M. (2012). Avaliação de um sistema de irrigação pelas metodologias de Keller e Karmeli, e de Denículi em citros irrigados por gotejamento. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 6 (2), 74-80. 10.7127/rbai.v6n200085

Grah, V. F., Botrel, T. A., Ponciano, I. M., Damasceno, A. P. A. B., Salvador, C. A., & Alves, D. G. (2012). Solução alternativa para bombeamento de água e automação da irrigação sem o uso de energia elétrica. Irriga, 1 (1), 309-323. 10.15809/irriga.2012v1n01p309

Grant, F. (2019). Development and validation of a systems-level cost optimization tool for solar-powered drip irrigation systems for smallholder farms. Doctoral thesis. Massachusetts Institute of Technology.

Haupenthal, S. W., Siqueira, J. A., Tokura, L. K., Nogueira, C. E. C., Vilas Boas, M. A., Nascimento, L. F. J., & Rocha, E. O. (2018). Evaluation of a Photovoltaic Energy System Applied to a Drip Irrigation System. Journal of Agricultural Science, 10 (8), 43-55. 10.5539/jas.v10n8p43

Justi, A. L., Vilas Boas, M. A., & Sampaio, S. C. (2010). Índice de capacidade do processo na avaliação da irrigação por aspersão. Engenharia Agrícola, 30 (2), 264-270. 10.1590/S0100-69162010000200008

Keller, J., & Karmeli, D. (1974). Trickle irrigation design parameters. Trans. ASAE, 17, 678-684. Saint Joseph.

Li, G., Jin, Y., Akram, M. W., & Chen, X. (2017). Research and current status of the solar photovoltaic water pumping system - A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 79, 440-458. 10.1016/j.rser.2017.05.055.

Lopes, A. R., Vilas Boas, M. A., Pazuch, F. A., Dalla Corte, L., Ostroski, D. A., Remor, M. B., Mohr, F. B. M., Dotto, M., Zanella, A. P., Carvalho, A. F G., Freddo, A. R., Bertoldo, I. C., Pirola, K., & Giarola, C. M. (2019). Statistical Quality Control in Uniformity of Drip Irrigation With Different Slopes. Journal of Agricultural Science, 11 (16), 195-205. 10.5539/jas.v11n16p195

Mantovani, E. C. (2000). A Irrigação do cafeeiro. In: Zambolim, L. Café: produtividade, qualidade e sustentabilidade, UFV.

Mantovani, E. C. (2000). Café: produtividade, qualidade e sustentabilidade (Eds: L. Zambolim), UFV.

Montgomery, D. C. (2009). Introdução ao controle estatístico de qualidade, (4th ed.), (Eds: Farias AML, Flores VRLF, Laurencel LC). Rio de Janeiro: Editora LTC.

Rawat, R., Kaushik, S. C., & Lamba, R. (2016). A review on modeling, design methodology and size optimization of photovoltaic based water pumping, standalone and grid connected system. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 57, 1506-1519. 10.1016/j.rser.2015.12.228

Reference Center for Solar and Wind Energy Sergio de Sálvio Brito. CRESESB. (2019). Presented at the SUNDATA, Brazil, July.

Santos, M. A. L., Santos, D. P., Silva, D. S., Santos Silva, M., & Cavalcante, P. H. S. (2016). Avaliação da uniformidade de distribuição de um sistema de irrigação por gotejamento em inhame (Dioscorea cayennensis L.). Revista Ciência Agrícola, 13 (1), 7-12.

Szekut, F. D., Klein, M. R., Suszek, F. L., Vilas Boas, M. A., & Zuculotto, T. (2014). Índice de capacidade de processo na irrigação por gotejamento destinado à agricultura familiar. In: II Brazilian Symposium on Salinity & II Brazilian Meeting on Irrigation, 2014, Fortaleza - CE. II INOVAGRI International Meeting. 10.12702/ii.inovagri.2014-a429.

Valer, L. R., Melendez, T. A., Fedrizzi, M. A., Zilles, R., & Moraes, A. M. (2016). Variable-speed drives in photovoltaic pumping systems for irrigation in Brazil. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 15, 20-26. 10.1016/j.seta.2016.03.003.

Vick, B. D., & Neal, B. A. (2012). Analysis of off-grid hybrid wind turbine/solar pv water pumping systems. Solar Energy, 86, 1197-1207. 10.1016/j.solener.2012.01.012

Vieira, G. H. S., & Mantovani, E. C. (2004). Estudo comparativo da avaliação de sistemas de irrigação por gotejamento com medição da vazão de 16 e 32 gotejadores. XIV Congresso Nacional de Irrigação e Drenagem, Porto Alegre, RS. Brazil.

Vieira, G. H. S., Mantovani, E. C., & Cordeiro, E. A. (2003). Estudo comparativo da avaliação de sistemas de irrigação por gotejamento utilizando os métodos propostos por Keller e por Denículi. Paper presented dat the Congresso Brasileiro de Pesquisas Cafeeiras, Araxá, MG. Brazil.

Vilas Boas, M. A. (2016). Fundamentos de irrigação localizada, Edunioeste.

Villalva, M., & Gazoli, J. (2012). Energia solar fotovoltaica: conceitos e aplicações, Érica.

Yu, Y., Liu, J., Wang, Y., Xiang, C., Zhou, J. (2018). Practicality of using solar energy for cassava irrigation in the Guangxi Autonomous Region, China. Applied Energy, 230, 31-41. 10.1016/j.apenergy.2018.08.060

Zago, E. A. (2017). Desempenho de um sistema de irrigação por gotejamento utilizando energia fotovoltaica. Dissertação de mestrado. Universidade Estadual do Oeste do Paraná.

Zocoler, J. L., Cesar, L. E. V., & Vanzela, L. S. (2004). Efeito da posição relativa da linha lateral de um equipamento de irrigação do tipo pivô central na uniformidade de distribuição de água e eficiência de irrigação. Engenharia Agrícola, 12 (4), 290-297.

Downloads

Publicado

25/08/2021

Como Citar

SILVEIRA, V. F. .; SIQUEIRA, J. A. C. .; NASCIMENTO, L. F. J. do .; TOKURA, L. K.; ALOVISI, A. M. T.; VILAS BOAS, M. A.; NOGUEIRA, C. E. C. .; SIQUEIRA, M. M. K. de .; BOHN, C. A.; MARQUES, R.; HAUPENTHAL, S. W.; LEWANDOSKI, C. F. .; DEBASTIANI, G. . Estudo comparativo de sistemas de irrigação por gotejamento com uso de painéis fotovoltaicos amorfos indoor. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 11, p. e125101119288, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i11.19288. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/19288. Acesso em: 21 dez. 2024.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas