Uniformidade da irrigação por gotejamento com energia fotovoltaica autônoma utilizando rastreador solar
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v12i14.44496Palavras-chave:
Capacidade do processo; Controle estatístico; Energia solar; Irrigação localizada; Sustentabilidade.Resumo
Objetivou-se avaliar o desempenho de um sistema de irrigação por gotejamento, utilizando energia fotovoltaica autônoma. O experimento foi composto por um módulo fotovoltaico, diretamente conectado à bomba de água, com recalque conduzido a um sistema de irrigação formado por quatro tubos gotejadores instalados em uma bancada. Os ensaios foram realizados com o fornecimento de energia, utilizando o sistema fixo e de rastreamento solar, de modo que os dois tratamentos se caracterizam da seguinte maneira: T1- Fixo e Nível e T2 – Rastreamento e Nível. Os coletores foram posicionados para coleta da vazão às 9:00, 10:00, 11:00, 12:00, 13:00, 14:00, 15:00, 16:00 e 17:00 horas. No sistema de energia, foram medidos os parâmetros de tensão, corrente e irradiação; na irrigação, a vazão da água, e pressão de serviço inicial e final. Calculou-se os Coeficientes de Uniformidade de Distribuição (CUD) e Coeficiente de Uniformidade de Christiansen (CUC) além do gráfico de controle de Shewhart e o índice de capacidade do processo. Os resultados apresentaram maior estabilidade, quando da utilização do sistema de rastreamento, com CV de 65,28% e potência de 64,71W, para o sistema fixo, e CV de 16,31% com 142,40W com o sistema de rastreamento. Ambos os tratamentos superaram os 90%, na uniformidade, com o CUD atingindo valor mínimo necessário do índice de capacidade do processo para se manter em níveis de excelência. Portanto, a melhor geração de energia do sistema de rastreamento influenciou positivamente a irrigação, o que pode ser constatado principalmente nos gráficos de controle de Shewhart.
Referências
Abhilash, P., Kumar, R. N., & Kumar, P. P. (2021). Solar powered water pump with single axis tracking system for irrigation purpose. Materials Today: Proceedings, 1, 553-557.
Associação Brasileira De Normas Técnicas (ABNT). Equipamentos de irrigação agrícola – Emissores e tubos emissores – Especificações e métodos de ensaio (2006). ABNT NBR ISSO 9261. ABNT.
Agência Nacional De Águas (Brasil) (2017). Conjuntura dos recursos hídricos no Brasil: relatório 2017. ANA, no prelo.
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
Brauer, R. L., Cruz, R. L., Villas Boas, R. L., & Pletsch, T. A. (2011). Avaliação da uniformidade de aplicação de água em gotejadores em função do teor de ferro. Irriga, Botucatu, 16(1), 21-30.
Chandel, S. S., Naik, M. N., & Chandel, R. (2017) Review of performance studies of direct coupled photovoltaic water pumping systems and case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 76, 163-175.
Christiansen, J. E. (1942). Irrigation by sprinkling. University of California.
Costa, A. F. B., Epprecht, E. K., & Carpinetti, L. C. R. (2005). Controle estatístico de qualidade. (2a ed.). Atlas.
Filho, J. A. F., Silva, Y. F., Dalri, A. B., Palaretti, L. F., Zanini, J. R., & Coelho, A. P. (2018) Caracterização hidráulica de gotejadores de fluxo turbulento. Irriga, Botucatu, 23(2), 380-389.
Frizzone, J. A., Fretas, P. S. L., Rezende, R., Faria, M. A. (2012). Microirrigação: gotejamento e microaspersão. EDUEM.
García, A. M., Perea, R. G., Poyoto, E. C., Barrios, P. M. (2020). Comprehensive sizing methodology of smart photovoltaic irrigation systems. Agricultural Water Management, 229, 1-9.
Haupenthal, S. W., Vilas Boas, M. A., Siqueira, J. A. C., Tokura, L. K., & Nascimento, L. F. J. (2021). Statistical quality control to emission uniformity in micro sprinkler with autonomous photovoltaic pumping. Research, Society and Development, 10(11), 1-12. https://doi.org/10.33448/rsd-v10i11.19867
Hermes, E., Vilas Boas, M. A., Rodrigues, L. N., Melo, E. L., Gonçalves M. P., Lins, M. A., & Berger, J. S. (2015). Process capacity index in drip irrigation with cassava wastewater processing. African Journal of Agricultural Research, 10, 1427-1433.
Hoffmann, F. M., Molz, R. F., Kothe, J. V., Nara, E. O. B., & Tedesco, L. P.C. (2018). Monthly Profile Analysis Based on a Two-Axis Solar Tracker Proposal For Photovoltaic Panels. Renewable Energy, 115, 750-759.
Juchen, C. R., Suszek, F. L., & Vilas Boas, M. A. (2013). Irrigação por gotejamento para produção de alface fertirrigada com águas residuais agroindustriais. Irriga, Botucatu, 18(1), 243-256.
Keller, J., & Karmeli, D. (1975). Trickle irrigation design parameters. Transactions of the ASAE, 17, 678-684.
Lima, M. G. M., Dantas Neto, J., Ferreira, D. J. L., Gomes, A. H. S., & Vasconcelos, G. N. (2017). Comportamento hidráulico de sistema de irrigação por gotejamento em função da pressão de serviço adotada. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, 12(1), 167-171.
Merrian, J. L., & Keller, J. (1978). Farm Irrigation System Evaluation: a guide for management (3rd. Ed.). Logan: Utah State University.
Montgomery, D. C. (2009). Introdução ao controle estatístico da qualidade. Tradução Ana Maria Lima De Farias, Vera Regina Lima De Farias e Flores, Revisão técnica Luiz da Costa Laurencel. (4a ed.). LTC.
Mustafa, F. I., Shakir, S., Mustafa, F. F., Naiyf, A. T. (2018). Simple Design and Implementation of Solar tracking System Two Axis with Four Sensors for Baghdad city. The 9th International Renewable Energy Congress, 5.
Oliveira, E. V., Arraes, F. D. D., Torres, W. L. V., Souza, S. A., & Vieira, W. L. (2016). Desempenho de um sistema de irrigação por microaspersão e estimativa da demanda hídrica para diferentes fruteiras no município de Iguatu – CE. Revista Conexoes – Ciencias e tecnologia, 10(2), 40-46.
Omofunmi, O. E., Ilesanmi, O. A., & Orisabinone, T. (2009). Performance evaluation of hydraulic parameters of a developed drip irrigation system. Malaysian Journal of Civil Engineering, 31(2), 9-16.
Periasamy, P., Jain, N. K., & Singh, I. P. (2015). A review on development of photovoltaic water pumping system. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 43, 918-925.
Pinho, J. T., & Galdino, M. A. (2014). Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos.
Ribeiro, J. L. D., & Caten, C. S. T. (2012). Cartas de Controle para Variáveis, Cartas de Controle para Atributos, Função de Perda Quadrática, Análise de Sistemas de Medição. Série Monográfica Qualidade-Controle Estatístico do Processo. Editora.
Scarpare, F. V., Leal, M. R. L. V., & Victoria, R. L. (2015). The challenges of sugaracane ethanol in Brazil: past, presente and future. Bioenergy and Latin America: A Multi-Country Perpective. JRC technical reports, p. 91-104.
Sidek, M. H. M. Azis, N., Hasan, W. Z. W., AB Kadir, M. Z. A., Shafie, S., & Radzi, M. A. M. (2017). Automated positioning dual-axis solar tracking system with precision elevation and azimute alngle control. Energy, 124, 160-170.
Silveira, V. F., Siqueira, J. A. C., & Nascimento, L. F. J., et al. (2021). Comparative study of drip irrigation systems using indoor amorphous photovoltaic panels. Research, Society and Development, 10(11), 1 -14.
Sotanke, V. C., & Kalamkar, V. R. (2016). Solar photovoltaic water pumping system – A comprehansive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 59, 1038-1067.
Suszek, F. L., Vilas Boas, M. A., Sampaio, S. C., Juchen, C. R., & Lima, V. L. A. (2019). Desobstrução de emissores com ácido fosfórico em fertirrigação com cloreto de potássio vermelho. Revista em Agronegócio e Meio Ambiente, 12(1), 9-24.
Tamagi, J. T., Uribe-Opazo, M. A., Johann, J. A., & Vilas Boas, M. A. (2016). Uniformidade de distribuição de água de irrigação por aspersores compensantes e não compensantes em diferentes alturas. Irriga, 21(4), 631 – 647.
Wang, Y., Li, S., Qin, S., Guo, H., Yang, D., Lam, H. (2020). How can drip irrigation save water and reduce evapotranspiration compared to border irrigation in arid regions in northwest China. Agricultural Water Management, 239.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2023 Diego Berwanger; Soni Willian Haupenthal; Jair Antonio Cruz Siqueira; Marcio Antonio Vilas Boas
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
