Energia solar fotovoltaica autônoma na irrigação por pivô central

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v13i7.46354

Palavras-chave:

Autonomia; Controle estatístico; Energia renovável; Uniformidade; Sustentabilidade.

Resumo

O trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um sistema de irrigação por pivô central utilizando energia de um sistema fotovoltaico isolado, através de um estudo quantitativo experimental em laboratório. O fornecimento de energia foi composto por oito módulos fotovoltaicos com potência de 665W e um inversor de frequência de 1,5kW, ligado por fim, diretamente ao sistema de bombeamento. Os parâmetros de potência do sistema fotovoltaico e do motor da bomba de água, foram medidos simultaneamente a coleta da vazão da água do pivô central. O experimento foi conduzido no Núcleo Experimental da Engenharia Agrícola (NEEA) da Universidade Estadual do Oeste do Paraná, UNIOESTE, realizando 5 dias de coleta com 30 ensaios por dia, totalizando 150 coleta. A geração de energia por parte do sistema fotovoltaico foi instável com coeficiente de variação de 9,82 a 56,74%, já os valores de pressão e vazão mantiveram-se dentro dos valores nominais de especificação de acordo com o índice de capacidade do processo. Os valores de uniformidade ficaram entre 54,78 e 61,38%, portanto classificados como ruins, entretanto destaca-se que a estabilidade da geração de energia melhorou a uniformidade. Os gráficos de controle de Shewhart, definiram que a presença de nuvens, bem como valores baixos de radiação afetam a geração de energia, pressão e vazão do sistema de irrigação, comprometendo a uniformidade. Sendo assim conclui-se que o layout do sistema em estudo não foi satisfatório para uma irrigação adequada por pivô central. Recomendado portanto a utilização de um banco de baterias para estabilizar a geração e consumo de energia.

Referências

Almeida, P. M. de. (2021). Condicionamento da energia solar fotovoltaica para sistemas interligados à rede elétrica. http://www.ufjf.br/la bsolar/files/2011/05/Condicionamento-da-Energia-Solar-Fotovoltaica.pdf.

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.

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. doi:10.1016/j.rser.2017.05.012

Berwanger, D., Haupenthal, S. W., Vilas Boas, M. A., & Siqueira, J. A. C. (2023). Uniformidade da irrigação por gotejamento com energia fotovoltaica autônoma utilizando rastreador solar. Research, Society and Development, 12(14), e36121444496.

Dantas, S. G., & Pompermayer, F. M. (2018). Viabilidade econômica de Sistemas Fotovoltaicos no Brasil e possíveis efeito no setor elétrico. Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada – IPEA.

Elektsolar. Energia solar fotovoltaica: Vantagens e Desvantagens. <https://elektsolar.com.br/energia-solar-fotovoltaica-vantagens-e-desvantagens/>. Acesso em: 14 jul 2018.

EPE. Empresa de pesquisa energética. (2016): Energias renováveis. http://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dadosabertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-303/topico-397/Relat%C3%B3rio%20S%C3%ADntese%202018-ab%202017vff.pdf.

Gomes, A. C., Matos, V. S., Wanderley, V. D. S. A., Gonçalves, G. B., Cortes, L. R. C., & Soriano, F. R. (2020). Análise do potencial de geração fotovoltaica no estado da Bahia, Engenharia Elétrica e de Computação: Atividades Relacionadas com o Setor Científico e Tecnológico, 4, 113-128. 10.22533/at.ed.59720061010

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.

Heermann, D. F., & Hein, P. R. (1968). Performance caracteristics of self propeled center pivot sprinkler irrigation system. Transaction of the ASAE, Saint Joseph, 11(1), 11-15.

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. (1975). Trickle irrigation design parameters. Transactions of the ASAE, 17, 678-684.

Li, G. et al. (2017). Research and current status of the solar photovoltaic water pumping system–A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 79, 440-458.

Magalhães, G. E. (2016). Bombeamento de Água Utilizando Sistema Fotovoltaico Autônomo: Um Estudo de Caso. 104f. (Dissertação de Mestrado). Universidade Federal de Mato Grosso – UFMT, Engenharia de Edificação e Ambiental, Cuiabá, mato Grosso.

Mérida, G. A., R., González P. Poyatoa E, C., Barriosa, P. M., & Díaz J. A. R. (2020). Comprehensive sizing methodology of smart photovoltaic irrigation systems. Agricultural Water Management, 229, 105888

Mirzaei, M., & Mohiabadi, M. Z. (2017). A comparative analysis of long-term field testo f monocrystaline and polycrystaline PV poergeneretion in semi-arid climate conditions. Energy and sustainable Development, 38, 93-101.

Mittal, M. L., Sharma, C., & Singh, R. (2012). Estimates of emissions from coal Fired thermal power plants in India. In: Proceedings of international emission inventory conference, 14, 1–22.

Mohamed, A. Z., PEters, R. T., Zhu, X., & Sarwara, A. (2019). Adjusting irrigation uniformity coefficients for unimportant variability on a small scale. Agricultural Water Management, 213, 1078-1083.

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.

Montgomery, D. C. (2017) Introdução ao controle estatístico da qualidade. (7a ed.).

Montgomery, D. C., Runger, G. C., & Hubele, N. F. (2004). Estatística Aplicada à Engenharia. 2a.ed. LTC – Livros Técnicos e Científicos. Capítulo 8: controle estatístico da qualidade. 279-309.

Pazuch, F. A. (2021). Desenvolvimento, construção e validação de um pivô central experimental. 80f. (Tese Doutorado). Universidade Estadual do Oeste do Paraná – UNIOESTE, Engenharia Agrícola. Cascavel, Paraná.

Pereira, A. S., Shitsuka, D, M,. Parreira,F. J., Shitsuka, R. (2018), Metodologia da pesquisa científica. UFSM, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, Rio Grande do Sul.

Pinho, J. T., & Galdino, M. A. (2014). Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos.

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.

Universidade de Minnesota. Interpretação do Coeficiente de Uniformidade. extension.umn.edu.

Zavala V., López-Luque, R., Reca, J., Martínez, J., & Lao, M. T. (2020). Optimal management of a multisector standalone direct pumping photovoltaic irrigation system. Applied Energy, 260.

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Publicado

14/07/2024

Como Citar

BERWANGER, D. .; HAUPENTHAL, S. W.; SIQUEIRA, J. A. C. .; VILAS BOAS, M. A. Energia solar fotovoltaica autônoma na irrigação por pivô central . Research, Society and Development, [S. l.], v. 13, n. 7, p. e7813746354, 2024. DOI: 10.33448/rsd-v13i7.46354. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/46354. Acesso em: 17 jul. 2024.

Edição

Seção

Ciências Agrárias e Biológicas