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https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/3158| Tipo: | Dissertação |
| Título: | MODELAGEM DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO FOTOVOLTAICO EM CORRENTE ALTERNADA PARA IRRIGAÇÃO |
| Autor(es): | Paniago, Amanda Angélica Rodrigues |
| Primeiro Orientador: | Barbosa Junior, João Areis Ferreira |
| Resumo: | A demanda mundial por alimentos tem aumentado devido ao crescimento populacional. A produção agrícola, deve criar subsídios para o atendimento da demanda requerida, através do aumento da eficiência de produção. Neste sentido, soluções de irrigação que preservem o meio ambiente e que utilizem menos água devem ser adotadas, na tentativa de fomentar um desenvolvimento sustentável para o setor. Os sistemas fotovoltaicos têm sido muito utilizados como fonte de energia em unidades rurais, por ser renovável, limpa e acessível. Assim, é possível levar energia elétrica a locais remotos, sem a necessidade de criação de novas redes elétricas rurais ou queima de combustíveis fósseis, a exemplo do diesel. Deste modo, a energia elétrica produzida por uma usina fotovoltaica, fonte alternativa de energia, é usada para fornecer energia para bombas hidráulicas, componente fundamental dos sistemas de irrigação. Como os módulos fotovoltaicos convertem a irradiação solar em energia em corrente contínua, convém a conexão de bombas alimentadas por motores de corrente contínua, devido principalmente a facilidade de instalação e concepção. Entretanto, a substituição dessa topologia por uma que utilize motores de indução, mostra-se bastante atrativa, já que são consideravelmente mais acessíveis em âmbito nacional do que motores de corrente contínua. Outra vantagem se refere a frequente substituição de escovas requeridas pelos motores de corrente contínua, representando elevados gastos com manutenção e redução da vida útil do sistema. Evidentemente, quando os motores de indução são utilizados, uma unidade de condicionamento de energia deve ser instalada. Esta é responsável por converter a energia do arranjo fotovoltaico em corrente contínua para corrente alternada, possibilitando a conexão do motor de indução. O emprego de inversores de frequência convencionais pode representar outra vantagem, tendo em vista a facilidade de manutenção e acesso a mão de obra especializada. A implementação de modelos matemáticos e computacionais, para análise e compreensão dessa tecnologia, é de suma importância para a previsão do comportamento do sistema mediante a mudança dos valores das variáveis de entrada, permitindo a descrição da resposta do conjunto antes mesmo da instalação prática. Essa dissertação propôs a implementação computacional de um sistema de bombeamento solar utilizando motor de indução e conversor de frequência convencional para aplicação em irrigação utilizando inversor de frequência para alimentação de uma bomba hidráulica convencional. Sendo assim, o trabalho realizou a caracterização dos componentes do sistema, a demonstração de um exemplo de dimensionamento para irrigação, a parametrização do modelo computacional e a obtenção de resultados de simulação satisfatórios para a faixa de velocidades rotacionais menores do que a nominal |
| Abstract: | The world demand for food has increased due to population growth. Agricultural production must create subsidies to meet the required demand, through increased production efficiency. In this sense, irrigation solutions that preserve the environment and use less water should be adopted, in an attempt to promote sustainable development for the sector. Photovoltaic systems have been widely used as a source of energy in rural units, as they are renewable, clean and affordable. Thus, it is possible to take electricity to remote locations, without the need to create new rural electrical networks or burning fossil fuels, such as diesel. In this way, the electrical energy produced by a photovoltaic plant, an alternative source of energy, is used to supply energy for hydraulic pumps, a fundamental component of irrigation systems. As photovoltaic modules convert solar radiation into direct current energy, it is advisable to connect pumps powered by direct current motors, mainly due to the ease of installation and design. However, the replacement of this topology by one that uses induction motors is quite attractive, since they are considerably more accessible nationwide than direct current motors. Another advantage refers to the frequent replacement of brushes required by direct current motors, representing high maintenance costs and reduced system life. Of course, when induction motors are used, a power conditioning unit must be installed. This is responsible for converting the energy of the photovoltaic array into direct current to alternating current, enabling the connection of the induction motor. The use of conventional frequency inverters can represent another advantage, in view of the ease of maintenance and access to specialized labor. The implementation of mathematical and computational models, for the analysis and understanding of this technology, is of paramount importance for predicting the behavior of the system by changing the values of the input variables, allowing the description of the response of the set even before the practical installation. This dissertation proposed the computational implementation of a solar pumping system using an induction motor and a conventional frequency converter for application in irrigation using a frequency inverter to supply a conventional hydraulic pump. Therefore, the work carried out the characterization of the system components, the demonstration of an example of dimensioning for irrigation, the parameterization of the computational model and obtaining satisfactory simulation results for the range of rotational speeds lower than the nominal |
| Palavras-chave: | Energia solar Conversor CC-CA Implementação computacional Bombas hidráulicas |
| Área do CNPq: | CIENCIAS AGRARIAS::ENGENHARIA AGRICOLA |
| Idioma: | por |
| Pais: | Brasil |
| Editor: | Instituto Federal Goiano |
| Sigla da Instituição: | IF Goiano |
| Campus: | Campus Rio Verde |
| Programa/Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aplicada e Sustentabilidade |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ifgoiano.edu.br/handle/prefix/3158 |
| Data do documento: | 27-Jul-2022 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Aplicada e Sustentabilidade |
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