Avaliação teórica experimental de sistemas fotovoltaicos de bombeamento de água

O sistema fotovoltaico de bombeamento representa uma solução para proporcionar acesso à água potável em comunidades remotas da região amazônica, seja para consumo humano ou para a irrigação agrícola, em áreas com limitações de fornecimento elétrico pela concessionária local. Um componente central desse sistema é a motobomba, encarregada de fazer a sucção do fluido e conduzi-lo por meio de um sistema de tubulação até o destino desejado, e está frequentemente associada a um dispositivo de condicionamento de potência. Este age como um conversor de corrente contínua para alternada e pode integrar um mecanismo de rastreamento do ponto de máxima potência do gerador fotovoltaico. No entanto, em sistemas fotovoltaicos, é comum que a motobomba opere em faixas de frequência abaixo da nominal, o que resulta em um rendimento inferior, em comparação com situações cujo fornecimento de energia é constante pela rede elétrica local. Diante disso, o presente estudo propõe uma abordagem baseada em equações teóricas dos componentes do sistema, com o objetivo de prever um ponto de operação otimizado da motobomba, por meio dos fatores que afetam o desempenho do gerador fotovoltaico, como a irradiância. Para isso, o laboratório do Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas dispõe de uma bancada de simulação de alturas manométricas, a qual foi empregada neste trabalho para comparar o desempenho de três sistemas fotovoltaicos de bombeamento com as simulações realizada em um código no programa MATLAB, desenvolvido em uma tese de doutorado defendida no Programa de PósGraduação em Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Pará. Os resultados evidenciaram a eficácia da metodologia em indicar um ponto de melhor eficiência desses sistemas, indicando sua aplicabilidade em tipos específicos de sistemas de bombeamento. Embora em algumas situações a operação real tenha apresentado discrepâncias em relação ao previsto, de modo geral, esse modelo se revelou valioso para orientar projetos que visam a implementação de sistemas fotovoltaicos de bombeamento em determinados poços com eficiência energética aprimorada.