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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16665
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 24-Jan-2024 |
Autor(es): | SILVA, Gabriel Bastos de Souza |
Primeiro(a) Orientador(a): | MACÊDO, Wilson Negrão |
Título: | Avaliação teórica experimental de sistemas fotovoltaicos de bombeamento de água |
Citar como: | SILVA, Gabriel Bastos de Souza. Avaliação teórica experimental de sistemas fotovoltaicos de bombeamento de água. Orientador: Wilson Negrão Macêdo. 2024. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/16665 . Acesso em:. |
Resumo: | 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. |
Abstract: | The photovoltaic pumping system represents a sustainable solution to provide access to potable water in remote communities of the Amazon region, whether for human consumption or agricultural irrigation, in areas with limitations in electrical supply from the local utility company. A central component of this system is the motor pump, responsible for suctioning the fluid and conveying it through a piping system to the desired destination and is often associated with a power conditioning device. This device acts as a converter from direct current to alternating current and may incorporate a mechanism for tracking the maximum power point of the photovoltaic generator. However, in photovoltaic systems, it is common for the motor pump to operate at frequencies below the nominal, resulting in lower efficiency compared to situations where energy supply is constant from the local electrical grid. Therefore, this study proposes an approach based on theoretical equations of the system components, aiming to predict an optimized operating point for the pump, considering factors affecting the performance of the photovoltaic generator, such as solar irradiance and temperature. To achieve this, the laboratory of the Study and Development of Alternative Energy Group has a test bench for simulating manometric heights. This was employed in this study to compare the performance of three photovoltaic pumping systems with simulations conducted in a MATLAB program, developed in a doctoral thesis defended in the Graduate Program in Electrical Engineering at the Federal University of Pará. The results highlighted the effectiveness of the methodology in identifying an optimal efficiency point for these systems, suggesting its applicability in specific types of pumping systems. Although in some situations, real-world operation showed discrepancies compared to predictions, overall, this model proved to be valuable for guiding projects aimed at implementing photovoltaic pumping systems in specific wells with enhanced energy efficiency. |
Palavras-chave: | Sistemas fotovoltaicos de bombeamento Curvas de eficiência Operação de motobombas Photovoltaic pumping systems Efficiency curves Operating points |
Área de Concentração: | SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA |
Linha de Pesquisa: | FONTES RENOVÁVEIS |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Tecnologia |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte URI: | Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Engenharia Elétrica (Mestrado) - PPGEE/ITEC |
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