Desempenho de um sistema de irrigação fotovoltaico autônomo e com armazenamento de energia em baterias

Abstract

Alternativas sustentáveis para fornecimento de energia têm sido implementadas em diferentes áreas da agricultura. A energia fotovoltaica é uma energia limpa e renovável, que tem sido amplamente utilizada para o bombeamento de água na irrigação. O objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho de sistemas de irrigação localizada fotovoltaico considerando uma condição de conversão direta (autônomo) da energia solar e outra com armazenamento da energia em baterias. Foram testados dois sistemas de irrigação localizado: gotejamento (vazão de 4 L h -1 ), utilizando emissores normal e autocompensante, e microaspersão (vazão de 65 L h -1 ). Para avaliar o desempenho dos sistemas de irrigação foi determinado os coeficientes de uniformidade de distribuição (CUC e CUD). Além disso, foram comparados os volumes bombeados pelo sistema autônomo e com armazenamento de energia. As informações obtidas foram submetidas a análise de regressão correlacionando com dados de radiação solar. Obteve-se o coeficiente de claridade horário para as condições testadas, o que confirma a ocorrência de diferentes condições climáticas durantes os testes. Foi realizado um estudo do potencial de bombeamento dos sistemas irrigação por gotejamento fotovoltaico autônomos para todo o Brasil para um período de 01/02/2018 a 31/01/2019. Ambos os sistemas de bombeamento apresentaram valores de coeficiente de uniformidade de distribuição classificados com excelentes. O Brasil possui um grande potencial de utilização do sistema fotovoltaico autônomo. O sistema autônomo bombeou mais do que o dobro de água do que o sistema com armazenamento de energia, o volume bombeado pelas baterias totalmente recarregadas foi de 2420 L dia - . Conclui-se que os sistemas de irrigação localizada fotovoltaico autônomo utilizando emissores normais é viável e apresenta um grande potencial de utilização para o território nacional em sistemas de pequeno porte. Além disso, o sistema com armazenamento de energia em baterias no presente trabalho não apresentou vantagens.

Sustainable alternatives for energy supply have been implemented in different areas of agriculture. Photovoltaic energy is a clean and renewable energy, which has been widely used for water pumping in irrigation. The objective of this work was to evaluate the performance of photovoltaic localized irrigation systems considering a direct (autonomous) conversion condition of solar energy and another with energy storage in batteries. Two systems of localized irrigation were tested: drip (flow of 4 L h-1), using normal and self-compensating emitters, and microaspersion (flow of 65 L h-1). In order to evaluate the performance of the irrigation systems, the Uniformity and Distribution Coefficient (CUC and CUD) was determined. In addition, the volumes pumped by the autonomous system and with energy storage were compared. The obtained data were submitted to regression analysis correlating with solar radiation data. The coefficient of time clarity was obtained for the conditions tested, which confirms the occurrence of different climatic conditions during the tests. A study of the pumping potential of autonomous photovoltaic drip irrigation systems for all Brazil was carried out for a period from 02/01/2018 to 01/31/2019. Both pumping systems presented values of uniformity coefficient of distribution classified with excellent. Brazil has a great potential to use the autonomous photovoltaic system. the autonomous system pumped more than twice as much water as the energy-stored system, the volume pumped by the fully recharged batteries was 2420 L dia-1. It is concluded that autonomous photovoltaic localized irrigation systems using normal emitters is feasible and presents a great potential of use for the national territory in small systems. In addition, the system with energy storage in batteries in the present work did not present advantages.