BOMBEAMENTO DE ÁGUA A Alternativa Solar Grupo: Bianca de Castro Leyen

Apresentação em tema: "BOMBEAMENTO DE ÁGUA A Alternativa Solar Grupo: Bianca de Castro Leyen"— Transcrição da apresentação:

1 BOMBEAMENTO DE ÁGUA A Alternativa Solar Grupo: Bianca de Castro Leyen
Ricardo Cerbino Salles

2 Principais Tópicos: Comparação entre bombas manuais, a diesel e solares. Principais vantagens e desvantagens do sistema de bombeamento de água movido a energia solar FV, e suas características. Tipos de bombas mais utilizadas. Tipos de motores. Balanço eletromecânico do sistema. Exemplo de aplicação.

3 Principais Métodos para o Fornecimento de Água
EM LOCAIS ACESSÍVEIS: Bombas Mecânicas ligadas à rede. EM LOCAIS DE DIFÍCIL ACESSO: Desvio da água da chuva ou de um rio próximo por escoamento gravitacional. Bombas Hidráulicas manuais. Bombas Mecânicas acionadas por motores a óleo diesel. Bombas mecânicas acionadas por energia solar.

4 Bombas Manuais VANTAGENS: Baixo custo. Tecnologia simples.
Fácil manutenção. Não requer combustível. Limpeza. DESVANTAGENS: Manutenção constante. Baixo fluxo de água. Demanda de muito tempo e energia humana para a sua utilização. Profundidade do poço limitada em 15 metros. PRINCIPAL APLICAÇÃO: Consumo residencial.

5 Bombas Diesel VANTAGENS: Custo inicial baixo. Portáteis.
Larga experiência de utilização. Fácil instalação. DESVANTAGENS: Ruído. Poluição. Fumaça. Custo operacional elevado - Preço alto do combustível. Difícil manutenção. Na maioria das vezes são subaproveitadas - Baixo rendimento. PRINCIPAL APLICAÇÃO: Irrigação de grandes áreas.

6 Bombas Solares VANTAGENS: Pequena necessidade de Manutenção.
Limpeza e não agressão ambiental. Não requer combustível. Fácil instalação. Durabilidade e Confiabilidade. Operação desassistida. Baixos custos recorrentes. Sistema modular. Perfeita adequação das épocas de maior recurso energético e maior demanda de água.

7 Bombas Solares DESVANTAGENS: Custo inicial elevado.
Baixa produtividade em dias nublados. Não-familiaridade da maioria dos usuários com o sistema. Necessidade de existência de recursos solares adequados.

8 Bombas Solares PRINCIPALMENTE UTILIZADA EM APLICAÇÕES INTERMEDIÁRIAS:
Pequenas cidades ( habitantes). Necessidades agrícolas moderadas.

9 Regiões de aplicabilidade de diversas opções de bombeamento
Profundidade de Bombeamento (m) Fluxo Diário (m3/dia)

10 RECURSOS SOLARES ADEQUADOS
Bombas Solares RECURSOS SOLARES ADEQUADOS DEMANDA DE ÁGUA MODERADA CASO DO NORDESTE BRASILEIRO

11 Bombas Solares LIMITES: Radiação Média Global Local   2.8 KWh/m2.
Vazão X Profundidade do poço  entre 600 e 1200 m4. Altura Manométrica (profundidade do poço)  entre 15 e 60 metros.

12 Bombeamento de Água por Energia Solar
Diagrama de blocos: Arranjo Fotovoltáico Inversor Motor Bomba Sol Poço Motor Bomba

13 Bombeamento de Água por Energia Solar
Configuração Esquemática:

14 Tipos de Bombas Centrífuga: Volumétrica:

15 Bomba Centrífuga Impulsores Revestimento 25 pés ou menos
Nível de Água durante o bombeamento Impulsores Revestimento

16 Bomba Centrífuga Características:
Grandes Volumes de água (1 a 1000m3/dia). Pequenas alturas manométricas (1 a 6 m). Comumente disponíveis no mercado. Tolera quantidades limitadas de detritos. Existem em dois tipos: Superficiais e Submersas.

17 Bomba Centrífuga Superficial:

18 Bomba Centrífuga Submersa:

19 Bomba Volumétrica

20 Bomba Volumétrica Características:
Pequenos ou médios volumes de água (0.3 a 40 m3/dia). Grandes alturas manométricas (10 a 500m). Necessitam de MPPT. Funcionam com pouca insolação.

21 Comparação entre Bombas
Meses do ano Quantidade de água mensal (% da média anual) 1.00 1.25 0.75 0.50 0.25 Bomba Centrífuga (Saída Anual Normalizada = 0.89) Bomba Volumétrica (Saída Anual Normalizada = 1.00)

22 Tipos de Motores: Corrente contínua. Corrente alternada.

23 Motores CC Características:
Somente fabricados em potências a baixo de 15 HP. Compatíveis com os arranjos FV. Alto custo comparado ao motor CA. Possuem escovas.

24 Motores CC Aplicação: Ligação direta com o arranjo FV, funciona na superfície e em pequenas alturas.

25 Motores CA Características: Necessitam de inversor. Baixo custo.
Recomendados para potências maiores que 15 HP.

26 Motores CA Aplicação: Em grandes profundidades, trabalham como motor de indução, com inversores trifásicos, que possuem variação da freqüência para controle da velocidade.

27 PROFUNDIDADE DE BOMBEAMENTO (m)
Bomba Volumétrica Prof. Poço x Vazão = 200m4 Turbina CA ou CC Submersa Com múltiplos estágios Bomba CA ou CC Submersa Bomba CC Superficiais Bomba Manual VAZÃO (m3/dia) PROFUNDIDADE DE BOMBEAMENTO (m)

28 Sistema de Bombeamento
Balanço eletromecânico: Energia hidráulica (kWh/dia) EH = DhTg onde: D = demanda diária de água (m3/dia). hT = altura total de bombeamento (m).  = densidade da água (1000kg/m3). g = aceleração da gravidade (9.8 m/s2).

29 Sistema de Bombeamento
Balanço eletromecânico: Potência do arranjo FV (kW) PFV = EH/imbHdiário onde: imb = eficiência do sistema inversor-motor-bomba. Hdiário = radiação solar diária incidente nos módulos FV(kWh//dia).

30 Sistema de Bombeamento
Balanço eletromecânico: Vazão bombeada máxima (m3/dia) Vbmáx = 367 x PFV imb/hT Nota: Este valor é importante porque define qual deve ser a capacidade mínima do poço para que o sistema de bombeamento não provoque o seu secamento.

31 Exemplo de Aplicação: Bombeamento solar de água instalado no sertão do Ceará - capacidade: 11.9 m3/dia (5.4kWh/m2).

32 Exemplo de Aplicação: Comparação entre sistemas de abastecimento:
Caminhão-pipa:  dólares/m3. Moto-Bomba Diesel: dólares/m3. Bombeamento Solar FV:  dólares/m3.

33 Conclusões: Bombeamento Solar FV é ideal para necessidades moderadas de água e recursos solares abundantes. Perfeitamente adequado ao nordeste brasileiro. Bomba Centrífuga:  Maior volume d’água.  Menores alturas. Bomba Volumétrica:  Menor volume d’água.  Maiores alturas. Motor CC:  Menor potência  Pequenas alturas.  Maior custo e eficiência. Motor CA:  Maior potência  Grandes alturas.  Necessita Inversor.