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

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Presentation Transcript
bombeamento de gua

BOMBEAMENTO DE ÁGUA

A Alternativa Solar

Grupo: Bianca de Castro Leyen

Ricardo Cerbino Salles

principais t picos
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.
principais m todos para o fornecimento de gua
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.
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.

Bombas Manuais

PRINCIPAL APLICAÇÃO: Consumo residencial.

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.

Bombas Diesel

PRINCIPAL APLICAÇÃO: Irrigação de grandes áreas.

bombas solares
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.
bombas solares7
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.
bombas solares8
Bombas Solares
  • PRINCIPALMENTE UTILIZADA EM APLICAÇÕES INTERMEDIÁRIAS:
    • Pequenas cidades (100 - 1000 habitantes).
    • Necessidades agrícolas moderadas.
regi es de aplicabilidade de diversas op es de bombeamento
Regiões de aplicabilidade de diversas opções de bombeamento

Profundidade de Bombeamento (m)

Fluxo Diário (m3/dia)

bombas solares10
Bombas Solares

RECURSOS SOLARES ADEQUADOS

DEMANDA DE ÁGUA MODERADA

CASO DO NORDESTE BRASILEIRO

bombas solares11
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.
bombeamento de gua por energia solar
Diagrama de blocos:

Sol

Inversor

Motor

Motor

Bomba

Bomba

Arranjo

Fotovoltáico

Poço

Bombeamento de Água por Energia Solar
bomba centr fuga
Bomba Centrífuga

25 pés ou menos

Nível de Água durante o bombeamento

Impulsores

Revestimento

bomba centr fuga16
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.
bomba centr fuga17
Bomba Centrífuga
  • Superficial:
bomba volum trica20
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.
compara o entre bombas

1.25

Bomba Volumétrica

(Saída Anual Normalizada = 1.00)

1.00

0.75

Bomba Centrífuga

(Saída Anual Normalizada = 0.89)

Quantidade de água mensal (% da média anual)

0.50

0.25

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Meses do ano

Comparação entre Bombas
tipos de motores
Tipos de Motores:
  • Corrente contínua.
  • Corrente alternada.
motores cc
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.
motores cc24
Motores CC
  • Aplicação:
    • Ligação direta com o arranjo FV, funciona na superfície e em pequenas alturas.
motores ca
Motores CA
  • Características:
    • Necessitam de inversor.
    • Baixo custo.
    • Recomendados para potências maiores que 15 HP.
motores ca26
Motores CA
  • Aplicação:
    • Em grandes profundidades, trabalham como motor de indução, com inversores trifásicos, que possuem variação da freqüência para controle da velocidade.
slide27

Bomba Volumétrica

Prof. Poço x Vazão = 200m4

Turbina CA ou CC Submersa

Com múltiplos estágios

Bomba CA ou CC Submersa

PROFUNDIDADE DE BOMBEAMENTO (m)

Bomba Manual

Bomba CC Superficiais

VAZÃO (m3/dia)

sistema de bombeamento
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).

sistema de bombeamento29
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).

sistema de bombeamento30
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.
exemplo de aplica o
Exemplo de Aplicação:
  • Bombeamento solar de água instalado no sertão do Ceará - capacidade: 11.9 m3/dia(5.4kWh/m2).
exemplo de aplica o32
Exemplo de Aplicação:
  • Comparação entre sistemas de abastecimento:
    • Caminhão-pipa:  2.29 dólares/m3.
    • Moto-Bomba Diesel: 0.99 dólares/m3.
    • Bombeamento Solar FV:  0.72 dólares/m3.
conclus es
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.