Sistema Fotovoltaico para Bombeamento de Água em estufa no Solo Sagrado de Guarapiranga |

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XII SEMANA UNIFICADA DE APRESENTAÇÕES

Sistema Fotovoltaico para

Bombeamento de Água em Estufa no Solo Sagrado de Guarapiranga

Aline Vieira Costa Isadora dos Santos Silva Rodrigo Costa Rosa Lolla

30 de Novembro a 04 de Dezembro de 2015 Engenharia Ambiental e Sanitária – GEAS_PI_VI_M_01


XII SUA

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Sumário

Apresentação Justificativa Objetivo Metodologia EAP Descrição do Produto (Detalhamento, Processo/Tecnologia, Protótipo)

7. Análise de Risco do Projeto 8. Resultados 9. Considerações Finais 10.Bibliografia


XII SUA

Apresentação

Os Sistemas Fotovoltaicos (SFV) podem ser classificados em duas categorias principais: isolados ou conectados à rede. Em ambos os casos, podem operar a partir apenas da fonte fotovoltaica ou combinados com uma ou mais fontes de energia, quando são chamados de híbridos. A utilização de cada uma dessas opções depende da aplicação e/ou da disponibilidade dos recursos energéticos. A sua complexidade também pode ser variável dependendo das aplicações e das restrições do projeto (PINHO&GALDINO,2014).


XII SUA

Fonte alternativa de energia

Justificativa

Modelo de gestão ambiental

Ineficiência da rede elétrica e variações de tarifas


Objetivos

XII SUA

Geral Desenvolver e aperfeiçoar um sistema fotovoltaico para bombeamento de água na estufa do SSG em conjunto com a rede elétrica convencional do local.

Específicos • •

Utilizar as ferramentas de Gestão de Projetos, como estrutura analítica (EAP) e análise de risco, no estudo do projeto em desenvolvimento; Construir um protótipo do sistema de irrigação contendo bomba de água e duas lâmpadas alimentadas por um módulo solar fotovoltaico em conjunto com a rede elétrica, assim como avaliar seu funcionamento.


XII SUA

Metodologia

EAP e Análise de Risco • Project Management Body of Knowledge (PMBOK): divisão de processos em etapas e subdivisão de entregas, com atividades agrupadas em cada pacote; • Categorização a partir das análises de frequência e impactos dos possíveis riscos em uma matriz;

Dimensionamento do sistema no SSG • Stand-Alone Photovoltaic Systems – A Handbook of Recommendd Design Practices in Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos: cálculo de consumo, determinação da corrente, dimensionamento das baterias e dimensionamento do arranjo fotovoltaico.


EAP

XII SUA

SISTEMA DE BOMBEAMENTO FOTOVOLTAICO Planejamento

Diagnóstico

Plano de Negócios

Pré-Projeto

Análise de mercado

Gerenciamento

Sistema

Estrutura analítica

Produto

Projeto estrutural

Construção

Entrega

Estufa Protótipo

Definição da área

Tecnologia

Reunião com cliente Apresentação

Ajustes

Setor

Macro

Análise Estratégica

Viabilidade

Croqui

Dimensionamento do sistema Custos

Fixos

Técnica

Operacionais

Ambiental e Paisagística

Depreciação

Detalhamento do Produto

Dimensionamento

Análise de riscos

Comparação

Estrutura Relatório Instalação Hidráulica Testes

Projeto hidráulico

Projeto Elétrico

Galpão

Estrutura

Controle/ Alimentação

Instalação Elétrica

Legal

Placa controladora

Econômica

Testes

Acabamento

Figura 01: Estrutura Analítica do projeto Fonte: Adaptado de PMBOK, 2014.

Testes

Apresentação


XII SUA

Descrição do Produto

SISTEMA FOTOVOLTAICO Figura 02: Esboço do sistema (primeiro semestre)

Figura 03: Diagrama do sistema fotovoltaico para estufa do SSG

Fonte: Elaboração própria.

Fonte: Elaboração própria.


Descrição do Produto

XII SUA

CONTROLE DE ALIMENTAÇÃO Seleciona a rede elétrica convencional na ausência da energia solar fotovoltaica

Figura 04: Representação do sistema de controle da alimentação FONTE

Módulo fotovoltaico / bateria

ADAPTAÇÃO

SELEÇÃO

CONSUMO

Inversor

Placa de controle Rede Convencional

Fonte: Elaboração própria.

Cargas


Descrição do Produto

XII SUA

PROTÓTIPO Estruturas (estufa e galpão), instalação hidráulica e elétrica em escala 1:25

Figura 05: Estrutura da estufa

Figura 06: Confecção da estrutura do galpão

Fonte: Rodrigo Lolla, 2015.

Fonte: Rodrigo Lolla, 2015.


Descrição do Produto

XII SUA

PROTÓTIPO Estruturas (estufa e galpão), instalação hidráulica e elétrica em escala 1:25

Figura 07: Parte interna do protótipo (estufa)

Figura 08: Parte interna da estufa do SSG

Fonte: Rodrigo Lolla, 2015.

Fonte: Rodrigo Lolla, 2015.


Descrição do Produto

XII SUA

PROTÓTIPO Estruturas (estufa e galpão), instalação hidráulica e elétrica

Figura 09: Parte interna do protótipo (estufa)

Fonte: Rodrigo Lolla, 2015.

Figura 10: Parte interna da estufa do SSG

Fonte: Rodrigo Lolla, 2015.


XII SUA

Descrição do Produto

PROTÓTIPO Instalação elétrica – placa controladora Figura 11: Placa de controle da alimentação (15x15cm)

Fonte: Daniele Yoshie, 2015.


XII SUA

Anรกlise de Risco

Tabela 01: Anรกlise de risco do projeto

Fonte: Adaptado de AMORIM, 2014.


Resultados

XII SUA

CONSUMO DE ENERGIA

CARGAS

Bomba

CONSUMO DIÁRIO

CONSUMO DIÁRIO CORRIGIDO*

736 W 796 Wh/dia

Lâmpadas eletrônicas

995 Wh/di a

60 W

*Eficiência na conversão de potência (decimal) = 0,8; relacionado a perda de energia que ocorre nos sistemas que utilizam inversores


XII SUA

Resultados

DIMENSIONAMENTO DO ARRANJO

Painéis solares (45A)

Tabela 02: Custos do Sistema 1

Controlador de carga (1500W)

Baterias (45Ah/50Ah) Fonte: Adaptado de Neosolar, 2015.

Inversor de carga (1500W)


XII SUA

Resultados

VIABILIDADE ECONÔMICA Investimento inicial

Tabela 03: Custos do Sistema 2

Tabela 04: Custos do Sistema 3

Fonte: Adaptado de Neosolar, 2015.

Fonte: Adaptado de Neosolar, 2015.


XII SUA

Resultados

CENÁRIOS Opções de sistemas e tempo de retorno

CUSTOS MENSAIS

SISTEMA 1

SISTEMA 2

SISTEMA 3

Investimento

Investimento

Investimento

R$ 5.052,85

R$ 5.987,70

R$ 6.645,70

Energia elétrica R$ 15,00 Diesel R$94,07

CUSTO ANUAL R$ 1.317,13

4 anos 4 anos e 7 meses 5 anos


XII SUA

Considerações Finais

Menos variações e reajustes expressivos nas tarifas

Retorno financeiro relativamente baixo (5 anos)

Modelo de Gestão Ambiental


Bibliografia AMORIM, E. L. C. Ferramentas para análise de risco. Análise de Risco, Engenharia Ambiental e Sanitária. Universidade Federal de Alagoas, 2013. ANEEL. Atlas de Energia Elétrica no Brasil. 3ª. ed. Brasília: Agência Nacional de Energia Elétrica, 2008. FEDRIZZI, M. C. Fornecimento de Água com Sistemas de Bombeamento Fotovoltaicos. Pós-Graduação em Energia, Universidade de São Paulo, 1997. MORALES, L. R. A utilização de sistemas fotovoltaicos de bombeamento para irrigação em pequenas propriedades rurais. Dissertação (Pós- Graduação Stricto Sensu) em Energia, Universidade de São Paulo, 2011. PINHO, J. T.; GALDINO, M. A. Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. 2ª. ed. Rio de Janeiro: CEPEL-CRESESB, 2014. PMI. Um Guia do Conhecimento em Gerenciamento de Projetos (Guia PMBOK©) – Quarta Edição. Project Management Institute, Inc, 2014. SOUZA, H. M. Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. Cresesb , Cepel. Centro de Referência para Energia Solar e Eólica de Salvo Brito. Rio de Janeiro, 2004.


XII SUA

Agradecimentos

Prof. Marcus Vinicius Russo

Prof. Caio Augusto Magalhães

(Laboratório de Física)

(Orientador)

Rafaela Otsuka

Prof. José Luís S. de Oliveira

(Laboratório de Química)

(Gestão de Projetos)

Seu Antônio, Félix e Lorenzo (Laboratório de D.I.)

Prof. Adriano Luca (Laboratório de D.I.)

Daniele Yoshie (Eletrônica Industrial FATEC-SP)


XII SEMANA UNIFICADA DE APRESENTAÇÕES

Obrigado!

30 de Novembro a 04 de Dezembro de 2015 Engenharia Ambiental e Sanitária – GEAS_PI_VI_M_01


XII SUA

Anexos Tabela 5: Categorias de frequĂŞncia dos riscos

Tabela 6: Categorias de impactos dos riscos


XII SUA Viabilidade climatolรณgica

Fonte: Sunlab, 2015

Anexos


Anexos

XII SUA

Figura 12: Sistema Fotovoltaico bรกsico com armazenamento Arranjo Fotovoltaico

Controlador de Carga

Armazenamento

Fonte: SOUZA, 2004.

Consumo

Figura 13: Sistema Fotovoltaico bรกsico com armazenamento e cargas CA Arranjo Fotovoltaico

Controlador de Carga

Inversor

Armazenamento

Fonte: Adaptado de SOUZA, 2004.

Consumo CA


XII SUA

Anexos Figura 14: Dimensões do galpão e estufa do SSG

Fonte: SOUZA, 2004.


XII SUA

Anexos Tabela 07: Dimensionamento do consumo

Descrição da Qtd Corrente da Tensão da Potência da carga e carga (A) carga (V) carga CA (W) Bomba centrífuga 1 5,8 127 736,6 Lâmpada eletrônica 4 8,47 127 60 Potência total das cargas CA (W) 796,6

Ciclo de serviço diário (h/dia)

Ciclo de serviço semanal (dias/sem) 1 1

Eficiência na conversão de Tensão Consu Potência Nominal do mo A.h (decimal) Sistema (V) (Ah/dia) 1 0,8 120 7,67

1 0,8 120 Consumo Total Ampere-hora (Ah/dia)

Fonte: Adaptado de CEPEL, 2004.

0,63 8,30


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