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Tipo: TCC
Título: Desenvolvimento de um calculadora web para dimensionamento de sistemas fotovoltaicos off-grid aplicados ao bombeamento de água na cidade de Russas-CE pelo método do mês crítico
Autor(es): Alves, Breno Moreira
Orientador: Lobo, Cândido Jorge de Sousa
Palavras-chave em português: Energia solar fotovoltaica;Sistemas fotovoltaicos off-grid;Bombeamento de água
Data do documento: 2025
Resumo: A utilização de sistemas fotovoltaicos off-grid para bombeamento de água tem se consolidado como uma alternativa técnica e economicamente viável para propriedades agrícolas localizadas em regiões com acesso limitado à rede elétrica convencional. No entanto, o correto dimensionamento desses sistemas ainda representa um desafio prático, especialmente quando o cliente dispõe apenas de informações básicas sobre o sistema de bombeamento existente. Nesse contexto, este trabalho tem como objetivo desenvolver uma calculadora automatizada na WEB para o dimensionamento de sistemas fotovoltaicos off-grid aplicados ao bombeamento de água em propriedades agrícolas do município de Russas–CE, com base no método do mês crítico, utilizando informações de fácil obtenção pelo cliente e dados solarimétricos oficiais da cidade de Russas-CE A metodologia proposta baseia-se no balanço energético diário, considerando a potência nominal do motor da bomba, o tempo de operação informado e a irradiação solar local obtida a partir da base SunData/CRESESB. O método adotado é o método do mês crítico, por avaliar o dimensionamento no cenário mais desfavorável de recurso solar ao longo do ano, garantindo maior robustez operacional do sistema. O método estabelece ainda um critério objetivo para a inclusão de banco de baterias, adotando como padrão sistemas sem armazenamento elétrico e contemplando baterias apenas quando há operação noturna. Para demonstrar a aplicabilidade da metodologia, realizou-se um estudo de caso teórico no município de Russas–CE, referente a uma propriedade agrícola com sistema de bombeamento existente. Os resultados obtidos no estudo de caso teórico aplicado ao município de Russas–CE demonstraram a consistência técnica da metodologia e a coerência dos valores estimados com práticas adotadas no mercado de sistemas fotovoltaicos isolados. Observou-se, entretanto, que a adoção de critérios conservadores, baseados em valores críticos de irradiação solar e elevados fatores de segurança, pode resultar em sistemas superdimensionados, com elevado número de módulos fotovoltaicos e grande capacidade de armazenamento energético, impactando diretamente o custo total do projeto. Dessa forma, conclui-se que, embora a metodologia proposta apresenta elevado nível de confiabilidade, sua aplicação pode ser flexibilizada conforme o perfil do usuário, por meio da utilização de parâmetros menos conservadores, como valores médios de irradiação, de modo a promover um melhor equilíbrio entre robustez técnica e viabilidade econômica.
Abstract: The use of off-grid photovoltaic systems for water pumping has become a technically and economically viable alternative for agricultural properties located in regions with limited access to the conventional electricity grid. However, the correct sizing of these systems still represents a practical challenge, especially when the client only has basic information about the existing pumping system. In this context, this work aims to develop an automated webbased calculator for sizing off-grid photovoltaic systems applied to water pumping on agricultural properties in the municipality of Russas-CE, based on the critical month method, using information easily obtainable by the client and official solarimetric data from the city of Russas-CE. The proposed methodology is based on the daily energy balance, considering the nominal power of the pump motor, the reported operating time, and the local solar irradiance obtained from the SunData/CRESESB database. The method adopted is the critical month method, as it evaluates the sizing in the most unfavorable scenario of solar resources throughout the year, ensuring greater operational robustness of the system. The method also establishes an objective criterion for the inclusion of battery banks, adopting systems without electrical storage as the standard and considering batteries only when there is nighttime operation. To demonstrate the applicability of the methodology, a theoretical case study was conducted in the municipality of Russas–CE, concerning an agricultural property with an existing pumping system. The results obtained in the theoretical case study applied to the municipality of Russas–CE demonstrated the technical consistency of the methodology and the coherence of the estimated values with practices adopted in the market for isolated photovoltaic systems. However, it was observed that the adoption of conservative criteria, based on critical values of solar irradiance and high safety factors, can result in oversized systems, with a high number of photovoltaic modules and a large energy storage capacity, directly impacting the total cost of the project. Thus, it is concluded that, although the proposed methodology presents a high level of reliability, its application can be made more flexible according to the user's profile, through the use of less conservative parameters, such as average irradiance values, in order to promote a better balance between technical robustness and economic viability.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/84591
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA MECÂNICA - RUSSAS - Monografias

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