Bombear água subterrânea usando energia solar ou eólica

Bombeamento de água subterrânea no deserto com energia fotovoltaica e eólica.

Cientistas projetaram um sistema que combina painéis solares, turbinas eólicas e armazenamento de bateria para operar sistemas de bombeamento de água na Jordânia. Eles simularam o arranjo em vários cenários em busca do tamanho ideal.

Philadelphia Solar

Pesquisadores da Universidade Isra na Jordânia estudaram a viabilidade de um sistema de bombeamento de água alimentado por energia solar e eólica. No deserto da Jordânia, a água superficial limitada força as comunidades a depender de fontes subterrâneas para irrigação agrícola, água para gado e uso residencial. A maioria dos sistemas autônomos de bombeamento de água (WPS) na região atualmente funcionam com motores à combustão.

“Determinar a viabilidade de vários cenários de sistema de energia renovável híbrido (HRES) para alimentar o WPS é uma etapa importante que pode gerar benefícios técnicos e financeiros significativos”, disse a equipe. “Além disso, nenhuma pesquisa especial foi feita para avaliar a viabilidade de integrar sistemas de energia renovável totalmente híbridos no WPS da Jordânia em áreas áridas e isoladas do deserto”.

Estudo de caso se concentrou no consumo do WPS Al-Mudawwara. Al-Mudawwara é uma pequena vila no leste da Jordânia, perto da fronteira com a Arábia Saudita. A temperatura varia de 4°C a 36,7°C durante todo o ano, com radiação solar mensal média variando de 3,79 kWh/m²/dia em dezembro a 8,54 kWh/m²/dia em junho. A velocidade média mensal do vento varia de 6,29 m/s em outubro a 9,15 m/s em junho.

Sistema Híbrido Solar-Eólico de Bombeamento de Água

Assista ao vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=xg69ya1PiXM

WPS atualmente funciona com diesel, com demandas diárias de 40,71 kWh e um pico de 8,48 kW. Para avaliá-lo, um HERS foi simulado no software HOMER em diferentes cenários. 1º cenário incluiu um gerador a diesel (DG) com uma bateria de armazenamento (SB), 2º apresentou PV e SB, 3º combinou PV, DG e SB, e o 4º incluiu uma turbina eólica (WT), DG e SB. Cenário final usou PV, WT e SB.

Em todos os cenários, o PV era monocristalino, 315 W e 19% eficiente. A potência nominal da turbina eólica era de 10 kW, e as baterias tinham capacidade de 3.000 Ah. O sistema inversor tinha potência nominal de 5 kW, com alternador de 12,5 kW. O sistema foi otimizado para determinar o menor custo por quilowatt-hora de energia produzida.

O sistema ótimo incluiu 33 painéis solares, totalizando 10,18 kW, uma turbina eólica de 10 kW, 8 baterias e 3 inversores.

“Custo de energia (COE) deste sistema é de $ 0,241/kWh, seu período de retorno é de 6,67 anos e seu custo líquido presente (NPC) é de $ 59,611. A implementação do cenário selecionado levou à eliminação de todas as emissões de gases de efeito estufa (GEE), incluindo dióxido de carbono. A taxa de desconto nominal de 6,5% é apropriada para reduzir o NPC e o COE, de acordo com a análise de sensibilidade. O COE obtido está dentro da faixa típica para a região MENA. Além disso, o COE unitário produzido por HRESs de US$ 0,241/kWh está dentro da faixa média”.

Apresentaram seus resultados em “A feasibility study of combining solar/wind energy to power a water pumping system in Jordan’s Desert/Al-Mudawwara village”, publicado recentemente em Indicadores Ambientais e de Sustentabilidade. (pv-magazine-brasil)