A água é um dos bens mais precisos para a vida humana. Encontra-se dividida em dois tipos: água doce e água salgada. A água doce é o tipo mais importante para a vida humana, contudo é a que se encontra em menor quantidade, ou seja, apenas 2,5% do volume de água do planeta é doce, sendo os restantes 97,5% água salgada. O tipo de água consumida pelo homem é doce e deve ser potável, mas nos dias de hoje cerca de 20% da população mundial carece de água potável, líquido este importante em diversos sectores sociais. Governos e instituições não-governamentais estão empenhados em solucionar o problema de carência de água potável, pois o consumo de água não potável provoca várias doenças, aumenta a mortalidade infantil e contribui para o crescimento do índice de pobreza. As zonas mais afectadas pela falta de água potável são a África e a Ásia. Prevê-se que nos próximos anos os problemas mundiais de escassez de água potável aumentem, devido principalmente à poluição, às alterações climatéricas e a má utilização deste bem precioso.
Vários projectos têm sido implementados com vista a minorar os problemas de falta de água potável em zonas de difícil acesso, onde não existam redes eléctricas para fornecimento de energia para os sistemas de bombagem de água, e uma das soluções que tem sido muito utilizada ultimamente é o recurso às energias renováveis. Este trabalho de Dissertação de Mestrado tem como objectivo desenvolver uma alternativa para abastecimento de água em zonas sem rede eléctrica. O sistema a ser desenvolvido será composto por uma bomba de água a ser alimentada por um painel solar fotovoltaico. Contudo, no âmbito deste trabalho será feita referência também à utilização de sistemas híbridos de energias renováveis, que possam agregar outros tipos de fontes (microeólicas, bimomassa, etc).
O objectivo principal deste trabalho é desenvolver um sistema de interface entre o painel solar fotovoltaico e a bomba de água que seja o mais eficiente e o menos dispendioso possível. A bomba de água e o painel solar serão adquiridos comercialmente, sendo desenvolvido os circuitos de Electrónica de Potência necessários ao funcionamento optimizado do sistema.
Os circuitos de Electrónica de Potência a serem desenvolvidos são um MPPT (Maximum Power Point Tracker ) e um inversor trifásico. O MPPT será desenvolvido de modo a extrair o máximo de potência do painel fotovoltaico, e a elevar a tensão de modo a estar no valor de tensão desejado para alimentar a bomba de água. O inversor trifásico será desenvolvido para converter a tensão de corrente contínua disponível à saída do MPPT para uma um sistema trifásico de tensões alternadas, para desta maneira alimentar o motor de indução trifásico da bomba de água.
- Pesquisa sobre o "estado da arte" de Sistemas de Bombagem de Água, MPPTs para Sistemas Fotovoltaicos, e Inversores Trifásicos para accionamento de Motores de Indução. (2 meses)
- Estudo de MPPTs para Sistemas Fotovoltaicos com recurso à ferramenta de simulação PSIM. (1 mês)
- Estudo de Inversores Trifásicos para accionamento de Motores de Indução com recurso à ferramenta de simulação PSIM. (1 mês)
- Estudo de um Sistema de Bombagem de Água Optimizado com Painel Fotovoltaico, MPPT e Inversor Trifásico para accionamento de Motor de Indução. (1mês)
- Implementação do Sistema de Controlo Digital do Sistema de Bombagem de Água Optimizado com Painel Fotovoltaico, MPPT, Inversor Trifásico e Motor de Indução. (1mês)
- Implementação do Andar de Potência do Sistema de Bombagem de Água Optimizado com Painel Fotovoltaico, MPPT, Inversor Trifásico e Motor de Indução. (2meses)
- Realização de Testes ao Sistema de Bombagem de Água Optimizado desenvolvido. (1 mês)
- Escrita da dissertação de Mestrado. (2 meses)
- Escrita de um Artigo Técnico.
Capítulos da Dissertação
Cap. 1 - Introdução
- Identificação do Problema (necessidade dos sistemas de bombagem de água, etc)
- Enquadramento
- Motivações
- Objectivos
- Contribuições Relevantes
- Organização da Dissertação
Cap. 2 - Estado da Arte
- Energias Renováveis para Microgeração
Cap. 3 - Estado da Arte
- "estado da arte" de Sistemas de Bombagem de Água, MPPTs para Sistemas Fotovoltaicos, e Inversores Trifásicos para accionamento de Motores de Indução
- Referir concurso IEEE
Cap. 4 - Simulações
Cap. 5 - Implementação
Cap. 6 - Testes e Resultados Experimentais
Cap. 7 - Conclusões
- Conclusões
- Sugestões de Trabalho Futuro
Referências
Anexos