Energia solar fotovoltaica em sistemas de irrigação: considerações técnicas e econômicas

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Faria Neto, Jonas Inácio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Central pivot; Energia renovável; Irrigação; Irrigation; Painéis solares; Pivô-central; Renewable energy; Solar panels
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11152/tde-04012024-091933/

A energia solar fotovoltaica tem ganhado espaço e aumentado consideravelmente sua grandeza em território nacional. Entre os anos de 2021 e 2022 o crescimento foi de 80% de capacidade instalada. Esta fonte de energia em 2023 já representa 5,63% da utilização total dentre as outras fontes renováveis apontadas pelo Balanço Energético Nacional Energético. O presente trabalho tem por objetivo, apresentar as considerações técnicas e econômicas da implantação de painéis solares fotovoltaicos para o acionamento de motores elétricos utilizados em sistemas de irrigação do tipo pivô central (motobombas e motoredutores). São apresentados três estudos de casos, instalados nos estados de Goiás e Minas Gerais. O intuito é apresentar os tipos de sistemas fotovoltaicos existentes para irrigação, seu funcionamento, a eficiência de captação de radiação solar nos painéis solares, e consequentemente sua produção energética por unidade de área ocupada no terreno. Um estudo inicial em macroescala foi feito para os 10 municípios que mais recebem irradiação solar em cada um dos estados anteriormente mencionados, mais as cidades de Paracatu e Unaí para MG e a cidade de Quirinópolis para GO. Para realizar as suposições de eficiência energética e rentabilidade, foram considerados painéis solares modulares com área unitária de 1,8 m2 15% de eficiência e vida útil de 25 anos. Os valores das bandeiras tarifárias foram levados em consideração para cada estado considerado. Foi analisado também, três estudos de casos reais, que implantaram a energia solar fotovoltaica para acionamento de sistemas de irrigação do tipo pivô central, sendo um deles um sistema OFFGRID com base em um modelo híbrido de geração de energia, associada à um motogerador diesel e banco de baterias. Os resultados obtidos indicam que o investimento em energia solar para acionamento de sistemas de irrigação, oferece retornos financeiros sólidos, sendo também uma alternativa técnica viável e segura tecnicamente de ser implantada no campo; como consequência, essa estratégia se posiciona como uma opção atrativa para impulsionar o crescimento econômico sustentável no meio rural de áreas remotas, distantes das linhas de energia elétrica, contribuindo também na produção de alimentos e na redução das emissões de gases de efeito estufa na agricultura. Os fatores limitantes do uso desta tecnologia em larga escala, tem sido o custo de implantação do sistema fotovoltaico (capex) e os riscos associados às mudanças futuras da legislação dos sistemas fotovoltaicos ONGRID.