Bombas Solares de Água

Fonte: solarmagazine

As bombas mecânicas têm muitos usos hoje em dia. Eles são comuns no bombeamento de água de poços, filtragem de aquários, filtragem de lagoas e aeração. Quando se trata de bombas d'água, o principal uso desse dispositivo é a troca de fluidos como a água.

Da agricultura à indústria de energia, as bombas são encontradas em uma ampla gama de aplicações. O principal princípio de funcionamento de uma bomba d'água depende basicamente do princípio de deslocamento positivo e da energia cinética que ajuda a empurrar a água.

As bombas de água solares são um conceito relativamente novo em mecânica. Um sistema de bomba solar de água é comumente visto em usos residenciais e comerciais, bem como para irrigação de terras agrícolas.Através de painéis solares, a bomba pode eliminar o custo da energia e fornecer uma opção mais viável que usa a energia do sol (e não mecanismos de queima de combustível) para bombear água.

Apresentando a irrigação com energia solar para áreas pobres e remotas

Em tempos quando o mundo inteiro estámudando para solar, usar a energia do sol em sistemas de bombeamento de água pode ajudar significativamente e acelerar o desenvolvimento da agricultura em países africanos e em muitas outras áreas remotas pobres. Este conceito é conhecido como irrigação movida a energia solar e é usado em muitas regiões atualmente.

A verdade é que a energia solar pode ser a maneira mais fácil para os agricultores produzirem energia, especialmente para aqueles que vivem da rede elétrica com infraestrutura precária ao redor de suas casas. Portanto, o uso de bombas solares de água na agricultura está se tornando cada vez mais popular. O conceito de irrigação solar representa um círculo virtuoso - quando o sol brilha, ele alimenta o sistema de irrigação e alimenta as plantações que dependem da água em dias de sol. Portanto, uma grande quantidade de energia está sendo liberada exatamente no momento em que é mais necessária.

A irrigação solar é um conceito que funciona por meio de bombas solares de água. Abaixo, nós os descrevemos em detalhes.

O que é uma bomba solar de água e quais são os tipos mais populares

Como discutimos antes, as bombas solares apresentam uma alternativa limpa, simples e eficiente em termos de energia aos conjuntos de bombas elétricas e movidas a combustível tradicionais. Eles fazem parte de uma abordagem ambientalmente amigável na agricultura e podem ser usados ​​para explorar todas as regiões, sejam elas desenvolvidas ou pobres.

Devido ao seu imenso potencial de uso produtivo e produtividade agrícola, as bombas solares de água estão agora alimentando mais e mais projetos agrícolas. Sabendo que40% da população global depende da agricultura como sua principal fonte de renda. O acesso à água continua sendo uma luta contínua para muitas pessoas.Isso é o que a energia solar visa mudar e apresentar um futuro com boa relação custo-benefício para cerca de 500 milhões de pequenos agricultores em todo o mundo.

Os principais componentes de um sistema de bombeamento solar incluem uma matriz fotovoltaica (PV), uma motor e bomba elétrica. Os sistemas de bombeamento solar de água, por outro lado, são classificados como sistemas de corrente contínua (DC) ou corrente alternada (AC) com base na capacidade do motor. Recentemente, o conceito de motores DC sem escova (BLDC) para aplicações de bombeamento solar de água também foi apresentado.

Classificação e tipos de bombas solares

Quando se trata de sistemas autônomos de bombeamento solar, o principaltipos incluembombas rotativas e de deslocamento positivo. As bombas centrífugas são a escolha comum para rotação e são projetadas para aplicações de cabeçote fixo. Sua produção aumenta em proporção à sua velocidade de rotação.

Além disso, as bombas também são classificadas como submersíveis e de superfície, com base em sua localização (subaquática e acima da linha de água).

Em suma, o principal aspecto relacionado à eficiência de uma bomba solar de água é baseado em três variáveis, incluindo pressão, vazão e potência de entrada para a bomba. A eficiência do fio para a água é a métrica comumente usada que determina a eficiência geral de uma bomba solar de água (como a relação entre a energia hidráulica que sai do tubo e a energia que sai dos fios elétricos por meio de painéis solares).

Por que bombas d'água movidas a energia solar são a maneira ideal de impulsionar a agricultura em áreas remotas (e na África)

Uma bomba de água movida a energia solar é um conceito amigo do ambiente. Mais importante ainda, é um conceito que elimina quaisquer redes de energia ou combustíveis fósseis usados ​​para bombear água para fora do solo. Abaixo, listamos as vantagens e desvantagens de seu uso.

Vantagens das bombas solares de água

A primeira vantagem das bombas solares é que elas são confiáveis ​​em áreas regionais e remotas. Um exemplo perfeito disso é a África, que é uma das regiões remotas mais pobres do mundo com abundância de água - mas também a região mais dominante quando se trata de quase todos os dias de sol do ano. Por outro lado, acredita-se que a África possui9% dos recursos de água doce do mundoo que se traduz em cerca de 4.000 km3 de água por ano. A implantação de bombas solares de água na África é, portanto, a alternativa perfeita para quaisquer outras fontes baseadas em combustível - e uma alternativa que pode estimular a vida em todas as partes deste continente.

Fáceis de transportar e realocar, as bombas solares de água podem ser organizadas de acordo com as necessidades da fazenda e têm custos operacionais extremamente baixos. Ambas as vantagens principais, combinadas com sua eficiência de custos no longo prazo, mostram que um sistema de bombeamento solar de água é a solução perfeita para regiões com dias de sol e muita água em seus jardins.

Principais desvantagens

A principal desvantagem de implantar uma bomba de irrigação movida a energia solar para a agricultura é o seu custo (investimento inicial). Mesmo que dependa da potência da bomba específica, uma bomba solar de 120 Watts que promete produzir 2.100 galões de água por dia pode ser encontrada em mercados online por cerca de US $ 235. Um sistema completo para uma bomba de irrigação movida a energia solar com base em uma bomba também pode ser encontrado por cerca de $ 498. Em outros sites, como o eBay, os preços de kits como esses são relativamente iguais.

Obviamente, há uma grande diferença entre implantar uma bomba solar de água para sua casa e outra para um projeto agrícola. Com diferentes tipos, tamanhos e necessidades, existem custos diferentes. Existem modelos mais baratos e caros, mas o custo médio das bombas solares de água geralmente é alto, considerando o fato de que muitas delas precisam ser implantadas para uma irrigação eficaz. De modo geral, em comparação com o custo dos combustíveis fósseis e outros tipos de energia, a energia solar ainda é uma vencedora no longo prazo.

Além disso, a energia solar na agricultura também depende muito do clima. Mesmo que a energia solar ainda possa ser coletada em dias nublados e chuvosos, a eficiência de um sistema solar cai. É por isso que os sistemas de irrigação solar são mais bem usados ​​em regiões com muita luz solar.

As bombas solares de água valem o investimento

Uma coisa importante a se notar quando se trata de bombas solares e sistemas de irrigação é o fato de que seus custos caíram significativamente nos últimos anos.De acordo comnova pesquisa da Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA), haverá uma redução de custo de 59% para eletricidade gerada por energia solar fotovoltaica até 2025 em comparação com os preços de 2015.

Como tal, a viabilidade econômica desses sistemas varia para diferentes regiões e áreas, principalmente dependendo das condições do local, culturas e mercados.Um infográficodo Banco Mundial mostra que, em 1997, o preço médio de implantação de energia solar por watt era de $ 76. Em 2015, esse preço era de US $ 0,3, o que mostra claramente a queda nos preços. Agora, um painel solar tem uma vida útil média de 25 anos e, em comparação com o bombeamento de diesel, carece de combustível e apresenta menos operação e manutenção. A única desvantagem é seu custo inicial que é cerca de duas vezes superior em relação aos sistemas de bombeamento de água a diesel.

O preço também é um diferencial importante quando se trata de retorno sobre o investimento (ROI). O aspecto fundamental que determina a viabilidade econômica (o fator associado ao valor das bombas solares de água como investimento) é como os sistemas movidos a energia solar são comparados com outras formas de energia.

De modo geral, as bombas a diesel apresentam baixo custo de investimento inicial, mas também estão associadas a altos custos de operação e manutenção, sem falar no impacto negativo no meio ambiente e na ecologia. Em contraste com isso, um sistema de bombeamento solar de água tem custos de investimento mais altos, mas menores custos de manutenção e operação.

Portanto, a principal lição da questão “vale a pena” é a seguinte ...

Se você estiver em uma região com muito sol e muitas águas subterrâneas, um sistema de bombeamento solar de água é definitivamente recomendado. Apesar dos custos de instalação inicial, os custos de manutenção mais baixos e uma vida útil mais alta proporcionarão um sistema pronto e funcionando rapidamente, água limpa e muitos benefícios a longo prazo.

Como comprar uma bomba solar de água eficiente

Como mencionamos acima, os custos de investimento associados à compra de bombas solares de água estão diminuindo nos últimos anos. No entanto, os fatores que influenciam a eficiência de uma bomba solar de água são numerosos e incluem:

Considerando esses fatores, podemos dizer que o bombeamento solar de água pode trazer benefícios ambientais e socioeconômicos significativos em nível agrícola e nacional. No nível da fazenda, a tecnologia pode ser uma fonte confiável de energia em áreas remotas - e especialmente em áreas que não estão conectadas à rede elétrica ou que não possuem um suprimento regular de combustíveis líquidos. A nível nacional, o bombeamento solar de água pode ajudar a estabilizar, aumentar e diversificar a produção agrícola, que é a base da economia da maioria dos países africanos.

Por definição, um sistema eficiente de bombeamento de água movido a energia solar é aquele que recebe muita luz solar e é instalado especificamente para as necessidades da fazenda.

Em um mundo onde existe uma atual crise de energia,há um forte impulsopara as energias renováveis. Apesar dos custos relativamente mais elevados, a eficiência real dos sistemas solares é observada na sua utilização ao longo dos anos. Como opção de energia renovável, a exploração da energia solar é uma opção valiosa.

O foco da implantação do bombeamento solar de água está obviamente definido para a África do Sul e regiões com baixo desenvolvimento econômico, mas com muita luz solar. Combinado com as condições ambientais certas, a quantidade certa de painéis fotovoltaicos e controladores e a configuração de instalação certa de armazenamentos de energia, conversores, inversores, bombas e motores - o sistema de bombeamento solar de água pode apresentar uma fazenda e uma nação com vários benefícios.

A conclusão

Se você está pensando ou considerando as aplicações da energia solar para a agricultura, os benefícios são inúmeros. Com a capacidade de bombear água para irrigação durante o tempo seco e ensolarado em regiões que mais precisam, painéis como esses podem ser facilmente instalados e permitem que as bombas funcionem em poços de baixíssimo rendimento, oferecendo uma vida útil mais longa e muita energia no longo prazo.