BOMBAS UTILIZADAS COMO TURBINAS PARA RECUPERAÇÃO DE ENERGIA NA IRRIGAÇÃO

Nas redes de distribuição de água de irrigação pressurizada, é necessário garantir um certo caudal e uma pressão mínima para todas as bocas de incêndio. Na prática, isto implica que a regulação da altura manométrica nas bombas é feita de acordo com as bocas de incêndio mais desfavoráveis, causando um excesso de pressão no resto. Por este motivo, a instalação de válvulas reguladoras de pressão é necessária para proteger as infra-estruturas hidráulicas e os sistemas de irrigação das sobrepressões existentes numa grande parte da rede.

Além disso, é comum que estes tipos de redes sejam organizadas a pedido, o que significa que a água está continuamente disponível para irrigação. Isto significa que os agricultores podem abrir e fechar as suas bocas de incêndio de acordo com as suas necessidades, o que torna os fluxos de circulação na rede altamente variáveis e difíceis de prever. Por outro lado, dada a natureza sazonal da irrigação, enquanto em alguns meses as necessidades de água são muito elevadas noutros são praticamente nulas.

A utilização do excesso de pressão nas redes de distribuição de água para a produção de energia eléctrica deu origem a muitos estudos e propostas de soluções. Estas propostas baseiam-se na incorporação de turbinas que normalmente substituem as válvulas reguladoras de pressão e tiram partido das condições de fluxo e pressão para produzir electricidade. Dada a situação actual da irrigação, em que a dependência energética é muito elevada e a electricidade consumida na bombagem representa em média 40% dos custos da água, qualquer iniciativa que vise reduzir a procura de energia é do maior interesse. A recuperação da energia hidroeléctrica poderia conduzir a vários benefícios ambientais e económicos, tais como a redução dos custos associados à produção de alimentos e às emissões de gases com efeito de estufa.

No entanto, as turbinas convencionais têm o inconveniente do seu elevado custo, especialmente para pequenas potências (dentro da gama de potência micro-hidráulica de 5 a 100 kW, comum neste tipo de rede), o que torna difícil a instalação e amortização do equipamento.

Uma alternativa para esta utilização é a utilização de bombas que funcionam como turbinas ou PAT (Pump as Turbines), que consistem em bombas hidráulicas que funcionam de forma oposta à convencional. A grande vantagem dos PATs como tecnologia rentável para soluções micro-hidráulicas reside no seu baixo custo. Os PAT oferecem alto desempenho em condições de máxima eficiência (fluxo e pressão), mas o seu desempenho diminui acentuadamente quando as taxas de fluxo variam de óptimo. Isto contrasta com as situações habituais nas redes de distribuição de água de irrigação em que as flutuações dos caudais em circulação são frequentes. Por este motivo, as condições de trabalho dos PAT devem ser reguladas para garantir que funcionem sempre em pontos de máxima eficiência.

Para regular as condições de trabalho, nos últimos anos têm sido realizados vários estudos que propõem basicamente dois tipos de regulação: eléctrica e hidráulica. A regulação hidráulica utiliza um esquema de by-pass, graças ao qual parte do fluxo é derivada na tubagem e as condições de admissão ao PAT são reguladas por meio de válvulas de controlo. O PAT funcionaria em paralelo com uma válvula redutora de pressão, que se encarrega de regular a pressão de saída do by-pass. Este esquema é muito adequado para redes onde existem válvulas redutoras previamente instaladas. Pelo contrário, através da regulação eléctrica, a velocidade de rotação do gerador é regulada, adaptando-se a todo o momento às condições existentes na rede.

Assim, a instalação de um PAT permitiria alcançar dois objectivos: por um lado, a sobrepressão na rede seria reduzida e, por outro, gera-se electricidade que pode ser utilizada para alimentar vários dispositivos (sensores, sistemas de controlo, injectores de combustível, fertilizantes, etc.) e mesmo, se possível, despejar na rede eléctrica e obter um benefício económico com a venda de energia.

Na Powerturbines, somos pioneiros na utilização desta tecnologia e temos o prazer de o ajudar. Para o fazer, escreva-nos um e-mail para o endereço info@powerturbines.eu e responder-lhe-emos o mais rapidamente possível.

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