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Sistema de dessalinização por osmose reversa acionado porgerador fotovoltaico com conversor de freqüência

by Anjos Lima, Gilmário dos

Abstract (Summary)
Uma fração importante dos aqüíferos da Região Nordeste do Brasilapresenta água com níveis de salinidade elevados (maior que 3.000 mg.L-1). Apopulação que habita essas regiões não conta com suprimento de água nem de energiaelétrica convencional, para acionamento de possíveis sistemas de bombeamento edessalinizadores. Entretanto, sistemas fotovoltaicos podem ser utilizados em formaconfiável para operá-los. Sistemas de osmose reversa, hoje largamente utilizados nomundo, são uma alternativa válida para prover de água potável as populações emlocalidades remotas. Neste trabalho são estudadas as condições operacionais de umsistema de osmose reversa (OR) com 3 membranas em série, com capacidade deprodução de 250 L.h-1 e grau de salinidade máximo de 5.000 mg.L-1, operado em trêsconfigurações: Configuração A tem o sistema de OR conectado diretamente a energiaelétrica convencional, obtendo resultados da unidade com freqüência fixa (60 Hz);Configuração B utiliza um conversor de freqüência como interface entre a rede elétricae o sistema OR, possibilitando o ensaio para várias freqüências de rotação do motor; eConfiguração C utiliza o conversor de freqüência entre o gerador fotovoltaico com 16módulos em série de 55 Wp cada e o sistema de osmose reversa (OR-FV). Os resultadosobtidos na Configuração A representam o comportamento do sistema OR em função dasxixvariáveis em estudo: pressão, vazão e concentração de entrada, vazão e concentração dopermeado, para diversas posições da válvula de controle (VA) do fluido na saída daunidade de OR. Na Configuração B são obtidos resultados experimentais para diversasfreqüências de operação, vazão e pressão de entrada no sistema de membranas esalinidade da água de alimentação, para três posições da válvula de controle (VA).Determina-se a região de operação, ou seja, vazão mínima e máxima e pressão mínima emáxima, de acordo com as características da membrana utilizada e o tipo de água a sertratado. São também determinados os parâmetros operacionais mais importantes: águadessalinizada e fator de recuperação vs. pressão de operação para vários graus desalinidade. Os resultados são utilizados como parâmetros de entrada para projetar osistema fotovoltaico que aciona o equipamento de osmose reversa. Com o sistema deosmose reversa conectado ao gerador fotovoltaico (Configuração C), foram realizadosensaios para duas salinidades de entrada: 2.000 e 5.000 mg.L-1. Operando comsalinidade igual a 2.000 mg.L-1 e irradiação igual a 14,19 MJ.m-2, o equipamentoproduziu 626 L/dia de água dessalinizada e com uma concentração de entrada de5.000 mg.L-1 e irradiação de 18,23 MJ.m-2 foram produzidos 540 L/dia. Para 2.000 e5.000 mg.L-1 de salinidade, os valores de consumo específico observados estiveram emtorno de 3,7 e 6,1 kWh.m-3, respectivamente. Com o estudo do comportamento diáriodo sistema OR-FV para as duas salinidades, foi feito uma análise econômica do custo daágua potável obtendo 6 US$.m-3 para 2.000 mg.L-1 e 10 US$.m-3 para 5.000 mg.L-1 ecomparado com o custo da água de outras fontes de suprimento em localidades remotas.
Bibliographical Information:

Advisor:Naum Fraidenraich

School:Universidade Federal de Pernambuco

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:painel fotovoltaico energia solar membranas filtrantes osmose reversa dessalinização engenharia nuclear

ISBN:

Date of Publication:05/29/2006

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