Sistema de dessalinizaÃÃo por osmose reversa acionado por gerador fotovoltaico com conversor de freqÃÃncia

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2006

RESUMO

Uma fraÃÃo importante dos aqÃÃferos da RegiÃo Nordeste do Brasil apresenta Ãgua com nÃveis de salinidade elevados (maior que 3.000 mg.L-1). A populaÃÃo que habita essas regiÃes nÃo conta com suprimento de Ãgua nem de energia elÃtrica convencional, para acionamento de possÃveis sistemas de bombeamento e dessalinizadores. Entretanto, sistemas fotovoltaicos podem ser utilizados em forma confiÃvel para operÃ-los. Sistemas de osmose reversa, hoje largamente utilizados no mundo, sÃo uma alternativa vÃlida para prover de Ãgua potÃvel as populaÃÃes em localidades remotas. Neste trabalho sÃo estudadas as condiÃÃes operacionais de um sistema de osmose reversa (OR) com 3 membranas em sÃrie, com capacidade de produÃÃo de 250 L.h-1 e grau de salinidade mÃximo de 5.000 mg.L-1, operado em trÃs configuraÃÃes: ConfiguraÃÃo A tem o sistema de OR conectado diretamente a energia elÃtrica convencional, obtendo resultados da unidade com freqÃÃncia fixa (60 Hz); ConfiguraÃÃo B utiliza um conversor de freqÃÃncia como interface entre a rede elÃtrica e o sistema OR, possibilitando o ensaio para vÃrias freqÃÃncias de rotaÃÃo do motor; e ConfiguraÃÃo C utiliza o conversor de freqÃÃncia entre o gerador fotovoltaico com 16 mÃdulos em sÃrie de 55 Wp cada e o sistema de osmose reversa (OR-FV). Os resultados obtidos na ConfiguraÃÃo A representam o comportamento do sistema OR em funÃÃo das xix variÃveis em estudo: pressÃo, vazÃo e concentraÃÃo de entrada, vazÃo e concentraÃÃo do permeado, para diversas posiÃÃes da vÃlvula de controle (VA) do fluido na saÃda da unidade de OR. Na ConfiguraÃÃo B sÃo obtidos resultados experimentais para diversas freqÃÃncias de operaÃÃo, vazÃo e pressÃo de entrada no sistema de membranas e salinidade da Ãgua de alimentaÃÃo, para trÃs posiÃÃes da vÃlvula de controle (VA). Determina-se a regiÃo de operaÃÃo, ou seja, vazÃo mÃnima e mÃxima e pressÃo mÃnima e mÃxima, de acordo com as caracterÃsticas da membrana utilizada e o tipo de Ãgua a ser tratado. SÃo tambÃm determinados os parÃmetros operacionais mais importantes: Ãgua dessalinizada e fator de recuperaÃÃo vs. pressÃo de operaÃÃo para vÃrios graus de salinidade. Os resultados sÃo utilizados como parÃmetros de entrada para projetar o sistema fotovoltaico que aciona o equipamento de osmose reversa. Com o sistema de osmose reversa conectado ao gerador fotovoltaico (ConfiguraÃÃo C), foram realizados ensaios para duas salinidades de entrada: 2.000 e 5.000 mg.L-1. Operando com salinidade igual a 2.000 mg.L-1 e irradiaÃÃo igual a 14,19 MJ.m-2, o equipamento produziu 626 L/dia de Ãgua dessalinizada e com uma concentraÃÃo de entrada de 5.000 mg.L-1 e irradiaÃÃo de 18,23 MJ.m-2 foram produzidos 540 L/dia. Para 2.000 e 5.000 mg.L-1 de salinidade, os valores de consumo especÃfico observados estiveram em torno de 3,7 e 6,1 kWh.m-3, respectivamente. Com o estudo do comportamento diÃrio do sistema OR-FV para as duas salinidades, foi feito uma anÃlise econÃmica do custo da Ãgua potÃvel obtendo 6 US$.m-3 para 2.000 mg.L-1 e 10 US$.m-3 para 5.000 mg.L-1 e comparado com o custo da Ãgua de outras fontes de suprimento em localidades remotas.

ASSUNTO(S)

dessalinizaÃÃo engenharia nuclear painel fotovoltaico membranas filtrantes osmose reversa energia solar

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