O gerador ou a rede elétrica
em apoio da bombagem solar

O que uma segunda fonte acrescenta a uma instalação solar

Uma instalação pode ter de manter uma pressão no aspersor, no canhão ou no pivô, manter um caudal durante toda a janela de rega ou atingir um volume diário programado. Quando a radiação não fornece toda a potência exigida, a segunda fonte completa a alimentação. O estudo indica então a quota solar, a energia pedida ao apoio e as condições de funcionamento da arquitetura escolhida.

Esta lógica é a da pressão constante: a partir do momento em que a consigna se torna uma exigência agronómica, deixa de ser uma média de estação. O estudo de caso do quivi no Sudoeste de França dá-lhe uma leitura em situação real.

Três arquiteturas para integrar uma fonte de apoio

Cada gama organiza o apoio à sua maneira, e cada manual do fabricante descreve o ponto de entrada da segunda fonte, bem como a condução que a acompanha; o LE LAB retoma essa descrição tal e qual. A escolha entre as três segue a bomba, e a bomba segue o ponto de funcionamento: o caudal à altura manométrica da obra designa a gama, o apoio instala-se em seguida.

SQFlex: o regresso automático ao solar

O motor MSF 3 da SQFlex integra o seu módulo de comando e aceita tanto uma alimentação contínua de 30 a 300 VCC (100 a 300 VCC para o motor de 2 500 W) como uma alimentação alternada monofásica de 1 × 90 a 240 V, em 50 ou 60 Hz. A bomba pode assim receber o campo fotovoltaico e uma fonte alternada sem conversor intermédio.

A caixa IO 101 comanda a alimentação de uma instalação SQFlex associada a um gerador. O arranque do gerador põe o sistema em funcionamento; a sua paragem provoca o regresso automático à alimentação solar. O manual escreve-o assim: «O grupo eletrogéneo deve funcionar de forma regular para que a bomba entre em funcionamento.»

SP e SPE sob RSI: a entrada de alimentação de emergência

O conversor solar RSI é compatível com a corrente contínua e a corrente alternada. O seu livro técnico enuncia-o numa frase: o RSI pode ser ligado à rede ou a um gerador como alimentação de emergência em caso de interrupções do painel solar. Isso joga-se em três bornes, L1, L2 e L3, descritos como a alimentação elétrica CA trifásica, ao lado do barramento contínuo que recebe o campo.

A tensão de entrada alternada segue a versão do conversor: 208 a 240 VCA na faixa de baixa tensão, 380 a 480 VCA na faixa de alta tensão, a das máquinas grandes. A entrada está documentada como alimentação de emergência, e a organização do comando define-se no quadro, obra a obra, com a aparelhagem escolhida pelo instalador. A mesma compatibilidade serve na oficina: o livro assinala que permite ligar o conversor ao trifásico da oficina para o preparar fora do local, o que torna a instalação rápida e simples na obra.

É a arquitetura dos grandes volumes, a das bombas SPE e SP sob RSI. A bombagem solar com rede elétrica encontra aqui o seu caso mais direto: uma exploração ligada à rede mantém o seu contrato em reserva e faz o campo trabalhar no resto do tempo.

PSk: a combinação contínua das duas fontes

O regulador PSk3 integra uma entrada alternada. Pode comutar entre a energia solar e a fonte alternada ou combinar as duas para manter um caudal ou uma pressão. Em modo híbrido, o regulador adapta o contributo do apoio às variações do campo fotovoltaico, a fim de conservar a consigna prevista pelo dimensionamento.

As duas fontes juntam-se no barramento contínuo. Para permitir o seu funcionamento simultâneo, a tensão Vmp real do campo deve manter-se acima da tensão alternada retificada. Na geração PSk2, esta função é assegurada pelo quadro smartPSUk2. Os limiares de tensão, as gamas e as regras de ligação estão detalhados na ficha LORENTZ PSk híbrido.

A condução define-se de uma vez por todas na colocação em serviço. A nota de aplicação LORENTZ «solar by default» descreve o resultado: o explorador liga o seu gerador e o sistema passa a modo híbrido; desliga-o e o sistema regressa ao modo solar, automaticamente. O smartStart acrescenta o comando do próprio gerador, através de um contacto seco que se fecha assim que o apoio é chamado.

Do lado da rede, o PSk3 trabalha de 380 a 480 V com mais ou menos 10 %, de 45 a 60 Hz: vigia a tensão e liga-se quando ela se encontra dentro dessa faixa. O detalhe do funcionamento híbrido PSk ocupa uma página à parte.

Granada: um exemplo de repartição entre solar e apoio

Para uma necessidade de 60 m³ por dia, seis horas de aspersão a 3,0 bar e uma altura manométrica total de 96 m, o estudo escolhe uma LORENTZ PSk3-15 C-SJ17-18, um campo de 8 755 Wp e um gerador de 6,5 kW em carga contínua. A repartição energética é estabelecida sobre dezasseis anos de irradiação real, hora a hora.

Escolher o gerador pelo ponto de funcionamento

A grandeza que comanda a escolha é a potência constante do gerador, aquela que ele entrega em carga contínua, e o ponto de partida é a potência exigida no ponto de funcionamento. A LORENTZ publica a regra e ilustra-a: 6 kW exigidos dão um gerador de 9 kW na nota de dimensionamento híbrido, e 29,7 kW exigidos dão 44,55 kW, logo pelo menos 45 kW, no caso de rega espanhol. O fator 1,5 cobre o rendimento do conversor, o fator de potência e a desclassificação em serviço contínuo. Em Granada, os 4,26 kW exigidos dão 6,5 kW depois de arredondados ao meio quilowatt superior.

O regulador trabalha com geradores cuja potência constante é superior, igual ou inferior à do motor: quando o gerador é mais pequeno, um limite de velocidade definido na colocação em serviço ajusta a procura àquilo que ele sabe dar. É o ganho próprio da arquitetura híbrida, escrito tal e qual na nota smartSolution: permite escolher um gerador bastante mais compacto do que aquele que exigiria uma bombagem feita apenas a gasóleo.

• Tensão. 380, 400, 415, 440, 460 ou 480 V em trifásico, segundo as especificações suportadas pela LORENTZ smartSolution.
• Frequência. 50 ou 60 Hz.
• Arranque à distância. Função a dois fios sempre que o smartStart comanda o gerador; este fornece um contacto seco, com poder de corte de 250 VCA ou 30 VCC sob 2 A (manual PSk2 edição 2023).
• Corrente de entrada. A entrada alternada trabalha como retificador e exige uma corrente não sinusoidal, que eleva ligeiramente o valor máximo: todos os componentes se dimensionam sobre ele.
• Rede pública. Onde se aplique um limite de distorção harmónica, instalam-se filtros na entrada; reduzem também a corrente eficaz exigida à fonte.
• Proteções. A entrada recebe o seu fusível e o seu seccionamento manual, dimensionados sobre a corrente nominal do regulador.

O apoio entra no estudo logo na etapa 6

Na etapa 6, a declaração de outra fonte de eletricidade acrescenta o apoio ao projeto. O LE LAB calcula então a repartição entre o solar e a segunda fonte sobre dezasseis anos de irradiação real, hora a hora, apresenta o dia tipo do mês de conceção e indica a quota solar anual. O esquema de instalação representa o ponto de ligação correspondente à gama escolhida.

O relatório profissional dedica uma secção inteira a esta repartição: a consigna de pressão e a posição do sensor, depois o grupo eletrogéneo aconselhado em carga contínua, a quota solar, a energia de apoio, o tempo de funcionamento e o gasóleo estimado, com a respetiva hipótese de consumo.

Os documentos por detrás desta página

Cada comportamento de material descrito aqui vem da documentação oficial do fabricante em causa. Os números do caso de escola saem da aplicação LE LAB, sobre a base horária PVGIS SARAH2.