Estudo de caso

Seis painéis para 470 cabeças:
o abeberamento solar na montanha

Nos Pirenéus bearneses, uma associação de pastores leva todos os verões 470 cabeças de gado até à sua pastagem de montanha. A nascente captada fica no fundo do vale, 45 metros abaixo dos bebedouros. Sem linha elétrica nem caminho de acesso, o sistema tem de cobrir a necessidade do rebanho com equipamento transportável a pé.

Pirenéus bearneses, França Efetivo: 60 bovinos, 400 ovelhas, 10 cavalos Época de pastagem: junho a setembro Desnível 45 m · 300 m de tubo Sem rede elétrica, nem caminho para veículos
O projeto

A necessidade, tal como o pastor a vive

Todos os verões, o rebanho da associação deixa os estábulos pela erva de altitude. A água não falta na nascente, mais abaixo; falta onde pastam os animais. Nos verões secos, a tarefa da água torna-se diária: descer, encher, subir. O objetivo cabe numa frase: que a nascente encha por si só, ao ritmo do sol, o tanque de água e os bebedouros do patamar.

470 cabeças60 bovinos, 400 ovelhas e 10 cavalos: o rebanho reunido pela associação de pastores para a época
45 mo desnível entre a captação da nascente e os bebedouros, 300 m de tubo instalado ao longo da encosta
10 m³o tanque de água e os bebedouros já instalados: pouco mais de dois dias de rebanho
0 redenem linha elétrica, nem caminho: o material sobe às costas, a instalação tem de se manter simples e autónoma

Um gerador exigiria subir combustível todo o verão. A bombagem ao ritmo do sol, sem baterias, é talhada para estas situações: alguns painéis, uma bomba de 3,5 polegadas, e mais ninguém para enviar lá acima com bidões.

Etapa 1

A necessidade calculada a partir do efetivo

Sem volume para adivinhar: o LE LAB pede o rebanho, não metros cúbicos. 60 bovinos, 10 cavalos, 400 pequenos ruminantes, com base nos valores da FAO por animal e por dia, e a aplicação calcula: 4,7 m³ por dia. Estas referências por animal são uma hipótese de partida, a confirmar com o criador segundo a espécie, o peso e a estação. A sazonalidade declara-se no mesmo lugar: a bombagem funciona de junho a setembro, o estudo inteiro ajusta-se à época de pastagem.

Etapa do efetivo no LE LAB: 60 bovinos, 10 cavalos e burros, 400 pequenos ruminantes introduzidos, sazonalidade da bombagem de junho a setembro, necessidade calculada de 4,7 m³ por dia com base nos valores da FAO

A etapa do efetivo: introduzem-se cabeças, a aplicação calcula os metros cúbicos, e a época declara-se com um clique.

Etapa 2

Os dados do terreno

A cidade de referência de irradiação é Pau, ao pé dos vales bearneses. A bomba mergulha a 3 m na bacia da captação; 45 m de elevação até aos bebedouros, 300 m de tubo ao longo da encosta: a altura total é calculada automaticamente, 52 m. Sem apoio possível lá em cima, e o tanque de 10 m³ é declarado como reserva existente.

Resumo do estudo no LE LAB: Pau, 4,7 m³ por dia, período de bombagem de junho a setembro, profundidade 3 m, elevação 45 m, 300 m de canalização, altura manométrica total calculada 52 m, sem apoio elétrico, reserva de água 10 m³

O resumo antes do cálculo: bastam nove respostas, a altura manométrica total é calculada automaticamente.

Etapa 3

O que o LE LAB propõe: o mais pequeno sistema da série

Uma LORENTZ PS2-150 AHR-04S, bomba de 3,5 polegadas de rotor helicoidal, alimentada por seis painéis de 95 W em três cadeias de dois, ou seja, 570 Wp em 24 V. Produção na época: 5,2 a 5,8 m³ por dia para 4,7 pedidos. No outro extremo da nossa série de estudos de caso, a adutora híbrida do Chade alinha 8.755 Wp, quinze vezes mais: a mesma aplicação dimensiona ambos.

Solução proposta pelo LE LAB: bomba LORENTZ PS2-150 AHR-04S, campo solar de 570 Wp em 6 painéis de 95 W, produção média de 5,6 m³ por dia

A solução num relance. A produção média do cartão, 5,6 m³ por dia, é a da época de pastagem de altitude: de 5,2 m³ por dia em setembro a 5,8 em julho (etapa 4).

Porquê um rotor helicoidal? A 52 m de altura para um pequeno caudal, é a tecnologia que se destaca: 0,6 m³/h a 52 m com apenas 570 Wp. O kit completa-se com a sonda de proteção contra o funcionamento a seco, que protege a bomba se a captação enfraquecer, e com a boia que a para quando o tanque está cheio. O pastor não tem nada a controlar.
Etapa 4

A produção, ajustada à época de pastagem

Sobre dezasseis anos de histórico de irradiação PVGIS do sopé pirenaico, os quatro meses de pastagem ficam acima da linha da necessidade: 5,7 m³ por dia em junho, 5,8 em julho, 5,6 em agosto, 5,2 em setembro, o mês crítico apresentado. Os meses de inverno ficam fora do período de bombagem: o rebanho já desceu, o estudo é dimensionado para o período declarado, não para um janeiro sem animais.

Produção mensal estimada face à necessidade de 4,7 m³ por dia: os quatro meses de junho a setembro acima da linha, mês crítico setembro a 5,2 m³ por dia, ângulo ótimo 38 graus

Dimensionado para o período de bombagem: o mês de referência é setembro, o mais ajustado da época, não um mês de inverno fora de contexto.

Rendimento diário de um dia típico de agosto: caudal hora a hora, patamar a 0,6 m³/h das 9 h às 15 h, 5,8 m³ produzidos, necessidade de 4,7 m³ coberta com 24% de margem

O dia típico de agosto: um patamar a 0,6 m³/h das 9 h às 15 h, 5,8 m³ elevados até aos bebedouros. Enquanto o rebanho pasta, o tanque enche-se.

Etapa 5

O tanque de 10 m³ posto à prova

O LE LAB simula a reserva de água dia a dia, sobre as dezasseis épocas de pastagem dos dezasseis anos de histórico meteorológico PVGIS. Com o tanque de 10 m³, 121 dos 122 dias da época são totalmente cobertos. O único dia incompleto de uma época média entrega, mesmo assim, 70% da necessidade, e a falta resume-se a 2 m³ em 573, ou seja, 0,3%. O episódio mais desfavorável diz o verdadeiro risco da montanha: nove dias de sol fraco de 11 a 19 de junho de 2010, um início de época sombrio como o Bearne sabe proporcionar.

Bloco de autonomia e reserva de água: 121 dias em 122 da época cobertos com o tanque de 10 m³, 1 dia incompleto a entregar 70% da necessidade, volume em falta 2 m³ em 573 por época, referências 11 m³ e 19 m³

As referências quantificam o passo seguinte: 11 m³ reduziriam os dias incompletos a, no máximo, um por época, 19 m³ cobririam todos os dias dos dezasseis anos. Basta mais um bebedouro, se a associação visar o zero tarefas.

A nuance do ofício. Quando chove quinze dias em junho, os animais bebem menos, as valas correm, e o pastor sabe-o: os dias incompletos do cálculo são também aqueles em que a montanha menos precisa da bomba. A ferramenta apresenta o limite, o terreno relativiza-o.
Etapa 6

As curvas do fabricante, no ponto de funcionamento real

As curvas Q/H da bomba, traçadas a partir dos dados oficiais da LORENTZ, com a altura do projeto em destaque: 0,6 m³/h a 52 m, no máximo da bomba, e o LE LAB escreve-o. A AHR-04S aceita até 0,8 m³/h e 60 m: o pequeno rotor trabalha a pleno, é o campo de 570 Wp que foi talhado ao mais justo.

Curvas do fabricante da bomba PS2-150 AHR-04S: caudal segundo a potência disponível por altura manométrica, ponto de funcionamento 0,6 m³/h a 52 m, no máximo da bomba

Caudal segundo a potência disponível, por altura manométrica. A curva amarela é a do projeto, a 52 m.

O que este caso mostra

A ferramenta enquadra, o ofício decide

470 cabeçasa necessidade calcula-se a partir do efetivo, valores da FAO por animal e por dia: introduzem-se cabeças, não metros cúbicos
570 Wpo mais pequeno sistema da série: seis painéis de 95 W e uma bomba de 3,5 polegadas
16 anosa produção e o tanque de água são testados dia a dia sobre dezasseis épocas de pastagem de histórico meteorológico PVGIS
Honestidadeo único dia incompleto é apresentado, os nove dias nublados de junho de 2010 são nomeados, e os meses fora de época assumidos

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