Um sistema de controle de energia sustentável para abrigos de cultivo

Abstract

Os abrigos para cultivo protegido ou, simplesmente, abrigos de cultivo são estruturas cobertas que podem ser utilizados por agricultores como uma alternativa ao sistema agrícola de campo aberto protegendo a cultura contra as adversidades climáticas e pragas através do controle do microclima no interior do abrigo. Para o êxito na produção com a utilização destes ambientes é preciso realizar um manejo adequado que normalmente é feito com o monitoramento das variáveis do ambiente, tais como temperatura, umidade, luminosidade, e com base nesses parâmetros, o produtor atua no controle da ventilação, sombreamento, irrigação entre outros. Predominantemente esses procedimentos são realizados de forma manual. Os equipamentos responsáveis pelo controle em um abrigo de cultivo são dependentes de energia elétrica e a sua falta comprometerá toda a produção devido à falha no manejo que é fundamental para atender as necessidades fisiológicas do cultivo. O presente trabalho propõe uma arquitetura de um sistema de controle para o fornecimento de energia em abrigos de cultivo que visa auxiliar o agricultor no manejo da sua produção de forma sustentável. Este controle irá operar com energia proveniente de um sistema de energia híbrida desenvolvido com base em três fontes: energia solar fotovoltaica, a da concessionária de distribuição de energia e de uma bateria de chumbo-ácido como fonte auxiliar. Estas fontes são controladas por um módulo comutador de energia que preferencialmente opera com o uso da energia solar fotovoltaica conforme a sua disponibilidade. Como metodologia de avaliação a arquitetura proposta foi implementada e testes foram realizados em um mini abrigo de cultivo visando simular um ambiente real que serviu como instrumento de avaliação cujos resultados confirmam a funcionalidade do modelo proposto.

Abstract : Agricultural greenhouses are covered structures that can be used by farmers as an alternative to conventional farming by protecting the crop against climatic adversities and pests by controlling the microclimate inside the greenhouse. For the successful production with the use of these environments it is necessary to carry out an adequate management that normally is done with the monitoring of the variables of the environment, such as temperature, humidity, luminosity, and based on these parameters, the producer acts in the control of the ventilation, shading, irrigation among others. Predominantly, these procedures are performed manually. The responsible devices for control in a greenhouse is dependent on electricity and its lack will compromise all production due to the failure management that is fundamental to meet the physiological needs of the crop. The present work proposes an architecture of a control system for the supply of energy in agricultural greenhouses that aim to help the farmer in the management of his production in a sustainable way. This control wills operate with power from a hybrid power system developed based on three sources: photovoltaic solar energy, energy distribution company and a lead-acid battery as auxiliary power. These sources are controlled by a power switch module which preferably operates with the use of photovoltaic solar energy according to their availability. As evaluation methodology the proposed architecture was implemented and tests were performed in a mini greenhouse to simulate a real environment that served as an evaluation tool whose results confirm the functionality of the proposed model.