Ciclo Energético, Eficiência e Sustentabilidade em Estufas

Santos, Pedro Miguel Garcia

http://hdl.handle.net/10400.8/7917

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Authors

Santos, Pedro Miguel Garcia

Advisor(s)

Galvão, João Rafael da Costa Sanches

Aires, Luis Miguel Igreja

Abstract(s)

Atualmente na produção de plantas em regime intensivo, como nas estufas, podem-se produzir diferentes espécies de culturas em várias épocas do ano, garantindo-se a qualidade e quantidade das plantas e frutos. Nestes ambientes controlados de estufas tem-se implementado técnicas de cultivo de elevado desempenho agrícola, como a hidroponia e a aquaponia. Como suporte a este estudo foi usada uma estufa, localizada no Campus 2 do IPL - Instituto Politécnico de Leiria. Esta tem como dimensões, um comprimento de quinze metros e uma largura de dez metros, totalizando uma área de 150 m2. Na estufa são utilizadas técnicas de cultura de aquaponia (aquicultura complementada por hidroponia), tendo esta no seu interior três linhas aquapónicas, onde são estudadas diferentes espécies de peixes, que produzem biomassa líquida, sendo esta possuidora de nutrientes para o crescimento das plantas. Um dos principais objetivos deste projeto foi a implementação de um modelo com várias partes, como a área de produção de energia por via solar e um sistema de recolha, monitorização, controlo e visualização de parâmetros ambientais. Por fim, uma aplicação em tempo real destes dados proporciona ao gestor desta estufa a avaliação do estado de funcionamento dos sistemas aquapónicos e a deteção das condições críticas, que necessitem de uma decisão célere. O sistema desenvolvido permite recolher dados da temperatura do ar ambiente, da humidade relativa do ar, da temperatura, da condutividade elétrica, do pH e dos sólidos dissolvidos totais (TDS) da água. Inicialmente foi realizada uma análise dos consumos energéticos da estufa, após a qual foram propostas soluções tecnológicas para aumentar a eficiência e sustentabilidade destes processos, recorrendo fonte de energia renovável solar. Após esta etapa realizou-se o dimensionamento de um sistema de produção de energia elétrica, por tecnologia fotovoltaica, em regime de autoconsumo e de rede isolada, para determinar a melhor opção para este caso de estudo. Optou-se pelo regime de autoconsumo, como sendo a melhor solução, porque tem um investimento financeiro mais reduzido e permite reduzir a fatura elétrica deste tipo de consumidor e vender o excedente de produção elétrica à rede. O sistema de monitorização e visualização desenvolvido, que resultou num protótipo, está instalado e a funcionar no caso de estudo, permitindo o acesso às variáveis referidas pelos seguintes modos: remotamente via Internet numa dashboard, numa aplicação móvel e ainda numa base de dados.