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FRAIDENRAICH, Naum; Vilela, Olga; Lima, Gilmário. Sistema de dessalinização por osmose reversa acionado por gerador fotovoltaico com conversor de freqüência. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA SOLAR, 2007, Fortaleza. Anais... Fortaleza: ABENS, 2007.
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Resumo

Uma fração importante dos aqüíferos da Região Nordeste do Brasil apresenta água com níveis de salinidade elevados. A população que habita essas regiões não conta com suprimento de água nem de energia elétrica convencional, para acionamento de possíveis sistemas de bombeamento e dessalinizadores. Entretanto, sistemas fotovoltaicos podem ser utilizados em forma confiável para operá-los. Neste trabalho é estudado o comportamento operacional de um sistema de osmose reversa com três unidades de membranas em série, capacidade de produção de 250 l/h e água com grau de salinidade de 2.000 e 5.000 mg/L. O sistema de osmose reversa está acoplado a um gerador fotovoltaico (0,88 kWp) com um conversor de freqüência como interface entre ambos. Determinam-se as relações de vazão de permeado e vazão de água de alimentação versus radiação solar e potência elétrica, com a finalidade de realizar estimativas de produção de água dessalinizada a longo prazo, seja por meio de séries temporais ou pelo método de utilizabilidade. Usando este último método foi estimada a produção mensal e anual de água permeada e de água de alimentação. A produção diária, média anual, de água permeada resulta ser igual a 860 L/dia para 2.000 mg/L e 500 L/dia para 5.000 mg/l. Esta produção permite atender a demanda diária de água de uma população de 400 e 200 habitantes, respectivamente. Calcula-se também o fator de recuperação, ou seja a relação de água permeada e água de alimentação. As condições operacionais que definem este parâmetro devem ser tais que não superem o valor especificado pelos fabricantes, com a finalidade de garantir a vida útil das membranas. Descrevem-se rotinas de manutenção e precauções a serem adotadas durante a utilização do equipamento. Valores indicativos do custo da água potável são mencionados.

Abstract

An important fraction of the aquifers of the Northeast of Brazil present high salinity water (concentration larger than 3,000 mg/L). In some places, the inhabitants don't have access to water supply nor conventional electricity, to drive water pumping systems and desalination equipment. Largely used all over the world, reverse osmosis equipment (RO) driven by photovoltaic systems, can be used in a reliable way to provide drinking water for the populations of remote areas. In this work we study the operational conditions of a reverse osmosis systems with 3 membranes units in series and water with salinity levels with 2,000 and 5,000 mg/L. The RO system is coupled to a photovoltaic generator (0,88 kWp) with a frequency converter as an interface. We determine the experimental information necessary to simulate the whole system behavior, either with the utilizability method or with solar irradiance time series. Using the utilizability method we estimate the monthly and annual volume of permeated water. The daily production, annual average, of permeated water, is equal to 860 L/day for 2,000 mg/L and 500 L/day for 5,000 mg/L, able to meet the demand of a population of 200 to 400 people, depending on the water concentration level. It was also calculated the recovery factor (RF), it means the relation between permeated and total water. The operational conditions defining it have to be such that this factor it is not larger than the value specified by the manufacturers, in order to guarantee the lifetime of the membranes. We also describe some operational routines and maintenance precautions, to be adopted while running the OR equipment. Approximate figures for the cost of drinkable water are given.
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