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Viabilidade operacional do uso da energia elétrica como fonte de potência em tratores agrícolas
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Faculdade, Instituto ou Escola
Departamento
Programa de Pós-Graduação
DEG - Programa de Pós-graduação
Agência de fomento
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável
Dados abertos
Resumo
Os problemas de ordem econômica e ambiental, causados por mais de um século da intensa utilização de combustíveis derivados do petróleo, têm levado à busca constante de fontes alternativas de energia, tanto no meio urbano, quanto no meio agrícola. Nesse contexto, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a viabilidade operacional do uso da eletricidade como fonte de energia para tratores agrícolas. Para isso, foi feita a comparação das curvas de desempenho entre um motor de combustão interna utilizado em trator agrícola e um motor elétrico. O desempenho do motor elétrico foi considerado na proposta para a configuração teórica do trator elétrico. Esta proposta foi avaliada em relação à autonomia em diferentes demandas de potência e, também, comparada a um trator agrícola convencional em relação ao custo energético operacional e eficiência energética. Também, foi construído um modelo de trator elétrico agrícola, em escala reduzida, que foi submetido ao ensaio de tração para determinação do seu custo energético operacional e autonomia. O motor elétrico teve os melhores resultados para torque, potência, eficiência energética e custo energético operacional. A autonomia da configuração teórica ficou acima de oito horas diárias para médias e baixas potências, trabalhando nas menores rotações. O desempenho em barra de tração do modelo em escala reduzida foi compatível com tratores convencionais além de valores de autonomia superiores a oito horas diárias para até 59% de demanda de potência. O custo energético operacional do modelo em escala foi até 89% menor comparado ao custo de tratores convencionais. Com base nos resultados, concluiu-se que o uso da eletricidade, como fonte de energia em tratores agrícolas, é viável no tocante ao custo e eficiência energética e possui potencial para intensificação das pesquisas nesse campo.
Abstract
The economic and environmental issues of more than a century of intense use of fuel derivative of oil have been forcing a constant quest for alternative sources of energy, either in urban or in agricultural areas. This work was performed aiming to assess the operational viability of use of electricity as source of power for agricultural tractors. Was carried out the comparison of performance curves between an internal combustion engine used on agricultural tractors and an electrical engine. The performance of the electrical engine was considered in the proposal for theoretical configuration of the electrical tractor. This proposal was assessed in relation to autonomy in different power demands, and was also compared with a conventional agricultural tractor, in relation to operating energy cost and energy efficiency. A model of electric agricultural tractor was also built in reduced scale, which was tested for traction in order to determine its operating energy cost and autonomy. The electrical engine showed best results for torque, power, energy efficiency, and operating energy cost. The autonomy of theoretical configuration was greater than eight hours a day, for mean and low power, by working at lower rotations. The performance of traction bar of small-scale model was compatible to conventional tractors plus values of autonomy greater than eight hours a day for up to 59% of power demand. The operating energy cost of the scale model was up to 89% less than the cost of conventional tractors. Based on these results, we conclude that the use of electricity as source of power on agricultural tractors is viable in terms of cost and energy efficiency, and is a potential for intensification of researches in this working field.
Descrição
Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, área de concentração em Engenharia Agrícola, para a obtenção do título de Doutor.
Área de concentração
Engenharia Agrícola
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
PAULA, V. R. de. Viabilidade operacional do uso da energia elétrica como fonte de potência em tratores agrícolas. 2014. 101 p. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.