Potential of the photovoltaic system as an alternative to energy supply in irrigation in Brazil

A irrigação é uma prática importante para garantir a produção agrícola em épocas com precipitação reduzida. Isso garante incremento da produtividade e rentabilidade econômica. No entanto, a irrigação requer um alto consumo de energia elétrica. O uso de fontes renováveis de energia na irrigação pode auxiliar na diversificação da matriz elétrica brasileira e diminuir o uso das fontes não renováveis. O objetivo deste trabalho foi a viabilidade econômica do sistema fotovoltaico como alternativa a fontes tradicionais de energia para o bombeamento na irrigação de áreas agrícolas. Foram avaliadas duas situações, divididas em dois capítulos, do uso do sistema fotovoltaico: conectado e não conectado à rede elétrica. No sistema não conectado à rede, o desempenho financeiro do sistema fotovoltaico foi comparado ao desempenho de um sistema de bombeamento a diesel. Também foi analisado, neste último, o impacto da venda de créditos de carbono na viabilidade do sistema fotovoltaico. O custo do ciclo de vida (LCC) foi a métrica utilizada para a análise de viabilidade econômica. O sistema fotovoltaico foi considerado viável se seu LCC foi menor ou igual ao LCC daquele ao qual está sendo comparado. Para o sistema conectado à rede elétrica foi observado que, em todas as regiões geográficas do país, houve viabilidade econômica do sistema fotovoltaico. No entanto, essa viabilidade é condicionada ao nível de irradiação e à alíquota do Imposto sobre Circulação de Mercadorias e Serviços (ICMS). Para o sistema não conectado à rede elétrica foi obtida viabilidade para grande parte do território nacional e a porcentagem de áreas viáveis aumentou consideravelmente com a venda do crédito de carbono. O sistema fotovoltaico é uma alternativa promissora para ambos os sistemas - conectado e não conectado à rede elétrica. Vale destacar também que a viabilidade financeira tende a aumentar conforme a requisição de energia elétrica aumenta. Palavras-chave: Sistema fotovoltaico. Energia na irrigação. Mapeamento de potencial fotovoltaico. Energia renovável em sistemas de irrigação.Irrigation is a relevant practice to ensure agricultural production in low rainfall times. This guarantees increased productivity and economic profitability. However, irrigation requires high consumption of electrical energy. The use of renewable energy sources in irrigation can help diversify the Brazilian electricity matrix and reduce the usage of non-renewable ones. This work aimed to compare the economic viability of the photovoltaic system as an alternative to traditional sources of energy for pumping irrigation in agricultural areas. Two situations of the photovoltaic system use, divided into two chapters, were evaluated: on and off-grid. In the off- grid system, the financial performance of the photovoltaic system was compared to the performance of a diesel pumping system. In the latter, the impact of the sale of carbon credits on the viability of the photovoltaic system was also analyzed. The life cycle cost (LCC) was the metric used for the economic feasibility analysis. The photovoltaic system was considered viable if its LCC was less than or equal to the LCC of the one to which it is being compared. For the on-grid system, it was observed that, in all geographic regions of the country, there was economic viability of the photovoltaic system. However, this feasibility is conditioned to the level of irradiation and the rate of the Tax on Circulation of Goods and Services (ICMS). For the off-grid system, viability was obtained for a large part of the national territory and the percentage of viable areas increased considerably with the sale of carbon credits. The photovoltaic system is a promising alternative for both connected and non-grid connected systems. It is also worth noting that the financial viability tends to rise as the electricity demand increases. Keywords: Photovoltaic system. Energy in irrigation. Photovoltaic potential mapping. Renewable energy in irrigation systems.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic