BOMBEO SOLAR. Aplicaciones en regadío BOMBAS CAPRARI, S.A.

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María Dolores Ramos Romero
hace 7 años
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1 BOMBEO SOLAR Aplicaciones en regadío

2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Se trata de un sistema de bombeo que entrega un caudal y altura en función de la potencia disponible en las placas solares. Para ello se dispone, por un lado, de los módulos fotovoltaicos conectados a un variador de velocidad, con lo cual realizamos un control tensión/frecuencia del motor que incrementa el tiempo de bombeo a lo largo del día, con el consiguiente aumento del rendimiento medio diario del sistema, y por otro lado, de un transductor de presión que nos va a permitir mantener una presión constante previamente predeterminada en función de la presión requerida por la propia instalación. El esquema básico sería el siguiente: ASPERSIÓN GOTEO

3 CARACTERÍSTICAS La electricidad generada por los módulos fotovoltaicos es corriente continua (CC). Sin embargo, la misma puede ser transformada a corriente alterna (AC) de similares características que la que circula por la red eléctrica convencional utilizando un variador de velocidad. El sistema propuesto consta de: Generador fotovoltaico. Variador de velocidad. Motor estándar trifásico. Electrobomba centrífuga.

4 CARACTERÍSTICAS Este sistema de bombeo está enfocado al riego de cultivos agrícolas, realizándose el dimensionamiento en base al caudal y altura requeridos. Se puede implementar para cualquier sistema de riego, tanto por aspersión (cobertura total, pivot, cañón enrrollador,...), como para goteo. La bomba funciona gracias al aporte de corriente de los paneles solares sin necesidad de sistemas de acumulación mediante baterías, por lo tanto el caudal de agua bombeado es siempre proporcional a la radiación incidente y potencia disponible por los paneles en cada momento. Se optimiza el uso de la radiación disponible en cada momento. Incluso, con una baja radiación solar, la bomba es capaz de arrancar trabajando en un punto de la curva proporcional a las condiciones existentes en cada momento.

5 % Ratio de potencia Caudal reducido Caudal reducido DIAGRAMA DE RENDIMIENTO En función de la época del año, se obtiene la curva de horas de sol por día. Dependiendo de la latitud en donde se encuentre la instalación, la curva variará (cuanto más cerca del Ecuador nos encontremos, habrá más horas de sol a lo largo del día). Variación diaria del rendimiento en función de la potencia disponible de los paneles solares Máximo caudal Horas de sol al día

6 HORAS ÚTILES AL DÍA POR MES :

7 Potencias máxima útil (W) ABASTECIMIENTO / GOTEO ABASTECIMIENTO / GOTEO DIAGRAMA DE RENDIMIENTO La aplicación que propone BOMBAS CAPRARI da como resultado el siguiente diagrama de rendimiento, válido tanto para bombas sumergidas como de superficie. Diciembre Abril Bomba 50Hz Bomba 40Hz ASPERSIÓN / GOTEO 6:00 8:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00

8 MÓDULOS FOTOVOLTAICOS Tecnologías solares Tecnologías Cristalinas Película Delgada Monocristalino Policristalino A Si CIGS Silicio Monocristalino Silicio Policristalino Silicio Amorfo Cobre Indio Galio Selenio Eficiencia: 165W/m 2 Eficiencia: 164W/m 2 Eficiencia: 50W/m 2 Eficiencia: 100W/m 2

9 VENTAJAS DEL BOMBEO SOLAR Tiene un alto grado de fiabilidad, con costes de mantenimiento y operación mínimos. Diseño simple. Fácil operación y mantenimiento sencillo. El panel solar tiene una larga vida útil (generalmente están garantizados por más de 20 años). El panel solar es una unidad sellada de estado sólido que puede operar en condiciones adversas. La capacidad de generación puede incrementarse gradualmente con la demanda puesto que es un sistema modular. El equipo es fácil de transportar e instalar. Genera electricidad sin contaminación acústica ni medioambiental. Amplia gama de potencias y tensión necesarias para dar solución a cualquier demanda del cliente.

10 DESVENTAJAS DEL BOMBEO SOLAR La cantidad de energía aprovechable es baja (< 1 kw/m 2 ) La energía solar disponible varía y se ve afectada por variaciones climáticas. Alto coste inicial del equipo.

11 EVOLUCIÓN DE LOS COSTES DE LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS LA RÁPIDA REDUCCIÓN DE LOS COSTES DE LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS, COMO ELEMENTO MAYORITARIO EN ESTE TIPO DE INSTALACIONES, FRENTE AL INCREMENTO DE LAS TARIFAS ELÉCTRICAS DE LA RED, ESTÁ FAVORECIENDO EL POSICIONAMIENTO DE LA ENERGÍA FOTOVOLTAICA COMO UNA TECNOLOGÍA ENERGÉTICA EN ESTE TIPO DE APLICACIÓN

12 DEMANDA DE ENERGÍA FOTOVOLTAICA Porcentaje de cobertura de la demanda mediante fotovoltaica en 2013

13 ESTIMACIÓN DE SUPERFICIE NECESARIA

14 POTENCIAL DEL BOMBEO SOLAR APLICADO AL RIEGO El sector de riego es el segundo consumidor de electricidad en España por detrás del Administrador de Infraestructuras Ferroviarias (ADIF). El mercado potencial en sur de Europa se estima en 16 GW, con un valor en torno a millones de.

19 BOMBEO SOLAR: VENTAJAS DEL VARIADOR DE VELOCIDAD Conexión directa entre los paneles solares y el motor de la bomba sin necesidad de otros elementos intermedios. Arranque en rampa de la bomba, lo que redunda en alargar la vida útil de la instalación. Optimización del caudal de la bomba mediante la regulación de la velocidad de giro del motor. Monitorización y mantenimiento sencillos, todo ello centralizado en tarjeta electrónica con pantalla LCD o pantalla táctil, y que actua de maestro de todo el sistema.

20 Estabilidad en la regulación (algoritmo PID externo). Medida de la potencia de los paneles solares. Seguidor del punto de máxima potencia (MPPT). Descarga de parámetros de fábrica. Presión constante. Medida del caudal bombeado.

21 SEGUIDOR DEL PUNTO DE MÁXIMA POTENCIA (MPPT) La eficiencia de conversión de energía de los módulos FV tiende a ser baja y por lo tanto no se aprovecha al máximo la energía solar incidente. Esto se debe a que los paneles FV tienen un punto de operación en el cual se entrega la máxima potencia de salida a una determinada carga y tensión, y este punto de operación es variante en el tiempo y depende del grado de insolación y de la temperatura.

22 SEGUIDOR DEL PUNTO DE MÁXIMA POTENCIA (MPPT) CURVA DEL PUNTO DE MÁXIMA POTENCIA Suciedad en paneles Pérdidas 5% - 8%

23 PRESIÓN CONSTANTE

24 SISTEMA HÍBRIDO DIESEL GENERADOR FOTOVOLTAICO ASPERSIÓN GOTEO GENERADOR DIESEL El grupo electrógeno aporta la potencia que le falta al generador fotovoltaico

25 SISTEMA HÍBRIDO DIESEL Potencia > 11kW

26 SISTEMA HÍBRIDO DIESEL

27 SISTEMA HÍBRIDO DIESEL Pantalla táctil Telegestión

28 Versatilidad y modularidad

29 Boquillas de baja presión

30 ESTUDIO ECONÓMICO BOMBEO SOLAR 92kW Electrobomba sumergida E12S50N/4A + MAC paneles de 265Wp (30 series de 20 paneles cada una) Horas anuales de funcionamiento: 1800 Horas anuales de funcionamiento (con paneles): 1200 Aplicación: riego por aspersión Caudal total: m ³

31 RED ELÉCTRICA Análisis de la inversión V.A.N. T.I.R ,17 Valor actual neto 12,52% Tasa interna rentabilidad V.A ,37 Valor actual Otros indicadores: I.R. 136,23% Índice de rentabiliad PAYBACK 8 Plazo de recuperación R.C. 76,32 Rendimiento contable GRUPO ELECTRÓGENO Análisis de la inversión V.A.N. T.I.R ,34 Valor actual neto 15,79% Tasa interna rentabilidad V.A ,54 Valor actual Otros indicadores: I.R. 156,39% Índice de rentabiliad PAYBACK 7 Plazo de recuperación R.C. 87,47 Rendimiento contable

32 MArket uptake of an innovative irrigation Solution based on LOW WATer-ENergy consumption.

33 Principales aspectos del proyecto Proyecto de I+D+i en el que Europa ha confiado para desarrollar e introducir en el mercado sistemas de bombeo fotovoltaico de alta potencia para Comunidades de Regantes, agroindustrias y agricultores individuales. Esta solución permitirá el riego 100% renovable, ahorrando hasta un 30% en el consumo de agua, y reduciendo un 80% del coste energético. El mercado potencial en el Sur de Europa es de 16 GW y millones de euros. Se instalarán 5 demostradores de sistemas fotovoltaicos de alta potencia en instalaciones productivas de riego a gran escala: dos en España (Alicante y Valladolid), uno en Portugal (Alentejo), uno en Italia (Cerdeña) y uno en Marruecos (Marrakech)..

34 Participantes

35 ORIENTACIÓN DE LOS PANELES La orientación de los paneles es sur en el hemisferio norte, y norte en el hemisferio sur. Como norma general, los paneles solares siempre se instalarán mirando hacia el Ecuador.

36 DETALLE CUADRO ELÉCTRICO

37 DETALLE CUADRO ELÉCTRICO

38 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias CUBA

39 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias CUBA

40 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias CUBA

41 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias ANGOLA

42 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias

43 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias

44 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias

45 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias

46 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias

47 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias ESPAÑA

48 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias TÚNEZ

49 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias

50 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias ESPAÑA

51 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias ESPAÑA

52 ESPAÑA

53 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias ESPAÑA

54 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias ESPAÑA

55 SOLAR VARIPOWER: algunas referencias ESPAÑA

56 MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN c a t t l e b r e e d i n g

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