Luis Narvarte Instituto de Energía Solar Universidad Politécnica de Madrid

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Eugenio Romero Pérez
hace 7 años
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1 Sistemas de riego fotovoltaico: la solución en la que confía Europa para un riego seguro, fiable y barato Luis Narvarte Instituto de Energía Solar Universidad Politécnica de Madrid

2 ANTECEDENTES El coste eléctrico para agricultores y Comunidades de Regantes: FENACORE : incremento de costes 627% - 255% 40% - 50% del total de costes de producción 2º consumidor eléctrico en España Única alternativa para algunos cultivos: Remolacha 207 Mercado Potencial: Sur de Europa: 4 millones Ha -6GW M Norte de África (Red + diesel):,5gw M

3 POR QUÉ SABEMOS DE BOMBEO FV? Programa Regional del Sahel (PRS): 600 bombas FV en países del Sahel UPM: control de calidad Desde 995 en el Norte de África: 53 sistemas e bombeo FV en Marruecos, Algeria y Túnez 5 sistemas de riego FV en Egipto Ampliación a alta potencia: Proyecto financiado por MICINN y AECID Demostrador real en Alto Vinalopó

4 Qué NO es adaptar el FV al riego? Lo que NO es: Incorporar al variador el seguimiento del punto de máxima potencia del generador FV (MPPT). Solución preparada desde fábrica Adaptar la red de riego al sistema FV Aumentar el tamaño del sistema FV a balsa para utilizarlo a presión constante El pobre estado del arte actual: Ejemplo de las 4 ofertas recibidas por una comunidad de regantes: Tamaño: de 90 kwp a 250 kwp Precio: de /Wp a 2,7 /Wp No es que engañen; es que es nuevo conocimiento.

5 Qué SÍ es adaptar el FV al riego? Lo que SÍ es: Resolver los problemas asociados a la intermitencia FV. Ajustar la generación FV a las necesidades de riego. Integrar el sistema FV en el sistema de riego existente. Asegurar la fiabilidad durante 25 años.

G (W/m 2 ) Tc (ºC) El Problema de la Intermitencia FV 200 000 G (W/m2) Tc (ºC) Día 8 de septiembre 20

8:00 9:00 20:00 2:00 Hora Desestabilización y parada brusca del variador: Golpe de ariete: reduce el

6 G (W/m 2 ) Tc (ºC) El Problema de la Intermitencia FV G (W/m2) Tc (ºC) Día 8 de septiembre m 6:00 7:00 8:00 9:00 0:00 :00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 7:00 8:00 9:00 20:00 2:00 Hora Desestabilización y parada brusca del variador: Golpe de ariete: reduce el tiempo de vida de la parte hidráulica. Sobretensiones: reduce el tiempo de vida del variador y motobomba.

7 Seguidor N-S Ajustar generación FV y necesidades de riego m 3 /día m 3 / dia Coste m3/día mes /kwh Red 0,35 /m3 Red 0,30 0,25 0,20 0,5 0,0 0,

8 Integrar el sistema FV en el sistema de riego existente

9 Asegurar la fiabilidad durante 25 años Sistema fotovoltaico: Especificaciones técnicas Control de calidad Incluidas en contrato Seguidor Probado

10 Advertencias CALIDAD DE LOS SISTEMAS: Si el seguidor no está probado, es mejor poner estructura estática Si el contrato no incluye especificaciones técnicas y procedimientos de control de calidad, es papel mojado FIABILIDAD ANTE PASO DE NUBE: Si te dicen que es solar, y no tienen resuelto esto, no es solar. BOMBEO A PRESIÓN Y CAUDAL CONSTANTE: Si te dicen que es a presión constante, hay muchas probabilidades que sea a balsa sobredimensionado. Si tiene control por presión, el problema de la intermitencia es más grave. PROGRAMACIÓN Y SINTONIZACIÓN DE LOS VARIADORES: Si te dicen que viene programado de fábrica, no funciona.

11 Pozo Candela (CGUAV) EL DEMOSTRADOR Datos pozos representativos CGUAV. Anualidad 202 Pozo Tarifa Horas func. m 3 kwh Coste energía ( ) Coste fijo ( ) kwh/m 3 c /m 3 Candela ,30 0,68 Rosita ,3 9,3 B. Puentes 3.a ,0,07 Total 3.a y ,29 2,66 Acondicionamiento

12 RESULTADOS Fiabilidad: 00m 3 /día (Julio) Buen paso de nube Seguidor robusto

13 EL COSTE ACTUAL (BOMBEO A BALSA ALTO VINALOPO) Coste:,7 /W Competitividad: Tasa interés 5% Incremento coste eléctrico 7% Tasa de descuento 3,5% Pozo Candela - Amortización en 25 años Crédito 00% Coste Red c /m 3 Coste FV c /m 3 Coste Red c /kwh Coste FV c /kwh Ahorro (%) 0 años 6,9 6,6 3,0 5, 60,9 5 años 6,9 6,8 3,0 5,2 59,9 25 años 6,9 7, 3,0 5,4 58,2

14 Se puede bombear a presión constante? presión + Algoritmo de paso de nube

15 EL COSTE ACTUAL (BOMBEO DIRECTO ZÚJAR) 220kW 220kW 220kW 220kW 220kW 220kW 220kW

16 EL COSTE ACTUAL (BOMBEO DIRECTO ZÚJAR) 220kW 220kW 220kW 220kW 220kW 220kW 220kW

17 Simulación de costes a 25 años 25 años Red Red optimizada FV 300kW FV 600kW (Crédito 0 años) (Crédito 25 años) Matriz de ahorro COSTE 25 años COSTE Red Red opt FV 300kW Red Red optimizada ,5% - - FV 300kW ,2% 9,2% - FV 600 kw ,8% 6,2% 7,4% TIR y VAN TIR VAN FV 300kW 7,94% ,8 FV 600kW 6,57% ,46

18 Simulación de costes a 25 años Uso 00% 25 años Red Red optimizada FV 300kW FV 600kW (Crédito 0 años) (Crédito 25 años) Matriz de ahorro COSTE 25 años COSTE Red Red opt FV 300kW Red Red optimizada ,5% - - FV 300kW ,9% 8,4% - FV 600 kw ,0% 36,5% 2,9% TIR y VAN TIR VAN FV 300kW 24,36% ,3 FV 600kW 23,68% ,69

19 MASLOWATEN MArket uptake of an innovative irrigation Solution based on LOW WATer-ENergy consumption H2020 PROGRAM

20 CONCEPTO

21 METODOLOGÍA Implementación de las 5 primeras aplicaciones de mercado: Alicante (España): 360 kwp Valladolid (España): 40 kwp Alentejo (Portugal): 40 kwp Marrakech (Marruecos): 20 kwp Cerdeña (Italia): 60 kwp Validación técnica y económica Penetración de mercado: Visitas técnicas a los demostradores Presencia en exhibiciones y ferias mostrando la solución Acreditaciones y especificaciones técnicas

22 TRANSFERENCIA DE TECNOLOGÍA Transferencia a al menos 20 PYMES Al menos 5GW en el sur de Europa en 208 Seminarios internacionales para abrir mercados

23 Autónomo FV - Balsa Generador Fotovoltaico 8 filas kwp Sólo Bombeo FV diurno 200 m Caseta Variador 7x2,5 m Variado MX2 0,5 kw Ventilación 0 m 25 m Armario Boyas de nivel de balsa? variador Contador con emisor Pulsos DN-250 Q = 250 m3/h (proyecto) m3/h (def) Balsa > m 3 aprox m 3/ h Volumen 50 m x 00 m x 5 m Mulfila nº - 8 filas (32 ramas) V dc Variador A000 de 355 kw (ND) CIMR-AC4A0675-FAA- + FUENTE 24 V Filtro Senoidal AC Salida L>250 m Q 2 m Mulfila nº2-8 filas (32 ramas) 380 V AC Monofila nº (4 ramas) Monofila nº2 (4 ramas) PLC MPPT HMI Nivel de balsa Sensor Radiación (G) Pulsos contador Sistema auxiliar FV kwp caseta de Variador Paneles 000 Wp 4x250 Regulador 75 A 24V Batería 24 V 95 Ah C0 Listado cargas Inversor 24 V W HMI + PLC - 24 V DC Fuente 230-2/ 24 V Bomba 250 KW a 300 metros Q= 63 l/s HMT =288 m Modem -router Iluminación interior Alarma caseta y generador Motores y control seguidores

24 Autónomo FV presión cte

25 Híbrido diesel-fv Finca ELAIA : São Bernabé SISTEMA DE BOMBEO HIBRIDO FOTOVOLTAICO -DIESEL FV - (70 kwp) 3,5 seguidores C.Prot FV Variador RX kw 3 Bombas centrigufas de superficie multi-rodete MEC-MR 00/2D - 225M4-45 de 45 kw 4P 450 rpm Bomba 3 Motor 400 V - 4P 45 KW (ampliación de circuito) Sistema de filtrado con lavado automático Manómetro Transductor de Presión Zona - Electroválvula Zona - Electroválvula 2 FV - 2 (70 kwp) 3,5 seguidores C.Prot FV2 Bus común Variador RX kw Conmutación AUT FV-DIESEL 0 2 Bomba 2 Motor 400 V - 4P 45 kw Q Caudalimetro Pulsos Q = m3/h P =6 bar Sistema FV Arrancador suave 55 kw Grupo Electrógeno 400 V AC (3F+N) Filtro AC Variador 55 kw Bomba Motor 400 V - 4P 45 kw Grupo Electrógeno M (cambiar por motor hidraulico) Depósitos Fertilizantes Zona - Electroválvula 30 Zona - Electroválvula 30 HMI Scada PLC RX 30 Electroválvulas zonificación riego Programador Riego Progress (Agronic 4000) G = xx W/m2 P =6 bar + filtro Tamb ºC Balsa Comunitaria (infinito) Grupo Diesel 250 kva 2 Bombas sumergibles Horizontales de 60 CV l/s Trazado 2 km Cota : + 20 metros Depósito Superficie 350 m3 Nivel +2 mca Suministro eléctrico Aux. - Sistema Aislado FV Listado cargas Sistema FV x Cuadro multifila -250 W Ac Paneles 000 Wp 4x250 Cuadro variador RX Regulador 50 A 24V Modem -router Batería 24 V 600 Ah Anemómetro Inversor 24 V W Portátiles trabajo Alarma seguidores Consumo día: 2,5 kwh Alumbrado y control

Híbrido Red-FV Finca ELAIA : Soprolives (Marruecos) SISTEMA DE BOMBEO HIBRIDO RED -FOTOVOLTAICA 2 Bombas centrifugas de superficie multi-rodete Nuevas Generador Fotovoltaico 20 kwp Bombeo FV diurno

Prot FV Diodo de bloqueo MEC-AS4/25C- 225M4-45 de 45 kw 4P 450 rpm MAN Conmutación Variador RX - 55 kw híbrido Variador- Arrancador Bomba Motor 0 400 V - 4P 45 kw Conmutación 2 Aislado/hídrido

26 Híbrido Red-FV Finca ELAIA : Soprolives (Marruecos) SISTEMA DE BOMBEO HIBRIDO RED -FOTOVOLTAICA 2 Bombas centrifugas de superficie multi-rodete Nuevas Generador Fotovoltaico 20 kwp Bombeo FV diurno 0FV - (60 kwp) 3 Filas FV - 2 (60 kwp) 3 Filas C.Prot FV Diodo de bloqueo MEC-AS4/25C- 225M4-45 de 45 kw 4P 450 rpm MAN Conmutación Variador RX - 55 kw híbrido Variador- Arrancador Bomba Motor V - 4P 45 kw Conmutación 2 Aislado/hídrido Arrancador suave 55 kw Sistema de filtrado con lavado automático Q Caudalímetro Pulsos Q = m 3 /h Manómetro Transductor de Presión P = 4,2-4,3 bar Zona - Zona - 2 Motor seguidor alimentado desde la red eléctrica Grid Network Night operation 400 V AC (3F+N) C.Prot FV2 Diodo de bloqueo Conmutación 2 Aislado/hídrido Conmutación 2 Aislado/hídribo Variador RX kw híbrido Arrancador suave 55 kw MAN Conmutación 2 Variador-Arrancador 0 2 Bomba 2 Motor 400 V - 4P 45 kw Red eléctrica Depósitos Fertilizantes mezcla solido in situ M Zona - 3 Zona - 4 HMI PLC x Electroválvulas - 4 zonas de riego Programador Riego Progress 4000 Balsa junto a caseta de riego m3 G -> W/m2 Tamb o Tcél -> ºC P =3,8-4 bar (después del filtro)

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