BOMBEO SOLARSIV007 – Tecnología

fotovoltaica (2017/18)

Vicente Vernia

CONTENIDO

Descripción

Esquema y tipos de bombeo solar

Funcionamiento

Componentes

Rentabilidad

Ventajas e Inconvenientes

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CONTENIDO

Aplicable a varios tipos y tamaño de instalación:

Baja potencia (hasta 1kW). Bombeo en pequeñas fuentes o para riegos domésticos. Uso de bombas en continua.

Media potencia (Desde 1kW hasta varios cientos). Suministro de agua potable en zonas rurales, riego o agua para ganado.

Alta potencia (MW). Grandes trasvases de agua.

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Instalación de bombeo

Generación solar BOMBEO SOLAR

CONTENIDO

Generalmente aplicado en zonas rurales:

Son zonas aisladas, normalmente planas y, en ocasiones, lejos de la red eléctrica.

Grandes consumos de agua extraída de pozos o tomada a partir de ríoso embalses. Tradicionalmente con equipos conectados a gruposelectrógenos o a red (cuando es posible).

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ESQUEMA Y TIPOS

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Instalación de bombeo

ESQUEMA Y TIPOS

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Instalación de bombeo

Generación solar BOMBEO SOLAR

ESQUEMA Y TIPOS

En función del suministro de agua:

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Directo a balsa Directo a riego

Importante controlar la presión cuando se bombea directo a riego.

ESQUEMA Y TIPOS

En función del suministro de energía:

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Sistema aislado

Sist. Híbrido eléctrico

Sist. Híbrido hidráulico

FUNCIONAMIENTO

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Sistema aislado

Pot. Bomba Pot. Paneles FV

Pot. nominal bomba

Pot. mín

Bomba parada. La bomba no dispone de suficiente potencia para vencer la altura necesaria.Potencia variable. La bomba arranca y la potencia comienza a aumentar hasta llegar a su potencia de trabajo.Pleno funcionamiento. La bomba funciona a 50 Hz a su potencia nominal.

FUNCIONAMIENTO

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Sistema aislado (paso de nubes)

Pequeñas caídas de potencia por el paso de nubes. La bomba baja su frecuencia y la potencia de funcionamiento disminuye sin llegar a pararse.La potencia cae por debajo de la potencia mínima de arranque. La bomba se para.

Pot. Bomba Pot.Paneles

Pot. nominal bomba

Pot. mín

FUNCIONAMIENTO

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Sistema híbrido

Arranque con grupo/red. El sistema arranca hasta su potencia nominal a 50 Hz. Hasta que amanece, toda la potencia procede de la red/grupo.Funcionamiento híbrido. A medida que aumenta la energía que proporcionan los paneles, se reduce la tomada de la red.Funcionamiento solar. Toda la energía necesaria la aporta el conjunto de paneles.

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Pot. Bomba Pot. Paneles FV Pot. Red

Pot. nominal bomba

FUNCIONAMIENTO

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Sistema híbrido (paso de nubes)

El grupo/red arranca ante caídas de potencia por el paso de nubes y compensa la potencia para que la bomba siga funcionando a 50 hZ

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Pot. Bomba Pot.Paneles Pot. Red

Pot. nominal bomba

COMPONENTES

Utilización de bombas sumergibles para extraer agua de pozos y bombashorizontales/verticales para extraer agua de balsas, embalses, ríos, etc.Son equipos conocidos con amplia variedad en el mercado.

Se calcula a partir del caudal diario necesario (m3/día) y de la alturamanométrica (m), pero también se debe tener en cuenta laregeneración de pozos, si el riego es estacional o anual, y los periodos deriego (Horas sol pico para el caso solar o periodos punta-valle paraalimentación de red).

Generalmente, la bomba ideal para bombeo solar no coincidiráexactamente con la bomba diseñada para funcionar conectada a Red.

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Bomba

COMPONENTES

Existen sistemas o equipos que integran las protecciones, el variador y elsoftware y componentes de control especialmente diseñados parabombeo solar, como por ejemplo las soluciones EasySun Pump de Atersa:

Los variadores, al igual que las bombas, son equipos ya conocidos ydisponibles también en un amplio rango de potencias

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Control, potencia y protecciones

COMPONENTES

Estos sistemas incluyen funciones de control importantes para su uso enbombeo solar:

1. Seguimiento del Punto de Máxima Potencia (PMP) del generador solar. Aprovechala máxima potencia disponible en cada momento.

2. Gestión del ‘paso de nubes’. El sistema hace frente a las variaciones bruscas deradiación, evitando paradas y arranques de la bomba que pueden dañar el sistemahidráulico (especialmente en sistemas de alta potencia).

3. Control de Presión. Permite mantener o limitar la presión dentro de un intervalo.

4. Entrada AC auxiliar. Gestión de una entrada adicional a la de los panelesfotovoltaicos.

5. Detección de pozo seco. Tiene como objetivo evitar el funcionamiento de labomba en vacío, para evitar su sobrecalentamiento.

6. Detección de niveles. Útil para controlar el llenado de balsas y depósitos.

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Control, potencia y protecciones

COMPONENTES

Normalmente Silicio policristalino

No existen grandes limitaciones de espacio.

La estética no suele ser un factor importante.

Tecnología fiable y conocida.

Diferentes alternativas y fabricantes.

Muy buena relación precio-rendimiento.

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Paneles FV

COMPONENTES

Deberá diseñarse a partir de las necesidades de la bomba (kW) y del variador elegido.

El variador, según su tensión nominal, requerirá una tensión de entrada determinada a partir de la entrada en DC número mínimo/máximo de paneles a conectar en serie.

Se puede encontrar gran variedad de paneles de 24 V, de entre 200W y 320W. Las tensiones Voc en condiciones STC oscilan entre 43V y 46V.

Variadores 230V Entre 8 y 10 paneles por serie. De 2 a 2,6 kW.

Variadores 400V Entre 16 y 18 paneles por serie. De 3,9 a 5,2 kW.

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Paneles FV

COMPONENTES

Deberá diseñarse a partir de las necesidades de la bomba (kW) y del variador elegido.

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Paneles FV

Waree Atersa A-320P Amerisolar

Pot. Panel 200 W 320 W 320 W

Tipo Policristalino Policristalino Policristalino

Voltaje trabajo 24 V 24 V 24 V

Voc 44,53 V 46,49 V 45,7 V

Rendimiento 13,56% 16,45% 16,49%

Precio* 182 € 236 € 237 €

*Precios consultados en Autosolar y Rebacas

RENTABILIDAD

Funcionando con grupo o red, la instalación tendrá un coste anual que dependerá del precio del gasoil o de la electricidad.

Genera incertidumbre de cara al futuro.

La instalación de bombeo solar se empieza a amortizar desde el primerdía. En todo momento los costes son conocidos.

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TendenciaPrecio gasoil (€/l)

Precio electricidad (€/kWh)

PIB

Electricidad

VENTAJAS E INCONVENIENTES

VENTAJAS:

Sin ruidos, humos, ni emisiones (respecto a grupos electrógenos)

Sin necesidad de conectar a red.

Previsión de costes futuros (sin dependencia de combustibles ni red).

Las épocas de mayor necesidad de agua coinciden con las de mayor radiación solar.

Equipos y sistemas conocidos.

Posibilidad de optar a ayudas.

INCONVENIENTES:

Dependencia del Sol y la climatología en el caso aislado.

La inversión inicial puede ser algo más alta.

Desconfianza e incertidumbre hacia la energía solar (RD Autoconsumo).

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DecisiónEn función del coste de la inversión y la rentabilidad.

BIBLIOGRAFÍA Y DATOS CONSULTADOS

European Comission. PVGIS, Mapa interactivo. [online] http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php

Omaña Álvarez J.M., Antonio de Castro., Medrano Villalón J., Bombeo Solar de Alta potencia con presión y caudal constante. Caso de éxito. XXXIII Congreso Nacional de Riegos, Valencia (2015)

Daroqui Raga E.. Bombeo solar FV [ponencia en Jornada sobre Autoconsumo y ayudas del IVACE para el sector, mayo 2017] https://www.youtube.com/watch?v=ibA_j4lIaf8

Alonso Abella M., Chenlo Romero, F., Sistemas de bombeo fotovoltaico. Dpto. Energías Renovables CIEMAT.

EnergíaSolar.mx. Ventajas y Diseño de Sistemas de Bombeo Solar de Agua. [online] http://www.energiasolar.mx/bombeo-solar/ventajas-diseno-sistemas-bombeo-solar-agua

Energiza. Bombeo Solar.¿Qué es? ¿es rentable?. [online] https://nergiza.com/bombeo-solar-que-es-es-rentable/

CalculationSolar Blog. Cálculo instalación fotovoltaica aislada de la red (off-grid). [online] http://calculationsolar.com/blog/?cat=3

SunFields. Sistemas de bombeo solar directo. [online] https://www.sfe-solar.com/bombeo-solar/

Manuales y catálogos Atersa, Amerisolar y otros datos de componentes. https://www.rebacas.com ;https://autosolar.es

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