manual de bombeo solar fotovoltaico

8/9/2019 Manual de Bombeo Solar Fotovoltaico

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Manual

de

Bombeo Solar Fotovoltaico

Pau Lillo Rodrigo

Mara Garca Osuna

Elena Hernndez b!s

"ngeniera Sin Fronteras


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Introduccin .................................................................................................................................. 4

Aplicacin de sistemas de bombeo fotovoltaico .......................................................................... 4

Descripcin del sistema de bombeo fotovoltaico ......................................................................... 4

- Generador fotovoltaico ..................................................................................................... 5

- Sistema motor-bomba ...................................................................................................... 8

Motor ........................................................................................................................... 8

!omba .......................................................................................................................... 8

Acoplamiento "enerador-motobomba ....................................................................... ##

- Sistema de acondicionamiento de potencia ................................................................... #2

$onvertidores %D$&D$' ................................................................................................ #(

Inversores %D$&A$' ...................................................................................................... #(

$onvertidor de frecuencia ........................................................................................... #(

- Sistema de acumulacin de ener")a................................................................................ #(

$onfi"uraciones t)picas de sistemas de bombeo fotovoltaico .................................................... #4

- Se"*n potencia ............................................................................................................... #4

+e,uea potencia %5-4/p' ................................................................................... #4

Mediana potencia %4-#5/p' ............................................................................... #4

Gran potencia .............................................................................................................. #4

- Se"*n motor .................................................................................................................. #5

D$ ................................................................................................................................ #5

A$ ................................................................................................................................ #5

- Se"*n si disponen o no de bater)as ................................................................................. #5

$on bater)a .................................................................................................................. #5

Sin bater)as .................................................................................................................. #0

Dimensionado de un sistema de bombeo convencional ............................................................ #0

- $1lculo de la ener")a idr1ulica necesaria ...................................................................... #3

stimacin de la demanda de a"ua............................................................................. #3

$1lculo de la ener")a idr1ulica ................................................................................. #8

Determinacin de la altura total de bombeo .............................................................. #

- $odos .............................................................................................................................. 2#

- valuacin del recurso solar disponible ......................................................................... 24

- Dimensionado del sistema de bombeo ........................................................................... 24

Generador fotovoltaico ............................................................................................... 24

Motor .......................................................................................................................... 20


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(

!omba ......................................................................................................................... 20

Sistema de distribucin ............................................................................................... 20


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Manual de bombeo solar fotovoltaico

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"ntroducci!n

l bombeo de a"ua con ener")a solar fotovoltaica es una aplicacin interesante para sistemas

aislados con dif)cil acceso a la red el6ctrica. $abe destacar la relevancia de esta tecnolo")a en el

conte7to de pro"ramas de cooperacin internacional e7istiendo un "ran n*mero de pro9ectos

,ue an implementado con 67ito sistemas de bombeo solar para suministro de a"ua potable 9

usos a"ropecuarios.

ste au"e de los sistemas de bombeo fotovoltaico se a visto favorecido en los *ltimos aos

por el "rado de satisfaccin de los usuarios la calidad 9 eficiencia de los sistemas 9 la creciente

rentabilidad de los e,uipos lle"ando a convertirse en una alternativa a sistemas de bombeo

con diesel.

: a eleccin de un sistema de bombeo fotovoltaico con respecto a otros alimentados con otras

fuentes de ener")a depende muco de cuestiones "eo"r1ficas 9 econmicas. De manera mu9

"eneral para menores vol*menes de a"ua ser1 m1s recomendable sistemas de bombeo solarfotovoltaico mientras ,ue para vol*menes "randes ser1 me;or recurrir a sistemas diesel o

elicos.

:os sistemas de bombeo fotovoltaicos son sistemas cmodos por su modularidad

portabilidad sencillas operacin 9 mantenimiento alta confiabilidad 9 lar"a duracin por lo

,ue pueden adecuarse perfectamente a las diferentes necesidades ener"6ticas siendo como

se a mencionado anteriormente bastante recomendables para comunidades rurales remotas

no conectadas a la red el6ctrica.

#licaci!n de sistemas de bombeo $otovoltaico

:as principales aplicaciones de los sistemas de bombeo alimentados con ener")a solar

fotovoltaico son el abastecimiento de a"ua potable en el medio rural 9 para el sector

a"ropecuario principalmente para rie"o a"r)cola.

stos dos posibles usos deber1n anali


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-

Sistema de acumulacin de ener")a %opcional'

- >uente de a"ua

- Sistema de distribucin

- Generador fotovoltaico

=n "enerador fotovoltaico es un con;unto de mdulos fotovoltaicos conectados en serie o enparalelo ,ue transforman la ener")a solar incidente en ener")a el6ctrica. :a corriente de salidadel "enerador es corriente continua 9 la potencia el6ctrica m17ima es variable 9 dependiente

de la irradiancia solar incidente.

:os par1metros caracter)sticos de un "enerador fotovoltaico vienen dados por los valores de sucurva I-? ,ue son funcin de sus caracter)sticas constructivas 9 las condiciones ambientales.Generalmente estos par1metros caracter)sticos se dan para unas determinadas condiciones%S@$ condiciones est1ndar de operacin Irradiancia # /&m2 temperatura de c6lula25$'

- $orriente de cortocircuito "sc.

$orriente m17ima a volta;e cero. Directamente proporcional a la lu< disponible.

-

?olta;e de circuito abierto &oc.


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M17imo volta;e a corriente cero. :o"ar)tmicamente proporcional a la lumB >actor de acoplo medio. s el cociente entre la ener")a el6ctrica "enerada en

condiciones de operacin 9 la ,ue se "enerar)a en el punto de m17ima potencia. Si se

deconoce su valor en sistemas con se"uimiento del punto de m17ima potencia es 5 para

bombas centr)fu"as 9 8 para otro tipo de bombas.

[ B $oeficiente de variacin de la potencia en funcin de la temperatura de las c6lulas %4 K

5&$'

@c B @emperatura media diaria de los mdulos durante las oras de sol.

@c\ B @emperatura en condiciones estandar %25$'

:a ener")a el6ctrica necesaria es

$onociendo pues la ener")a idr1ulica re,uerida la radiacin 9 el rendimiento del sistema se

puede determinar la potencia pico del panel empleando las anteriores ecuaciones

@cB @emperatura media de operacin

Se calcula a partir de la temperatura ambiente 9 la irradiancia "lobal incidente G %/&m'

l valor de correccin por temperatura puede sustituirse por un factor "en6rico >t.


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>t B 8 %climas c1lidos'

>t B %climas fr)os'

Motor

l motor acoplado deber soportar la potencia pico del "enerador fotovoltaico por lo ,ue lapotencia el6ctrica de entrada debe ser como m)nimo la del "enerador.

+ara calcular el n*mero de mdulos necesarios a9 ,ue tener en cuenta la disposicin de los

mismos 9 la potencia del motor al cual va acoplado para optimi


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