presentation 2 h.berg bombeo de agua simposio apes 2013

Sistema Fotovoltaico AC (380V)Bombeo de Agua para Riego

Heinrich BergRafael Benavides

Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua

La Situación Samaca, una fundo ecológico en el desierto al sur de Ica Red de electricidad de suficiente potencia a una distancia a más de 20km


La Tarea

Reemplazar los generadores de diesel

Reducir mantenimiento, reparaciones

Ahorrar en gastos corrientes para combustible

Expandir el área bajo riego

Sistema flexible y expandible

Protección del medio ambiente, productos ecológicos certificados

Sistema Fotovoltaico para el Bombeo

La Irradiación

Distribución anual 6.11kWh/m2/d

(NASA promedio 23 años)

Distribución diaria

(medidas propias locales)

Sistema Fotovoltaico para el Bombeo

La Idea Tres pozos, un reservorio

Adaptar el bombeo a la irradiación


Bombas solares DC alimentación directa Bombas alimentadas por una red AC

+ Eficiencia 60 a 80% - Eficiencia 50 a 60%

+ No requieren baterías - Baterías necesarias (si no hay conexión ext.)

+ Regulación simple - Regulación vía variador de frecuencia

- Normalmente hasta 2hp (excepción Lorentz) + Hasta 25hp y más

- Uso de la energía para otros fines difícil + Uso de energía para otros fines simple

- Productos de calidad limitados + Amplia oferta de bombas en el mercado local

- Reparaciones de bombas pueden ser muy difíciles (especialistas, repuestos raros, caros)

+ Fácil para reparar (localmente) y reemplazar

- Aumento de capacidad limitado o hay que añadir más sistemas individuales

+ Ampliación simple y flexible (modular)

- Bombas existentes no usables + Bombas existentes se puede incorporar

- Apoyo con energía externo ‘incomodo’ + Apoyo con energía externo fácil (generadores)


La selección: Sistema trifásico con una red de distribución local de 2.4kV

Red de 2.4kV reduce las perdidas de distancias (eficiencia de transformadores 380V – 2.4kV 98%) Sistema controlado por frecuencia, maneja el control (60Hz ± 2Hz) en toda la red Potencia FV de 96 kWp (STC) para asegurar 50kW para bombas durante 5 horas promedio también

en invierno, suficiente energía para sistema de osmosis y otros fines (energía FV anual mayor de 170,000kWh)

Eficiencia directa mayor de 97% (FV string de 600VDC a 380VAC) Separación de paneles de bombas (ubicados en un área no apto para la agricultura, más de 600m2) Colocar y recolocar bombas más flexible Gran variedad de bombas de diferentes tamaños disponibles en el mercado local, fácil de mantener

y reparar Amplias opciones para extender en el futuro para cualquier uso (incl. extender a fundos vecinos) Se puede conectar directamente a una red sin perder gran parte de la inversión ( … se discuta un

parque eólico en la zona) En casos de emergencias (poca radiación solar, mucha demanda de agua) se puede conectar

fácilmente un generador de apoyo en un punto central


El Diagrama


Interconexión DC Interconexión ACMás barato en sistemas pequeñosMenos eficiente inferior de 92%Circuito PV hasta 150V

Corriente altaMucho cable, gordo, muchos controladoresDistancia entre equipos muy limitada

Instalación por personal familiar con DC

Más barato en sistemas grandesMás eficiente (uso directo > 97%)Circuito PV hasta 1000VDC

Corriente reducidaMenos cable, delgadoLargas distancias entre equipos posible

Instalación AC por electricista común


Los Resultados (proyectados)

Producción fotovoltaica anual >170,000 kWh

Producción AC directo por día Anual promedio 421 kWh

Verano promedio 492 kWh

Invierno promedio 344 kWh


El desafío técnico (o como evitar problemas)Diseñado con amplia seguridad (invierno, neblina, días más cortos)

Requiere una carga mínima de 15kW en horas de alta radiación

Qué hacer con la energía que sobra en verano? Más bombas (‘nunca hay suficiente agua para el riego’)

Sistema de osmosis para agua potable (8kW)

Cargar otras baterías

Uso para maquinas y herramientas

Calentar agua

Aprender a controlar las bombas

Formación de personal


Rentabilidad

Amortización aprox. 5 años (comparado con generadores de diesel) Ahorro de 21,610US$ anual (comparado con precio de la red común)

Ahorro de 30,416 litros de diesel por año

Ahorro de 82.13 toneladas de CO2 por año

Desafío: Usar la energía que sobra! Altos gastos iniciales Sistema híbrido con generador de diesel más rentable, pero menos

ecológico


De esto (o nada): A esto:

Gracias!

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