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
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
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
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
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)
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
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
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
El Diagrama
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
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
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
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
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
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
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
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
Sistema Fotovoltaico para el Bombeo de Agua
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