Diseño de una instalación solar fotovoltaica para bombeo de 55 kW para el riego de la Huerta de Alicante en Mutxamel

Abstract

En el presente documento se describen los criterios de dimensionado y cálculo para el diseño de una instalación fotovoltaica para bombeo de 55kW para el riego de la huerta de Alicante de Mutxamel. El proyecto contempla el dimensionado de los principales equipos de la instalación para su correcto funcionamiento. Estos equipos son los módulos fotovoltaicos, el inversor, las bombas y los elementos para la protección hidráulica de la instalación. A partir de los requerimientos de la instalación y las condiciones climáticas de la zona se han calculado tanto las características como el número y disposición de los paneles fotovoltaicos. Los 629 paneles de 315 Wp instalados atribuyen al proyecto una potencia pico de 214 kWp. Para convertir la corriente continua generada en alterna, de acuerdo a la potencia pico, y a los cálculos de acoplamiento entre módulos fotovoltaicos e inversor, se decide instalar un inversor de 200 kW, siguiendo las recomendaciones del software PVsyst. Todo esto proporciona una producción de energía anual de 294,0 MWh. En el capítulo correspondiente al funcionamiento en régimen permanente de la instalación se han estimado las velocidades de giro de las bombas, previamente seleccionadas, con el programa informático Epanet con el objetivo de que la energía producida por las placas solares coincida con la consumida por el grupo de bombeo cada mes. Para proteger la instalación frente a posibles transitorios hidráulicos, se ha usado el programa Allievi donde se propone la instalación de un calderín a la salida de la estación de bombeo. De esta manera se evita que la instalación trabaje con presiones negativas en el interior de la tubería dentro de la zona de cavitación ante una parada repentina de la estación de bombeo.

This document provides the sizing criteria and calculations to build a pumping photovoltaic installation of 55kW in order to irrigate Alicante¿s orchard in Mutxamel. The project contemplates the sizing of the main equipment of the installation for his correct functioning. This equipments are the photovoltaics modules, the inverter, the pumps and the equipment requiered for the hydraulic protections of the installation. From the requirements of the installation and the weather conditions of the place, both the characteristic and the number and the layout of the photovoltaics modules have been calculated. The 629 modules of 315 Wp installed allow the project to reach a power of 214 kWp. The direct current needs to be converted into alternating current, having into account the power and the calculations of the linkage between the inverter¿s and module¿s parameters, the inverter¿s nominal power has to be 200kW, following the recomendations of the PVsyst¿s software. Therefore, the energy produced by the installation annually reaches an amount of 294 MWh. In the chapter concerning the functioning in permanent regime of the installation, the turning speed of the pumps has been estimated. This pumps have been previously selected, with the software Epanet, in order to match the energy produced by the photovoltaic modules with the energy consumed by the pumps each month. To protect the installation against hydraulic¿s transient, a software called Allievi has been used, in order to solve this the setting-up of one air vessel outlet of the pump is proposed. This way, the installation is prevented from working with negative pressure along the main pipe even below the cavitation line if the pumps stop working suddenly.

En el present document es descriuen els criteris de dimensionament i càlcul per al disseny d'una instal·lació fotovoltaica per al bombeig de 55kW per al reg de l'horta d'Alacant de Mutxamel. El projecte contempla el dimensionament dels principals equips de la instal·lació per al seu correcte funcionament. Aquests equips són els mòduls fotovoltaics, l'inversor, les bombes i els elements per a la protecció hidràulica de la instal·lació. A partir dels requeriments de la instal·lació i les condicions climàtiques de la zona s'han calculat tant les característiques com el nombre i disposició dels panells fotovoltaics. Els 629 panells de 315 Wp instal·lats atribueixen al projecte una potència pic de 214 kWp. Per a convertir el corrent continu generat en alterna, d'acord a la potència pic, i als càlculs d'acoblament entre mòduls fotovoltaics i inversor, es decideix instal·lar un inversor de 200 kW, seguint les recomanacions del software PVsyst. Tot açò proporciona una producció d'energia anual de 294,0 MWh. En el capítol corresponent al funcionament en règim permanent de la instal·lació s'han estimat les velocitats de gir de les bombes, prèviament seleccionades, amb el programa informàtic Epanet amb l'objectiu que l'energia produïda per les plaques solars coincidisca amb la consumida pel grup de bombeig cada mes. Per a protegir la instal·lació front a possibles transitoris hidràulics, s'ha usat el programa Allievi on es proposa la instal·lació d'un calderín a l'eixida de l'estació de bombeig. D'aquesta manera s'evita que la instal·lació treballe amb pressions negatives a l'interior de la canonada dins de la zona de cavitació davant una parada sobtada de l'estació de bombeig.