Diseño de una instalación de bombeo con suministro mediante energía solar fotovoltaica

Abstract

[ES] El presente trabajo tiene como objetivo determinar la bomba necesaria para cubrir las necesidades del sistema de riego de unos cultivos en la provincia de Valencia, en conjunto con el diseño de la instalación fotovoltaica aislada que le proporciona la energía. La bomba se situaría a 145 m de profundidad en un pozo y debe de ser capaz de suministrar 1250 m3/día de agua en los meses de verano. Para cumplir con estos requisitos se escoge una bomba sumergible de 110 kW, controlada por un variador de frecuencia que ajusta la velocidad de del motor en función de la potencia de entrada para obtener el máximo bombeo posible. Se utilizan seguidores en un eje horizontal para instalar los módulos fotovoltaicos de 290 W, ya que se aumentan notablemente las horas solares pico diarias de los meses de mayor demanda. En total, son necesarios 540 paneles lo que supone una potencia pico en el campo fotovoltaico de 156,6 kW. El agua bombeada se almacena en un depósito o embalse para garantizar una autonomía del sistema de hasta dos días sin radiación. Además, se utilizan baterías de plomo-ácido con el fin de compensar las reducciones a corto plazo de irradiancia originadas por nubes para poder prevenir las paradas continuas del motor.

[EN] This project explores the needed pump to meet the requirements of an irrigation system of crops in the province of Valencia, coupled with the design of an off-grid photovoltaic installation which supplies the power. The pump would be located at 145 m depth in a well and should be chosen to provide 1250 m3/day of water in the summer months. To meet these requirements one submersible pump of 110 kW is selected, it is controlled by a frequency converter that adjusts the engine speed according to input power to maximize the water flow. Horizontal single axis trackers are used to install the photovoltaic modules of 290 W, since it increases significantly the daily peak sun hours in the months with greater demand. Overall, 540 solar panels are needed which implies a peak power of the photovoltaic field of 156,6 kW. The pumped water is stocked up into a tank or pool to ensure the supply for two days without radiation. Furthermore, lead-acid batteries are used to compensate the short-term irradiation decrease caused by clouds in order to avoid any stop of the engine.