Hay muchos sitios cuyas necesidades de fuentes de agua son de bajo caudal [menores de 1 L por segundo] que no se emplearán para irrigación a gran escala, y la inversión por extender la red electrica convencional, es alta en función de la aplicación.
Sistema de bombeo solar para pozo profundo.
Hay muchos sitios cuyas necesidades de fuentes de agua son de bajo caudal [menores de 1 L por segundo] que no se emplearán para irrigación a gran escala, y la inversión por extender la red electrica convencional, es alta en función de la aplicación.
Ejemplo
Se tiene una noria de la cual se desea extraer agua que está a una profundidad de 20 m y con una productividad de 5,000 L por día, y que se encuentra a 1000 m de la red eléctrica convencional.
Dadas las características hidráulicas de la fuente de agua, el líquido puede ser extraído y colocado al nivel de superficie con una bomba centrífuga de superficie acoplada a un motor eléctrico de 3/4 HP, con una razón de bombeo de 3,000 L/H.
Si sólo se requiere electricidad para abastecer dicha bomba, según datos de la CFE, el costo más barato por extender la red, a baja tensión, es de MXN$ 85,000 con un transformador de 10 kVA, se use o no tal potencia.
Este es el caso típico de una línea eléctrica que estará subutilizada ya que el motor solo consumirá el 10% de la potencia instalada, y la inversión no se puede justificar en función de la potencia a usar.
Sin embargo, con el uso de un sistema de bombeo fotovoltaico, el que tendrá un costo menor que la extensión de la red [estimado en aproximadamente MXN$ 65,000 para un sitio con un recurso solar de 6 horas de insolación], se puede extraer el agua de la noria de una manera confiable y con un sistema totalmente autónomo.
Este ejemplo muestra cual es el nicho de aplicación de los sistemas de bombeo fotovoltaico.
Las experiencias acumuladas en proyectos de bombeo instalados y en operación indican que las norias de baja productividad, con profundidades de hasta 150 metros, son nichos de aplicación de los sistemas de bombeo que operan con sistemas fotovoltaicos, representando una solución económica adecuada en sitios a más de 0.5 Km de la red convencional.
Existen diversos factores que hay que considerar para elegir a la tecnología fotovoltaica como la apropiada para usarse en el bombeo de agua.
Antes de establecer dichos factores se analizará cuales son los elementos involucrados en un sistema de bombeo fotovoltaico.
Las partes fundamentales son:
- La fuente de agua
- El conjunto bomba-motor.
- las características hidráulicas en el sistema de bombeo
- el generador fotovoltaico.
Para que el sistema de bombeo trabaje y se tenga la extracción del agua deben ocurrir dos cosas. Una de ellas es que la potencia mecánica del motor acoplado a la bomba sea capaz de vencer la potencia hidráulica del proyecto, especificada de una manera general, por el volumen de agua requerido al día y la altura a la que hay que elevar el agua.
Factores Técnicos de DECISIÓN
Como se puede notar hay varios factores técnicos importantes a considerar cuando se trata de decidir si extraer agua con energía eléctrica fotovoltaica es la alternativa a un proyecto de bombeo establecido.
Los más relevantes son los siguientes:
- Uso del agua.
Este es un concepto muy importante a considerar, de manera natural el uso del agua define el volumen requerido por día para la aplicación específica.
Se ha determinado que desde el punto de vista económico, las aplicaciones rentables son aquellas en que la demanda de agua por día es baja. Casos típicos: consumo humano, abrevaderos, huertos familiares, invernaderos, e inclusive parcelas hasta de 2 hectáreas con sistemas de riego tecnificado (micro riego, goteo, etc.) y cultivos de baja demanda de agua.
- Características hidráulicas del sistema de bombeo.
Un dato necesario en los sistemas de bombeo es la altura total a la que hay que elevar el agua, ya que éste dato influye directamente en la potencia hidráulica requerida para elevar un volumen de agua dado a cierta altura.
La altura total de elevación ó carga dinámica total (CDT) se encuentra al sumar la distancia que hay desde el punto de extracción hasta el punto de descarga, incluyendo además las pérdidas por fricción natural que aparecen debido a la tubería y conexiones hidráulicas.
La CDT expresada en unidades de longitud (metros) y el volumen de agua requerido diariamente, expresado en metros cúbicos (m3), definen el concepto de energía hidráulica ó ciclo hidráulico del sistema de bombeo.
- Recursos de energía renovable en la región.
Una de las grandes ventajas del bombeo de agua con energía solar es el acoplamiento entre demanda mayor de agua y mayor tiempo de luz solar, el cual se da de forma natural.
Nuestro país tiene niveles altos de insolación promedio diaria, mensual ó anual, lo que lo hace susceptible de tener operando sistemas fotovoltaicos para diferentes aplicaciones. Los valores correspondientes por zonas geográficas y temporadas se proporcionan a través de mapas y tablas. Estos valores son los que forman el concepto de recurso solar.
El dato fundamental que el usuario debe proporcionar es su demanda de agua diaria y las características hidráulicas de su fuente y sistema de almacenamiento.
SAECSA-MEXICO