Diseño de un sistema de bombeo solar para almacenamiento de agua usada en sistemas de riego en zonas agrícolas aisladas

Abstract

En el presente trabajo de investigación se diseñó un sistema de bombeo solar para almacenamiento de agua en sistemas de riego en zonas agrícolas aisladas con ayuda del software PVsyst. En el área de estudio actualmente para el riego del limón utilizan motores de combustión interna, originando costos elevados de combustible, mantenimiento y operación, además generando emisiones de 𝐶𝑂2 provocando la contaminación ambiental. Ante lo mencionado surge la alternativa de la aplicación de la energía solar fotovoltaica para el riego y proyectándose hacia el futuro a cosechar también espárrago, palta y arándanos; para ello se realizó una evaluación de niveles de radiación solar utilizando el software RETScreen, Meteonorm, CropWat y mediciones in situ, obteniendo 5,80 𝑘𝑊ℎ/𝑚 2/𝑑í𝑎 correspondiente al mes de julio, mes más crítico del año. En el diseño también incluye cálculos de evapotranspiración, demanda hídrica, caudal de bombeo, altura manométrica, longitud de la tubería, volumen del reservorio y diámetro de la tubería, para así poder definir los componentes del sistema de bombeo solar. Para este sistema se seleccionó una bomba sumergible de la marca Lorentz, 08 paneles solares de la marca Trina Solar de 405 𝑊, un controlador de la marca Lorentz y un reservorio de geomembrana aprovechando las características del terreno. Para la elaboración de los planos respectivos se utilizó se software AutoCAD. La evaluación económica resulto dar un 𝑉𝐴𝑁 = 𝑆/. 32 760,78, una 𝑇𝐼𝑅 = 19,91% y un tiempo de retorno de 5,33 años de asegurando la factibilidad del proyecto.

In this research work, a solar pumping system was designed for water storage in irrigation systems in isolated agricultural areas with the help of the PVsyst software. In the study area, internal combustion engines are currently used for lemon irrigation, causing high fuel, maintenance and operation costs, also generating 𝐶𝑂2 emissions, causing environmental pollution. Given the aforementioned, the alternative of applying photovoltaic solar energy for irrigation arises and planning in the future to also harvest asparagus, avocado and blueberries; For this, an evaluation of solar radiation levels was carried out using the RETScreen, Meteonorm, CropWat software and in situ measurements, obtaining 5,80 𝑘𝑊ℎ/𝑚 2 /𝑑𝑎𝑦 corresponding to the month of July, the most critical month of the year. The design also includes calculations of evapotranspiration, water demand, pumping flow, manometric head, pipe length, reservoir volume and pipe diameter, in order to define the components of the solar pumping system. For this system, a Lorentz brand submersible pump was selected, 08 Trina Solar brand solar panels of 405 𝑊, a Lorentz brand controller and a geomembrane reservoir taking advantage of the characteristics of the terrain. AutoCAD software is used to prepare the respective plans. The economic evaluation resulted in an 𝑁𝑃𝑉 = 𝑆/. 32 760,78, an 𝐼𝑅𝑅 = 19,91% and a payback time of 5,33 years, ensuring the feasibility of the project.