Análisis de fallas del sistema de bombeo solar fotovoltaico para mejorar la confiabilidad basado en la calidad de los materiales de los componentes para una zona rural lacustre

Abstract

El presente Trabajo de Suficiencia tiene como objetivo determinar la influencia de la utilización de nuevos materiales en el sistema de bombeo solar fotovoltaico en la confiabilidad del sistema en una población rural. Para este caso de estudio se analiza el sistema de la isla Amantaní, ubicada en el Lago Titicaca, en el departamento de Puno. En primer lugar, se describe la situación problemática debido a las continuas fallas en las estaciones de bombeo que generan una baja confiabilidad del sistema en su conjunto, originando la falta de suministro de agua en las comunidades a las que estas estaciones y sus reservorios alimentan. Para influir en la confiabilidad se plantea analizar las fallas desde el punto de vista de los materiales utilizados para los equipos principales y las tuberías y accesorios. Para este fin, se recopiló información técnica de gabinete y de campo correspondiente a la instalación, operación y mantenimiento del sistema de bombeo: levantamiento topográfico, memoria descriptiva y de cálculo, datos técnicos, registros de inspección y mantenimiento y registro histórico de fallas. Los datos obtenidos fueron sistematizados a través de los softwares Excel y AutoCAD para calcular la confiabilidad del sistema en general y de cada una de las estaciones de bombeo en particular, tomando como base los mismos parámetros de funcionamiento que se utilizaron para el diseño del sistema. A continuación, se desarrolló un análisis detallado de fallas, haciendo énfasis en aquellas debidas a una selección incorrecta de los materiales y componentes. Finalmente, se desarrolló un nuevo cálculo de confiabilidad, comprándolo con lo obtenido al inicio del presente estudio y determinando el impacto de los cambios sugeridos.

This Work of Sufficiency aims to determine the influence of using new materials in a photovoltaic solar pumping system on the system’s reliability in a country town. For this case study, the system of the Amantaní island, located on Lake Titicaca, in the department of Puno, is analysed. In the first place, the problematic situation is described, due to the continuous failures in the pumping stations that generate a low reliability of the, causing the lack of water supply in the communities that these stations and their reservoirs feed. To influence reliability, it is proposed to analyse the failures from the point of view of the materials used for the main equipment and the pipes and accessories. For this purpose, technical information from the office and field corresponding to the installation, operation and maintenance of the pumping system was collected: topographic survey, descriptive and calculation memory, technical data, inspection and maintenance records and historical record of failures. The data obtained were systematized through Excel and AutoCAD software to calculate the reliability of the whole system and of each of the pumping stations independently, based on the same operating parameters that were used for the design of the system. Then, a detailed failure analysis was developed, emphasizing those due to incorrect selection of materials and components. Finally, a new reliability calculation was developed, comparing it with what was obtained at the beginning of this study and determining the impact of the suggested changes.