Con la energía solar fotovoltaica podemos alimentar, entre otros, una bomba de agua solar. En este post te contamos cómo podemos aprovechar la energía solar para alimentar una bomba o un sistema de bombeo solar para riego de cultivos, donde normalmente no hay acceso a la red eléctrica, para ahorrar en costes de combustibles por el uso de un generador o disminuir el coste de la factura eléctrica. Descubre una de las aplicaciones más novedosas de la energía solar.
Configuración de un sistema de bombeo solar
Los componentes necesarios para configurar tu kit de bombeo solar son los siguientes:
- Bomba de agua y red de riego, con todos sus accesorios
- Variador de frecuencia o controlador
- Paneles solares
- Estructuras de soporte para los paneles
- Protecciones y cableado
El sistema EasySun Pump (ESP) es un sistema de conexión y control de bombeo directo de agua autónomo alimentado por energía solar (también grupo o por la red AC), que hace posible el acoplamiento directo de un generador fotovoltaico con los motores trifásicos de extracción de agua (extracción de aguas subterráneas, sistemas de riego, …), gestionado por un control electrónico.
¿Cómo funciona un bombeo de agua solar?
Sea cual sea el tipo de bomba la función es sencilla: poner el agua en movimiento para desplazarla del punto A al punto B.
Una instalación de bombeo solar está destinada a satisfacer el consumo eléctrico necesario para accionar la bomba. Los paneles solares reciben la energía del sol y se encargan de la convertirla en corriente continua. Recomendamos situarlos en una zona elevada para evitar así que se proyecten sombras sobre el panel debido a algún obstáculo.
Con la ayuda de un variador de frecuencia o controlador, la energía que reciben los paneles se transmite a la bomba. Gracias al variador conseguiremos maximizar el rendimiento de la instalación, permitiendo que funcione también en momentos de menor radiación solar modificando la velocidad de giro de la bomba. Bajo distintas condiciones de iluminación y temperatura el punto óptimo de trabajo de los paneles es distinto, así como con el paso de las nubes. Lo verdaderamente importante valioso del variador es que sea capaz de hacer un seguimiento de ese punto de máxima potencia eficaz (rápido y real). Esto es el cerebro de la instalación y que marca la diferencia de unos sistemas a otros.
La bomba quedará conectada al variador. Ésta impulsa el agua a un depósito o la red de riego.
Finalmente, se emplea para riego directo, aspersores, agua potable, piscina, etc.
Esquema funcionamiento bombeo en un día soleado
Amanece y el sistema se activa con el motor parado hasta alcanzar la potencia mínima de arranque. Arranca con la potencia mínima de arranque que va aumentando hasta alcanzar la potencia máxima. A potencia máxima, permanece estable durante las horas centrales del día. Al anochecer, cae la potencia hasta alcanzar la mínima y se detiene hasta el día siguiente.
Esquema funcionamiento bombeo en un día nublado
Cuando una nube reduce la potencia del generador solar por debajo de la potencia de la nominal de la bomba, se reduce la frecuencia y baja la potencia de funcionamiento de la bomba, pero seguimos bombeando agua, aunque sea con menor caudal. Si la potencia disponible es inferior a la mínima de arranque, la bomba se detiene durante un tiempo y reinicia su funcionamiento cuando se recupera potencia disponible.
También se dispone del modo de trabajo a presión constante, donde el variador de frecuencia mediante un traductor de presión vigila constantemente la presión y fija los Hz de trabajo para dar esa presión.
Clasificación de bombeo solar
Los bombeos solares directos funcionan generalmente sin baterías, con la energía que reciben de los paneles y conectadas al variador.
Tipos de bombeo por potencia:
– Baja potencia (hasta 1Kw). Aplicaciones domésticas, pequeños cultivos y aplicaciones aisladas… En este caso son bombas de continua y no llevan variador de conversión DC/AC. Aunque también existen sistemas pequeños con variadores, pero dadas las tensiones de trabajo y la poca potencia o vamos a bombeos con elevadoras como los SOUND 50 o realmente la cantidad de paneles a usar es excesiva para las necesidades
– Media potencia (desde 1kW hasta 50Kw). Para riego, agua potable y ganadería. Soluciones en AC 230 y 400V trifásicos.
– Alta potencia (desde 50kW hasta 1 MW). Para grandes sistemas de regadío, todos en trifásica a 400V
Tipos de bomba según su uso e impulsión:
– Bomba de agua sumergible. El agua es impulsada por la propia bomba. Se colocan a una determinada distancia debajo del nivel del suelo e inmersa, son las más utilizadas para extraer agua de un pozo o depósito. Una de las características es la gran capacidad de esta bomba para extraer agua en poco tiempo. Tienen un diseño alargado para facilitar el funcionamiento y están recubiertas de acero inoxidable. Se ubica en pozos de 8 metros de profundidad o más.
– Bomba de agua de superficie. El agua es aspirada a través de una manguera de aspiración Se utiliza sobre todo para hacer que llegue el agua a más presión en viviendas aisladas por ejemplo o para riego. Es capaz de crear un caudal de mucho volumen, de esta manera puede distribuir agua a una gran superficie.
Factores que nos ayudan a determinar la potencia de la bomba:
- Caudal diario necesario (se mide en litros/h o m3/h). Es decir, el consumo de agua aproximado a usar en un día. En una vivienda se acumularía en un depósito y luego de ahí se abastecería, la cocina, el baño, etc., y en el caso de riego, el tiempo de uso de los aspersores por hora, por ejemplo.
- Altura manométrica. Se calcula sumando la altura geométrica (altura de impulsión + aspiración) y las pérdidas de carga (aquellas rugosidades que aparecen en la tubería)
- Presión del sistema. Se mide en bares, atmosferas, Kg/cm2 y vendrá marcada por el sistema de regadío que vayamos a implementar, ya que necesitan una presión determinada para que funcione correctamente, por ejemplo, los goteros.
Cálculo de bombeo solar
Para poder dimensionar nuestra instalación de bombeo solar necesitaremos tener en cuenta los siguientes datos del bombeo:
- Necesidades diarias de agua. Posibles consumos, consumo diario para uso doméstico, consumo diario para riego, para animales, etc.
- Datos del lugar de extracción del agua
- Altura manométrica
- Considerar la longitud del cableado, diámetro y el material del que esté hecho
- Si va a utilizarse como riego directo o existe un depósito
- Radiación solar disponible
- Características geográficas de la zona
- Mes crítico, el mes donde vamos a regar y necesitamos un caudal mínimo sí o sí.
Con todos estos datos, ya podríamos empezar a dimensionar nuestra instalación de bombeo solar
También tenemos que ver si necesitamos una bomba de corriente alterna o corriente continua. Por ejemplo, en casos donde se necesite poca cantidad de agua y la altura de trabajo no es grande se suelen instalar bombas de corriente continua. Este tipo de bombas es más económico, pero solo si son para sistemas muy pequeños menores 400w.
¿Cuántos paneles necesito para mi instalación de bombeo solar?
Para determinar los paneles solares que necesitamos en nuestra instalación consideraremos diferentes aspectos importantes;
En primer lugar, ver si disponemos de bomba con alimentación monofásica o trifásica.
Las bombas monofásicas se suelen utilizar en casos donde necesitamos menos cantidad de agua. Existen equipos, como el convertidor INVT distribuido por atersa.shop, que se encargan de transformar la corriente continua de las placas solares en corriente alterna y que poseen una elevadora de tensión.
Las bombas trifásicas se utilizan para extraer cantidades de agua mayores. Gracias al variador de frecuencia integrado en nuestra solución Easy Sun Pump se consigue alimentar bombas trifásicas tanto a 230v como a 400v.
Si decidimos utilizar una bomba en trifásica a 230V:
Los paneles se conectan en series de 8 módulos de 72 células o en series de 10 módulos de 60 células.
Si por el contrario disponemos de una bomba en trifásica a 400V:
Los paneles se conectan en series de 16 módulos de 72 células o en series de 20 paneles de 60 células.
Este número de módulos en serie cambia según aumentan las eficiencias de las células, con lo que se recomienda revisar las tensiones mínimas y máximas de trabajo en las condiciones más desfavorables (alta y baja temperatura, respectivamente) para no averiar el equipo y para obtener un buen rendimiento del mismo”
Ventajas del bombeo solar
Descubre los motivos por los cuáles deberías aprovechar la energía solar en un sistema de bombeo:
- Ahorro energético, que se verá reflejado en la factura de la luz.
- Mayor eficiencia en el riego.
- Bajo coste de mantenimiento o inexistente, teniendo en cuenta que los módulos fotovoltaicos tienen garantías de hasta 25 años y los variadores son equipos bastante robustos.
- Monitorización y automatización de forma remota a través de Internet de forma estándar, con un ligero incremento del coste, para equipos de P>30Kw y de forma opcional para P<30kW.
- Energía inagotable y limpia porque proviene de una fuente de energía renovable
- Posibilidad de riego en zonas donde no hay acceso a la red eléctrica convencional
En Atersa podrás encontrar kits de bombeo solar a precios muy competitivos. Si deseas más información sobre el cálculo para tu instalación de bombeo solar o algún producto que complete tu instalación no dudes en contactar con nosotros. Nuestro equipo estará encantado de poder ayudarte.
Hola
Tengo una bomba convencional trifásica de 380v que consume en su funcionamiento normal 10a pero en arranque lleg a consumir 14a. Tengo 12 placas de 380w y quisiera instalar un variador de frecuencia. Cual me recomendáis? necesitaría más placas? Gracias
Buenos días Angel, muchas gracias por tu consulta. Necesitaríamos algunos datos más como las horas que va estar funcionando la bomba y la cantidad de agua que necesitas extraer. Por favor remite tu consulta a info@atersa.shop para que podamos aconsejarte con el variador que necesitas. Muchas gracias. Saludos
hola buenos dias, soy martin ramirez
me puedes decir cuantos paneles requiero si tenemos una bomba de 45 k, el espejo esta a 150 mt, se tiene que subir a un deposito que tiene 10 mts de altura, por tu atencion mil gracias
Hola Martín, traslade su consulta al correo info@atersa.shop o nuestro Whatsapp para que un técnico pueda aconsejarle con los materiales que necesita.
Gracias. Saludos!
Hola, y cuando el cliente ya tiene la bomba y el variador, cuánto se habría de sobredimensionar la potencia del campo fotovoltaico? Aquí entiendo que hay dos posibilidades, que el variador esté preparado para conectarle el campo de fotovoltaica a su bus de cc o que no lo esté, pero para saber el factor de sobredimensionamiento creo que daría igual.
Muchas gracias.
Hola Alfonso, el sobredimensionado mínimo típico de bombeo es de un 50% sobre la potencia de la bomba. Esto significa que, si la bomba es de 10 kW, pondríamos 15 kWp como mínimo.
Si el variador es estándar y no tiene posibilidad de conectar fotovoltaica, tendría que cambiarlo. Para más información no dudes en contactar con nosotros al correo info@atersa.shop
Me interesan las bombas sumergibles …completas de sistemas continuos..nada que ver con corriente alterna
Hola Arturo, necesitas esta bomba https://atersa.shop/bomba-solar-sumergible-shurflo-serie-9300-a-24v/ .Puedes entrar y adquirirla directamente en la página. Gracias!