Tema: Instalación Fotovoltaica aislada para bombeo de riego

Hola chicos!! Estoy liado con un proyecto. La idea es el diseño de una instalación fotovoltaica aislada para bombeo de agua de un pozo para el riego por goteo de unas 5ha de olivos. El objetivo es acumular la energía durante el día para así durante la noche realizar el bombeo de agua (alrededor de 10 horas/dia). La profundidad del pozo es de unos 165m, estnado el nivel fratico en torno a los 40m de profundidad. La idea sería instlar la bomba a 145m para así evitar cualquier contratiempo. Según los calculos necesitaria una bomba de 2cv, por lo que habia pensado en una franklin (¿Que opinais de estas bombas?), y pensando yo tendré suficiente presión con una bomba de 2cv o debería tirarme siempre a algo mas potente?
Por otra parte el regadío estarña controlado por un sistema autómata que será el encargado de la fertirrigación de unos 3kw/h. A partir de aquí es donde me empiezan a saltar todas las dudas...

Que más debería tener en cuenta en cuanto a consumos? ¿Por donde empezar realmente a dimensionar? Todo esto teniendo en cuenta que los consumos que tendría actualmente serían los del sisteman automata más la bomba, de ésta última aún no tengo datos de consumo continuo ni de arranque, dado que estoy en proceso de elección de bomba.

Saludos

Hola Víctor, nos conocemos de un tema parecido, hará unos meses, ¿verdad?

Te voy contestando sin entrar a calcular:
Con 2 CV y a esas profundidades me temo que vas a sacar muy poca agua. He visto bombeos similares para olivos, pero con grupo electrógeno, y lo habitual son bombas trifásicas de entre 8 y 12 CV.
El riego con baterías no es muy eficiente, te va a salir una instalación inamortizable, cambio periódico de baterías... Lo suyo sería plantear una instalación de bombeo directo trifásico con variador de frecuencia, dejando la aislada solo para la fertirrigación (dicho sea de paso, yo fertirriego 4,5 hectáreas sin gastar un solo wh y sin apenas pérdidas de carga).
Si instalas la bomba tan profunda, vas sacar muy poca agua y encarecer la instalación. Lo propio es plantear ese punto a partir de los datos del aforo del pozo y de las necesidades de riego de la finca, y colocar un sensor de nivel para prevenir el funcionamiento en seco si el nivel de agua baja más de lo normal.

Lo mejor sería empezar conociendo estos últimos datos, además de la estacionalidad del riego, que supongo sería marzo-octubre o abril-septiembre.
A propósito, ¿esto es un trabajo académico o una instalación real?

Un saludo

Muchas gracias vespertilum por tu respuesta. Lo que comentas de un tema parecido de hace unos meses, no era yo, llegué a participar en ese hilo pero era otro chico con un tema casi idéntico.

Te comento un poco lo que me pides. Actualmente el pozo está alimentado por un grupo electrógeno, con lo que la idea sería intentar suprimir su uso buscando así el ahorro en combustible y aprovechando al máximo la elergía solar. La bomba que pretendo utilizar si sería un bomba trifásica, aunque según los calculos me salían unos 2 cv para abastecer el riego, aunque ya veo que no siempre la teoría es más fiable que la práctica .
Por otro lado, te comento, el pozo actualmente cuenta con una profundidad de 165m, encontrandose el nivel freático a 40m de profundidad. En vistas a esto que sería lo que me recomendarías intentando utilizar solamente la aislada para todo el sistema?? Subir la bomba y añadir el sensor de nivel que comentas...

En realidad esto es una parte del proyecto fin de carrera, pero a su vez espero que se convierta en una instalación real, ya que la situación real del pozo existe, es de un familiar y esta idea me ha surgido a raiz de poder llevar a cabo esta idea.

Un saludo

Si es para un proyecto fin de carrera, y además para un familiar, razón de más para hacerlo bien y poner un bombeo directo sin baterías.
La instalación funcionará bien, con lo que el familiar no te dejará sin herencia, y si montas una instalación directa para el pozo, y una aislada para la fertirrigación y si conviene para la caseta tendrás más cosillas para el proyecto fin de carrera.

Vayamos por partes, antes de calcular recopila información:

- ¿Cuántos m3 de agua está sacando al día?
- ¿Cuántas horas al día riega?
- ¿Riega todos los días, o un día cada semana, o................?
- ¿Cuándo empieza a regar y cuándo acaba?
- ¿Potencia de la bomba actual?
- ¿Potencia del grupo electrógeno?
- ¿Existe un aforo del pozo?
- ¿Cuántos olivos hay en la finca?
- ¿A qué presión riega?
- ¿El riego está sectorizado, cómo, cómo distribuye el riego por los sectores?
- ¿Tipo de goteros?
- ¿Diámetros y longitudes de las conducciones primarias y secundarias?
- ¿La finca es llana o hay pendientes apreciables?
- ¿Riega directo de bomba a gomas, o va de bomba a balsa y de balsa a gomas?
- ¿Qué lleva la fertirrigación, un motor trifásico, electroválvulas a 24 V de continua...Consumos de todo eso?
- ¿Días de uso de la fertirrigación, periodicidad, horas al día?
- ¿Hay fácil acceso al lugar del pozo?
- ¿Dispones en ese lugar de una superficie de entre 200 y 400 m2 donde ubicar la instalación, con dirección preferente este-oeste?
- ¿Problemas de sombras?

Si no existe el aforo ya te veo preparándote una cinta con plomada, marchando a la finca con tu familiar y tomando medidas de nivel.
Bueno, para empezar creo que vale.

vespertilum muchas gracias por tu interes antes que nada... aqui te respondo a ver que me vas aconsejando

- ¿Cuántos m3 de agua está sacando al día? 20m3/dia
- ¿Cuántas horas al día riega? aproximadamente unas 12 horas
- ¿Riega todos los días, o un día cada semana, o................? De 3 a 4 días semana
- ¿Cuándo empieza a regar y cuándo acaba? 20:00 --> 08:00
- ¿Potencia de la bomba actual? 2cv
- ¿Potencia del grupo electrógeno? 20KVA (16 KW)
- ¿Existe un aforo del pozo? ¿Con el aforo te refieres a los niveles estaticos, dinamicos, nivel freatico...?
- ¿Cuántos olivos hay en la finca? entre 196 a 200 olivos
- ¿A qué presión riega? Una media de 2 kg de presión
- ¿El riego está sectorizado, cómo, cómo distribuye el riego por los sectores? si
- ¿Tipo de goteros? De esto no estoy muy seguro, ya te lo confirmaré
- ¿Diámetros y longitudes de las conducciones primarias y secundarias?
- ¿La finca es llana o hay pendientes apreciables?ligera pendiente
- ¿Riega directo de bomba a gomas, o va de bomba a balsa y de balsa a gomas? Riego directo desde bomba
- ¿Qué lleva la fertirrigación, un motor trifásico, electroválvulas a 24 V de continua...Consumos de todo eso? es por medio de electrovalvulas, esta todo alimentado a través del motor trifasico pero con el conversor AC/CC para su funcionamiento en continua
- ¿Días de uso de la fertirrigación, periodicidad, horas al día? aproximadamente unas 2 a 3 horas diarias
- ¿Hay fácil acceso al lugar del pozo? Facil acceso
- ¿Dispones en ese lugar de una superficie de entre 200 y 400 m2 donde ubicar la instalación, con dirección preferente este-oeste? Si, no existe ningun problema
- ¿Problemas de sombras? Ningunas, desde que sale el sol hasta se que va

Un saludo y muchas gracias

Mucho más claro, solo unas cosillas más.

Lo primero a qué profundidad está la bomba, sobreentendí que sería la típica instalación con la bomba en el fondo, pero por los litros que sacan esos 2 CV imagino que estará más arriba.

La cuarta pregunta no la dejé clara, me refería a qué mes empieza a regar y al mes en que termina de regar.

Deben ser olivos centenarios, con marcos de plantación muy amplios, cada uno tendrá al menos 8 goteros. Detalla un poco más, cuántos sectores hay y cuántos goteros tiene cada uno de los sectores, además cuántos litros/hora sacan esos goteros.

Eso es, el aforo son los niveles y la capacidad regenerativa del pozo. Si no hay aforo convendría hacer alguna prueba subiendo la bomba los metros que pida un bombeo directo, para la misma extracción de agua.

Las longitudes y secciones de las tuberías es para ver si hay pérdidas de carga apreciables, sería por ejemplo: tubería principal de 300 metros de tubería de 63 mm para cada sector, y de esta tubería salen los tubos con los goteros con una longitud de 150 metros y diámetro 16mm.

Otro punto, 20 m3 para 5 Ha, y no todos los días, no es mucha agua. ¿Hay posibilidades de que en el futuro se requiera más agua, por plantar más árboles, echarles más agua a los olivos, o lo que sea?

Sabiendo la profundidad actual de la bomba, en qué mes empieza y en cuál acaba, y aclarando el último punto, ya nos podemos hacer una idea aproximada de lo que haría falta para el bombeo. Con lo demás se comprueban pérdidas y se pule el tema.

Siento por tardar en responder vespertilum, he estado liado.

El riego se realizaria de mayo a sept aprox ambos inclusive. Los olivos si que tienen ya una edad, y la cantidad de gotero ronda eso, los 8 goteros aproximadamente.
De los datos de longitudes y secciones de tuberias es algo que desconozco la verdad, de ahi que la idea sería plantear una instalación desde cero partiendo de los datos del pozo.

Me alegra tu respuesta la verdad, pero te pregunto, en función a estos datos, creo que empiezas a ver viable el bombeo solar directo verdad? Eso ahora mismo es lo que mas me esta rondando la cabeza, dado que lo que pretendo es prescindir directamente del grupo electrógeno salvo alguna ocasión aislada

Hola Víctor, tranquilo que no hay prisa

Claro que es viable, y según a qué profundidad vaya la bomba no será caro o excesivamente caro.
Lo que sí sería conveniente es saber a qué profundidad está actualmente la bomba, podríamos hacer cuentas por ejemplo a 60 metros pero no sabemos si agotaríamos el pozo.

Ya he conseguido el dato que faltaba!!!! Es que para algunos datos es compliado al estar yo en las palmas, y el pozo en andalucia jeje.
Te comento, actualmente la bomba esta a 145 metros de profundidad pero se podría poner en torno a los 100 o 125 metros sin problema alguno de que se agotase el pozo, lo que supongo en su momento se bajaría a más profundidad en el caso de que no se hubiese hecho un estudio previo, sino a posteriori.

Sí que tira esa bomba, a 145 metros saca una cantidad respetable de m3.
Tomo nota de los datos, este fin de semana lo iré mirando y te digo qué me parece.

Hola Víctor,

te voy a sugerir unos cálculos, ni los mejores ni los únicos, solo una opción.

Primero las necesidades de agua, si se sacan 20 m3/día por 4 días a la semana son 80 m3/semana.
Para que el bombeo directo sea lo más barato posible y amortizarlo antes, lo más apropiado es utilizarlo todos los días, así tendrías:
80 m3/semana entre 7 días son 12 m3/día, que es caudal diario a extraer.

Una comparación aproximada de caudales:
20 m3 / 12 h = 1,7 m3/h
12 m3 / 5,5 h = 2,2 m3/h
Así que es posible que demandes más caudal a la bomba y se quede corta, por lo que convendría colocarla más arriba.
Además contra más arriba esté, mientras la capacidad regenerativa del pozo lo permita, menor campo solar, estructura y obra civil vas a necesitar.

Vamos a ver a 125 metros, la altura total sería más o menos: profundidad bomba + presurización + pérdidas = 125 + 20 + 5 = 150 metros.

La potencia necesaria sería: P = (caudal x altura x densidad x g) / (rendimiento bomba) = ((2,2 / (60 x 60) ) x 150 x 1000 x 9,8 ) / 0,65 = 1382 W = 1,88 CV

Como estás en una zona de buena irradiación solar, y el bombeo es en temporada de verano, para calcular el campo solar con que alimentar a un variador de frecuencia trifásico, vamos a aplicar un coeficiente de 1,7----> 1382 x 1,7 = 2350 W ----> Campo solar de 2400 Wp.

Ya ves que hay algunas estimaciones, tendrías que coger los parámetros y curvas de la bomba y comprobarlo.
Además para el proyecto ya sabes, coges la documentación del IDAE y la completas con los datos de tu instalación.

Otro punto sería la sectorización de la finca, debe repartir el caudal extraído diariamente y además ser apropiado al terreno y la explotación.
Pongamos que quieres regar con una frecuencia de 12 días, según el tipo de suelo:
Suelo arcilloso, la finca se divide en 4 sectores y se riega cada uno durante 3 días.
Suelo de arenas y gravas, se divide en 3 sectores y se riega cada uno durante 4 días.

Para comparar te pongo además una simulación con un bombeo Lorentz, te da mucha información y la instalación prácticamente resuelta:
Víctor555_Palma-De-Mallorca_150m_12cbm_2.220Wp.pdf

Por último está el tema de la aislada para el fertirriego, si fuera para la aplicación real te aconsejaría jubilar lo que hay ahora y colocar un mezclador proporcional en un by-pass, pero para el tema académico o ambos pensaría si además del fertirriego interesa utilizar esa instalación para algo más: iluminación, suministro para pequeñas herramientas eléctricas...

Y si fuéramos a 100 metros de profundidad o incluso menos aún saldría más barato, pero hay que contar con el permiso del pozo.

Un saludo

Muchísimas gracias Vespertilum!!! De verdad estoy muy agradecido por toda tu ayuda! Me pongo a trabajar sobre lo que me has comentado y ya te iré informando o bien sacandote información.
Ya te comentaré que ya hoy he acabado con otro cosilla que me tenía hasta arriba de trabajo.
Un salud


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