Evaluación técnico-económica de una instalación de bombeo solar fotovoltaico aplicada a la ampliación de la frontera agrícola en zonas aisladas de Arequipa

En el presente trabajo se muestra la evaluación técnico-económica de un sistema de bombeo solar fotovoltaico aplicada a la ampliación de la frontera agrícola de zonas rurales de Arequipa. En los viñedos de la Empresa Majes Tradición SAC (Arequipa, Perú) se instaló una bomba solar fotovoltaica sumergible para impulsar el agua desde una derivación del rio Majes hasta el reservorio superior para riego tecnificado de los viñedos. Para medir los parámetros climáticos, se instaló una estación meteorológica, que mide la radiación solar, la temperatura, la humedad relativa y la velocidad del viento. En el sistema de bombeo solar se instalaron sensores eléctricos e hidráulicos (corriente, voltaje, flujo másico y presión hidráulica) para evaluar las eficiencias en cada proceso de transformación de energía. También se evaluaron los parámetros económicos del proyecto para analizar la recuperación de la inversión comparado con tecnologías convencionales de bombeo. Los resultados indican que el sistema de bombeo fotovoltaico funciona desde las 07:30 horas hasta las 15:30 horas, con un promedio de 8 horas por día. La eficiencia global del sistema es del 7%, lo que corresponde a una eficiencia del módulo fotovoltaico del 12%. La eficiencia hidráulica varía entre 55% y 75%, mientras que el flujo másico varía entre 2 kg/s y 6.3 kg/s, lo que corresponde a una irradiancia solar de 200 W/m2 y 1190 W/m2 respectivamente.Los resultados del análisis económico indican que la inversión del sistema fotovoltaico, comparado a la electricidad de la red pública, se recupera en 5.3 años, comparado con los costos de generación eléctrica a partir de un generador a combustión interna (diésel y/o GLP) la recuperación es en 2.8 años.TesisCampus Arequip

Experimental study of a photovoltaic direct current water pumping system for irrigation in rural-isolated Region of Arequipa, Peru

In the present experimental study, a photovoltaic (PV)-powered system in continuous current (4 kW) for the pumping of water in an isolated, rural agricultural zone in Arequipa—Peru was analyzed. A meteorological station was installed in the studied zone, measuring solar radiation, temperature, relative humidity, and wind speed. The electrical and hydraulic parameters of the solar-pumping system (i.e., electric current, voltage, mass flow, and hydraulic pressure) were measured in order to evaluate the efficiency of the energy transformation processes. The results indicate that, during the year of 2017, the PV pumping system in direct current (DC) functions from 07 h 30 min to 15 h 30 min, during an average of 8 h a day. The PV array, hydraulic, and global efficiencies were evaluated. This allows for the interpretation of efficiency independent of solar irradiance. The efficiency of the PV array and global efficiency remained constant (11.5% f and 8.5%, respectively). The functioning interval of the PV array ranges from 880 W up to 3400 W, making evident the versatility of the system of generation and consumption in DC, which is able to function since solar irradiance is at least 200 W/m2, corresponding to 880 W of PV array power, 27 m of total dynamic head (TDH) and 2 kg/s of mass flow,and 70% hydraulic efficiency. With greater mass flows (6.3 kg/s), the PV array power was 3256 W with a hydraulic efficiency of 55%, a TDH of 30 m, and a peak solar irradiance of 1190 W/m2. When the whole system functions in DC, the efficiencies are superior to those of systems, which operate with DC/alternating current (AC) current invertersrevisión por paresCampus Arequip

Estudio experimental de un sistema de bombeo solar fotovoltaico en corriente

Trabado de investigacionEl presente trabajo de investigación tiene por objetivo realizar un estudio experimental para la generación de energía eléctrica utilizando un sistema solar fotovoltaico en corriente continua, para bombeo de agua, reduciendo las emisiones de gases contaminantes, producidos por la utilización de equipos a base de combustibles fósiles. Se utilizó diferentes instrumentos de medición para la obtención de datos meteorológicos para determinar el potencial de energía de la zona y la eficiencia del sistema de bombeo. Este trabajo permite uso de la energía solar fotovoltaica en corriente continua ya que hoy en día está siendo muy difundida y la tecnología se desarrolla rápidamente para tener equipamientos disponibles en múltiples aplicaciones. Es confiable y segura, su uso y transformación requiere de una tecnología básica y de poco mantenimiento. Los resultados indica que el uso de energía solar fotovoltaica en corriente continua es más eficiente porque no requiere converso DC/AC y permite el uso directo de la energía solar fotovoltaica. Otro resultado importante indica que los sistemas fotovoltaicos en corriente continua generan pulso que simula una onda sinusoidal, esto según la literatura consultada, mejora la eficiencia en la generación del campo magnético