El riego solar es uno de los avances más innovadores de los que actualmente se benefician los nuevos cultivos agrícolas en Chile y cuya implementación se está realizando de forma satisfactoria por un número cada vez más elevado de agricultores, gracias a los Concursos Ley N° 18.450.

Las ventajas más importantes del riego solar conectado a la red, son:

• RIEGOS 100% LIBRES DE PAGO POR ELECTRICIDAD

Los agricultores pagan CERO por la electricidad demanda en el bombeo y riego.

• EQUIPOS DURABLES Y CONFIABLES

Los sistemas solares tienen una vida útil estimada en más 35 años.

•  MANTENIMIENTO BÁSICO

Necesitan un escaso mantenimiento que debe conocer el agricultor.

• ENERGÍA LIMPIA

Reduce la emisión de CO₂ que aceleran el calentamiento global.

• DIFERENCIACIÓN

Energía renovable, tecnología de punta y ecología, diferencian al productor agrícola y su cultivo de otros similares.

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EQUIPOS Y ELEMENTOS QUE FORMAN PARTE DE UN RIEGO SOLAR CONECTADO A LA RED

Las demandas de energía para el riego que requieren grandes instalaciones de energía solar fotovoltaica, típicamente de 10 a 300 kW, por lo general integran soluciones conectadas a la red. Los componentes que forman parte de estos sistemas incluyen un generador solar compuesto por paneles solares, un inversor para convertir la electricidad DC generada en electricidad CA, controladores de potencia y electricidad, y bombas para elevar el agua desde la fuente a los puntos de consumo.

Elementos que forman parte de un riego solar conectado a la red

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PRINCIPIOS DEL DIMENSIONAMIENTO ÓPTIMO PARA RIEGO SOLAR 100% LIBRE DE PAGO POR ELECTRICIDAD.

1. PRIMERO APLICAR EFICIENCIA EN EL RIEGO PARA REDUCIR EL CONSUMO DE AGUA Y ENERGÍA, Y DESPUÉS APLICAR RENOVABLES.

Selección de motores y bombas con mayor rendimiento energético para el rango caudal/presión con el que se va a trabajar, evitando el sobre-dimensionamiento de los equipos de bombeo, y utilizando sistemas que entreguen caudales acordes con la necesidad hídrica del cultivo y la evapotranspiración de la zona geográfica del proyecto.

2. EL DIMENSIONAMIENTO ÓPTIMO DEL SISTEMA ENERGÉTICO FOTOVOLTAICO DEBE SATISFACER LOS COSTOS ASOCIADOS A LA DEMANDA ENERGÉTICA ANUAL CONSUMIDA POR EL BOMBEO Y RIEGO.

El dimensionamiento optimo del riego solar on grid cumplirá el  objetivo de satisfacer el 100% de los costos asociados de la demanda energética anual del bombeo y riego. Esto se basa en que, a diferencia del sistema de riego que tiene una demanda energética estacional (septiembre-abril), el sistema fotovoltaico conectado a la red (on-grid) genera energía todo el año. Cuando la energía solar no es aplicada al riego, especialmente entre mayo y agosto, estos excedentes son inyectados a la red eléctrica local y pagados anualmente al agricultor (Ley generación distribuida).

Al considerar los aportes energéticos anuales que realiza el sistema fotovoltaico optimizamos el uso de la energía solar aplicada a la gestión del riego, abasteciendo el 100% la energía del riego sin sobre-dimensionar la potencia fotovoltaica instalada (cantidad de módulos), ni generar excedentes de energía.

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EJEMPLO DE DIMENSIONAMIENTO Y CÁLCULO DE POTENCIA FOTOVOLTAICA.

• Un sistema de bombeo y riego impulsara diariamente 978 [m³/día] a una presión estimada de 16 [m.c.a] en la etapa de bombeo pozo-estanque de acumulación y entre 43 y 48 [m.c.a] en la etapa riego, lo que genera una demandara energética de 592  [kWh/mes] en el mes de máxima demanda y 29.924 [kWh/anual]. Con este dato se realiza la simulación para determinar la potencia instalada de módulos solares necesaria para satisfacer esta demanda energética en la zona del proyecto.

• Basados en los datos de radiación solar del Explorador de Energía Solar del Ministerio de Energía de Chile y considerando orientación norte con un ángulo de inclinación de los módulos solares de 25,28 [º] para maximizar su generación energética anual, se establece que con una potencia FV instalada de 29 [kWp] se producen en el mes de enero 891 [kWh] y 44.824 [kWh] anuales, lo que cubre el 87 % de la demanda enérgica del riego en el mes de máxima demanda y el 100% de la energia y los costos asociados a la demanda energética anual del proyecto.

• Existe una diferencia entre la energía demanda por el riego y la producción solar que se equilibra cuando valorizamos los costos asociados al consumo eléctrico de la red Tarifa AT 4.3 (16.798 [kWh]) y el pago por energía inyectada a la red como excedente de la producción solar (28.027 [kWh]). En esta caso el agricultor esta 100% libre de pago por energía, desarrollando una gestión energética eficiente entre lo que auto-consume del sistema FV y de la red eléctrica, y lo que inyecta con excedente FV.

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Tabla 3: Valorización de costos asociados al consumo eléctrico de la red Tarifa AT 4.3 y el pago por energía inyectada a la red como excedente de la producción solar proyectado para el bombeo y riego.

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• La siguiente imagen describe la gestión energética eficiente diaria (24 horas) del riego solar considerando la demanda energética horaria del bombeo y riego (19 horas); generación del sistema fotovoltaico; energía inyectada a la red cuando la generación FV supera la demanda energética horaria del bombeo y riego y; consumo energético de la red local cuando la demanda energética del bombeo y riego superan la generación FV (horas extremas). Esto se realiza de manera automática.

Imagen 1: Gestión energética riego fotovoltaico en autoconsumo mes de máxima demanda de riego.

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• Si comparamos un sistema fotovoltaico para cubrir nuestra demanda energética anual de 44.824 [kWh], dimensionado bajo el criterio de DIMENSIONAMIENTO ÓPTIMO 100% LIBRE DE PAGO POR ELECTRICIDAD con otro dimensionado bajo el criterio de DIMENSIONAMIENTO FV 100% MES MÁXIMA DEMANDA RIEGO , tenemos que:

Tabla 1: Comparación de dimensionamiento de sistema FV según demanda anual de energía y demanda mes máxima demanda de riego

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• La siguiente imagen describe una simulación de la gestión energética anual del sistema de riego y el sistema solar fotovoltaico considerando generación del sistema fotovoltaico; energía inyectada a la red cuando la generación FV supera la demanda energética horaria del bombeo y riego; la demanda energética horario del bombeo y riego y; consumo energético de la red local cuando la demanda energética del bombeo y riego superan la generación FV.

Tabla 2: Gestión energética anual del sistema de riego y el sistema solar fotovoltaico proyectado para el bombeo y riego.

• Existirá inyección de excedentes del sistema fotovoltaico a la red eléctrica local que ayudaran al agricultor a compensar el pago por potencia instalada (pago constante) reduciendo al mínimo el costo de estar conectado a la red eléctrica local.

• En caso de falla o falta del recurso solar, el sistema de riego funciona de manera normal y automática con energía de la red eléctrica convencional.

Si quieres innovar, contáctate con nosotros para evaluar tu proyecto a info@elementalenergy.cl

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