En los últimos años en las grandes naciones se están haciendo grandes esfuerzos para cambiar el modelo de consumo energético. Un claro ejemplo de esto, podemos evidenciarlo en el incremento del consumo de energías alternativas que se registró en la Unión Europea en el periodo de 2005 y 2015.
De acuerdo a la Agencia Europea de Medio Ambiente, en esos 10 años se duplicó el uso de las energías alternativas, pasó de 9% a 17%. Uno de los países con mayor éxito en esto es Dinamarca, donde el 100% de sus necesidades eléctricas son cubiertas con energía eólica, pudiendo incluso suministrar a países vecinos.
Si bien es cierto, aunque el consumo de energía de fuentes renovables no ha parado de aumentar, la verdad es que en la UE todavía se sigue consumiendo mucha más energía de combustibles fósiles, representado con al menos el 70% del consumo.
El hecho es que, el uso del bombeo de agua solar como mecanismo para distribuir el agua, cada día se está volviendo más y más popular, principalmente en zonas donde la energía eléctrica es escasa o de difícil acceso.
En este artículo, queremos mostrarte lo que debes saber sobre este sistema; desde cómo funciona, ventajas o beneficios e inclusive aprenderás cuántos paneles solares se necesitan para que funcione.
¿Qué es el bombeo de agua solar?
El bombeo de agua solar o fotovoltaico, es un sistema hidráulico alimentado única y directamente por paneles fotovoltaicos, los cuales como debemos imaginar toman la energía a través de los rayos solares. De esa manera se prescinden de fuentes como la fósil o la eléctrica.
Se trata de una alternativa sustentable y amigable, para la distribución de agua. Además, resulta totalmente idóneo para lugares donde no se tenga acceso al tendido eléctrico o al combustible fósil. Lo mejor de todo, es que su fuente de energía es prácticamente ilimitada, con una vida útil de larga duración y prácticamente sin necesidad de mantenimiento.
Para el funcionamiento de este sistema, se requiere de bombas hidráulicas que permitan ser alimentadas tanto por corriente alterna (AC), como por corriente continua (DC). Las aplicaciones de corriente continua generalmente son para los equipos de pequeña o mediana capacidad.
Por su parte las bombas de mayor potencia, requieren corriente alterna conectados a un inversor. Estos, son ideales para los sistemas de riego o para los pozos de almacenamiento de agua en espacios comunes.
Es importante mencionar que, existen sistemas de bombeos con fuentes de alimentación híbrida, las cuales reciben energía tanto de los paneles fotovoltaicos, como de los aerogeneradores de energía eólica, mejorando con creces la efectividad y la potencial del sistema de bombeo.
¿Cómo funciona el sistema de bombeo de agua solar?
Este tipo de sistema de bombeo, tiene la capacidad de aprovechar la energía solar recopilada por los paneles solares, para impulsar un motor hidráulico eléctrico. En ese sentido, la energía producida por los módulos fotovoltaicos, alimentará a las bombas y ésta a su vez, distribuirán el agua como normalmente lo harían siendo alimentadas por la red eléctrica.
Algunos de estos sistemas, está acompañado de un juego de baterías, para almacenar la energía producida durante el día, sin embargo estos requieren mucho más mantenimiento. Por otro lado, hay algunos sistemas de bombeo solar que en vez de utilizar un conversor de energía eléctrica, usan la conversión termodinámica para generar fuerza mecánica para accionar el motor hidráulico.
Cada tipo de sistema de bombeo solar, dependerá totalmente de acuerdo a las condiciones de irradiación solar en el sector, también dependerá la altura donde se encuentre el bombeo y la cantidad de agua que se necesite al día.
Actualmente existen solo dos tipos de bombas solares, a continuación las describimos:
- Sumergible: son las más indicadas para los sistemas de riego para plantaciones agrícolas, debido a su gran capacidad de succión y aspersión a grandes profundidades. Este tipo de bombas, se pueden sumergir superando inclusive los 100 metros.
- Superficial: es la indicada para bombear desde tanques externos y/o aéreos. Son diseñadas especialmente para distribuir agua en una gran superficie, e incluso tienen la fuerza suficiente para elevar el agua hasta otro tanque en altura.
Ventajas de los sistemas de bombeo de agua solar
Como hemos visto hasta ahora, este sistema de bombeo es una gran alternativa ecológica y funcional para zonas con problemas energéticos. Lo mejor de todo es que, no solo sirve para riego, sino también para el suministro de agua potable, purificación o desalinización. Siendo esto, una excelente opción para comunidades y regiones rurales, que no estén conectadas a la red pública de agua potable y tengan también limitaciones eléctricas.
Por esa razón, los sistemas de bombeo de agua solar tienen una gran cantidad de ventajas comparativas que a continuación, te mencionamos:
- Son mucho más económicos en comparación a cualquier otro sistema de bombeo tradicional
- Son duradero y no necesitan de mantenimiento preventivo
- No se necesita totalmente de un almacenamiento energético, sino que estos sistemas almacenan el agua por sí mismas
- Se adaptan ante cualquier necesidad y pueden ser modificadas o expandidas sus capacidades
- Es totalmente ecológico, ya que, no representa ninguna amenaza contra el ambiente
¿Cuántos paneles solares se necesitan para impulsar un sistema de bombeo solar?
Los avances tecnológicos han posibilitado la masificación del uso de la energía solar, a través de sistemas fotovoltaicos eficientes, rentables y duraderos, que pueden utilizarse para diferentes propósitos. Por ejemplo, el bombeo solar, cuyo uso se ha extendido a nivel agrícola, industrial, comercial y residencial.
Para calcular el número de paneles que necesito para una instalación de bombeo solar debo tener en cuenta diferentes factores:
- Horas de funcionamiento de la bomba (volumen de agua al día a bombear)
- Potencia y tipo de bomba
- Tipo de bombeo o uso de la bomba
- Altura equivalente del bombeo
– Horas de funcionamiento de la bomba (volumen de agua al día a bombear)
A menudo solo se habla de la potencia de la bomba que tengo instalada y pocas veces de las horas de funcionamiento, o lo que es lo mismo del volumen de agua que se requiere bombear.
No nos podemos olvidar que una instalación FV genera energía o potencia a lo largo del tiempo. Por lo tanto, es esencial saber cuántas horas de funcionamiento necesitamos, lo que nos dará la energía necesaria a suministrar a la bomba y esto a su vez la FV a instalar.
Por último, es igual de importante indicar la época del año y el momento del día en la que necesito obtener esta energía. Ya que una instalación FV genera diferentes cantidades de energía en cada época del año. De este punto puedo deducir que entre dos bombeos que tengan el mismo requerimiento de agua al día, si uno la consumo durante todo el año y otro solo en verano, el que consumo durante todo el año puede necesitar un 40% más de paneles que otro que solo consuma esta cantidad de agua en verano.
– Potencia de la bomba y tipo de bomba
Una instalación FV para bombeo, debe garantizar que es capaz de generar la máxima potencia que la bomba necesita consumir. Esto quiere decir que, como los paneles no generan su potencia pico nada más que en condiciones especiales, debo instalar siempre más potencia en paneles que en la bomba.
Para que la bomba no requiera excesos de potencia en sus arranques y por lo tanto tenga que instalar una potencia excesiva en paneles, lo ideal es instalar variadores para optimizar el funcionamiento de estas. Para ello, existen lo que se llama variadores solares y que están especialmente diseñados para instalaciones solares.
Así mismo, igual de importante es elegir el tipo adecuado de bomba lo que va a lograr que la bomba trabaje con mayor comodidad y consuma menos energía. Por lo tanto, se necesitará una instalación FV menor.
– Tipo de bombeo o uso de la bomba
Un bombeo puede emplearse para diferentes aplicaciones. Cada una de ellas tiene sus peculiaridades que debemos tener en cuenta y que se ven reflejadas en la configuración final, tanto de la bomba y sus elementos hidráulicos, como de la cantidad de energía que necesita. Las principales aplicaciones son:
- Bombeo para riego por presión
- Bombeo para riego con balsa
- Bombeo de uso doméstico con depósito
En el caso de riego por presión, el objetivo es mantener la presión en el circuito para poder regar bien sea a través de aspersores por goteo (por ejemplo). Mantener la presión con una fuente de energía variable como la del sol, no es sencillo y conlleva además de una compleja programación un muy buen diseño del circuito hidráulico y un seguro sobredimensionamiento de la cantidad de paneles a instalar.
Tanto en los casos de riego con balsa como doméstico, el bombeo debe asegurar una cantidad de agua al día. Esta agua puede bombearse en cualquier momento siempre que la capacidad de bombeo sea mayor que el consumo. Esto es posible porque el depósito o la balsa hacen de batería de agua que garantiza el suministro continuo de agua.
– Altura equivalente del bombeo
La altura equivalente se debe de tener en cuenta para el cálculo de la bomba y es la que nos indica la altura global que tiene que afrontar la bomba. Agrupando tanto las pérdidas, como la altura dinámica, manométrica, y por lo tanto la real que debe vencer la bomba.
Por lo tanto, para poder contestar a la pregunta de cuántos paneles necesito para una instalación de bombeo solar, además de elegir el tipo de panel, debemos tener en cuenta todos los aspectos que hemos visto con anterioridad. Pensemos que, si la bomba está dimensionada con todas estas consideraciones es muy probable que necesite instalar en paneles del orden del doble de la potencia de la bomba instalada. Y a partir de ahí analizar si la cantidad de agua es suficiente para nuestras necesidades.
Este tipo de instalaciones son especialmente sensibles a un muy buen diseño de partida y es por eso por lo que para evitar que la instalación FV no cumpla con nuestras necesidades es mejor dejarse aconsejar por un profesional en instalaciones de Bombeo Solar como My Solar Energy.
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