Cálculos para la electrificación solar 06
Sistema de bombeo de agua de riego
13 panel solar fotovoltaicos de 55 W tiene un costo aproximado de:

8 batería estacionaria** de 12 V 100 Ah cuesta más o menos:

2 regulador (protector de la batería) de 12 V 30 A cuesta más o menos:

Un inversor APS de 2000 W*** 110 V AC tiene un costo aproximado de:
(El APS transforma la corriente continua en alterna, se puede conectar los equipos normales de 110 V AC)

Costos de instalación, según el sitio:

Total de inversión de éste sistema es entre:
Cantidad

A
Equipo

B
Potencia
W
C
1
Potencia
W Subtotal
D = (A x C)
Bomba (1 HP)
1320
1,9

Wh / día
2.444

2.444
Horas / día
de uso
E
Energía
Wh
F= (D x E)
1320

Total =
Ejemplo G:  Bombeo de agua de riego (o 20 familias)
10.000 l/d hasta 20 m de altura
El consumo diario promedio es de:

Un panel de 55 W produce con 3,5 horas sol / día:

Para la generación de la energíase necesita:


Hay que almacenar (sistema 12 V) la cantidad de:

Se necesita baterías estacionarias 12 V 100 Ah la
cantidad (sin reserva o respaldo):

Se necesita baterías estacionarias 12 V 100 Ah la
cantidad (con una reserva o respaldo de 1 día* ):

Se necesita baterías estacionarias 12 V 100 Ah la
cantidad (con una reserva o respaldo de 3 días* ):

2444

193

12,7


204


2,0


4,1


8,1
Wh/d

Wh/d

Paneles


Ah


Baterías


Baterías


Baterías
Cálculo de paneles y baterías
4290 - 6435 US$

587 - 2347 US$

160 - 300 US$

1200 - 3000 US$



200 - 1000 US$

6437 - 13082 US$
Costos del sistema
Se aplica el mismo tamaño como en el ejemplo anterior.
Con una bomba de agua de corriente continua DC de 12 hasta 48 Voltios
Para el cáculo de consumo de energía hay que fijarse en la potencia eléctrica del equipo y no en el caballaje (HP). Aquí también es importante, que hay una diferencia de consumo en motores entre el consumo nominal (sin carga) o máxima (con carga).
En nuestro ejemplo trabajamos con una bomba de 1320 W de consumo eléctrico máximo.

Para la selección de la bomba tiene que tener en sistemas solares dos criterios:
El CAUDAL de agua en la altura del tanque o del consumo. Hay que medir la altura entre el punto de succión hasta el punto de salida del agua. Como se puede ver la relación de caudal y consumo de ésta bomba es mejor que de la bomba en el ejemplo anterior.
El CONSUMO de energía eléctrica real para éste caudal.
En sistemas solares, que solamente sirven a bombear agua, la reserva diaria puede ser prevista en el tamaño de los baterías, también sirve instalar un tanque de agua más grande. Esto depende de los costos.
Aquí se presenta un sistema de bombeo de agua sin baterías o tambíen para riego
Cálculo del consumo de la bomba
Generalmente se trabaja con un promedio de 90 a 150 litros de agua por persona y día en instalaciones rurales. Esto depende mucho sí tiene instalado servicios higiénicos o una lavadora de ropa. Además hay que preveer un futuro aumento del cosumo de agua y entonces un aumento del sistema solar.
Se multiplica el consumo de agua necesario por la cantidad de personas usuarios. En éste caso 100 personas multiplicado por el consumo diario promediode 100 l/p/d son 10.000 l/d.
La bomba en 20 metros de altura tiene un caudal de 5.400 l/h. Se devide le consumo diario 10.000 l/d por el caudal de la bomba 5.400 l/h y obtiene las horas de bombeo necesario. En éste ejemplo la bomba trabaja más o menos 1,9 horas por día.

Sí el sistema solar solamente sirve para el bombeo de agua, tiene también la opción de usar una bomba especial de corriente contínua DC, y puede ahorrar el costo del inversor, el cual produce la corriente AC para la bomba.
*** El inversor tiene que tener una potencia más grande que la bomba, porque los motores y bombas consuman alrededor de cuatro veces más corriente en le arranque.
Como se puede ver, la relación de caudal 5400 l/h y consumo 1320 W de ésta bomba es mejor que de la bomba en el ejemplo anterior, lo que resulta en una instalación fotovoltaica más económia de 6500 a 13000 US$.
El mismo sistema con la bomba del anterior ejemplo con un caudal 900 l/h y consumo 500 W resultaría en un costo del sistema fotovoltaico de 8500 a 16500 US$.
En una instalación con mayor altura, con una bomba ineficiente, se puede perder todavía más.

En todos los casos de bombear agua, vale aumentar el diametro de la tubería para menorar la perdida por fricción interna. La fricción interna de la tubería menora la presión del agua y resulta en un gasto energético elevado por todo el tiempo.
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