Congresos de la Universitat Politècnica de València, XXXIII Congreso Nacional de Riegos

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INTEGRACIÓN DE MODELOS FOTOVOLTAICO E HIDRÁULICO PARA LA MEJORA DE LA GESTIÓN DE BOMBEOS SOLARES DE INYECCIÓN DIRECTA A SISTEMAS DE RIEGO
J. Cervera Gascó, A. Del Castillo Sánchez Cañamares, J. Montero Martinez, J.M. Tarjuelo Martín-Benito, M.A. Moreno Hidalgo

Última modificación: 28-05-2015

Resumen


1- Introducción y Objetivos

Se ha realizado un estudio para analizar de forma conjunta el modelo hidráulico y fotovoltaico para gestionar el riego por goteo de una plantación de almendro de 90 ha alimentada con placas solares con el fin de optimizar los valores de presión y caudal necesarios en las diferentes subunidades de riego existentes.

2- Descripción del tema y del proceso de ejecución del trabajo

El objetivo del modelo hidráulico es la obtención de los valores de presión y caudal que optimizan la distribución de agua en los 20 sectores irregulares situados en una topografía  con grandes pendientes, para lo que es necesario identificar las condiciones de funcionamiento de la bomba de velocidad variable según la radiación solar disponible.

Para el análisis hidráulico de la instalación ha sido necesario reproducir el diseño mediante CAD de la totalidad de la finca así como su composición en cuanto a sectores de riego, red de distribución de agua, tomas en las subunidades, disposición de las tuberías terciaria, ramales portagoteros, etc. En este proceso se ha utilizado el programa Qgis para poder incluir la ortofoto y modelo digital del terreno (MDT) como soporte para el diseño y posterior cálculo de la instalación hidráulica, y para el cálculo hidráulico se ha utilizado la herramienta EPANET.

Para la gestión de la instalación en su conjunto se ha desarrollado en Matlab una herramienta que utiliza el motor de cálculo de EPANET junto con los datos de la red de distribución de agua y las curvas características de la bomba para determinar el punto de funcionamiento óptimo de la bomba para alimentar cada sector de riego, determinado su velocidad de giro en cada momento.

El modelo fotovoltaico permite la obtención de los valores de potencia generada por los módulos fotovoltaicos a partir de un cierto nivel de radiación solar incidente. La instalación está compuesta por los módulos fotovoltaicos, el cableado y la bomba de impulsión alimentada con corriente alterna mediante un variador de velocidad.

Se dispone de todos los datos de partida al tratarse de una instalación existente. La potencia que es capaz de generar los paneles en serie y paralelo existentes a partir de la radiación sobre plano inclinado se ha calculado a partir de datos de radiación solar horizontal obtenidos de una estación meteorológica cercana.

A partir de la potencia real suministrada en cada momento del día, se ha obtenido la velocidad de giro de la bomba necesaria para que sea capaz de aportar al sistema los requerimientos de presión y caudal en cada momento. A modo de ejemplo, en la figura 1 (Fig.1) se muestra la relación entre la potencia absorbida por la bomba y los caudales suministrados por 10 de las subunidades estudiadas. En la figura 2 (Fig. 2) se muestra la relación entre la potencia absorbida por la bomba y la uniformidad de emisión

Fig. 1*. Relaciones entre la potencia absorbida por la bomba y los caudales suministrados por 10 subunidades de la parcela estudiada

Fig. 2*. Relaciones entre la potencia absorbida por la bomba y la uniformidad de emisión suministrados por 10 subunidades de la parcela estudiada.

3- Conclusiones

Los resultados obtenidos muestran que, como cabía esperar, los distintos niveles de radiación solar tienen una clara influencia sobre la presión en el origen de la subunidad y en consecuencia sobre el caudal en la misma. La cuantificación precisa de estos valores permite adecuar la secuencia de riego de las distintas subunidades a los niveles de radiación. Además, permite realizar una estimación precisa de los caudales suministrados en cada periodo. Además, la herramienta generada permite determinar la uniformidad de emisión en la subunidad y por lo tanto determinar la calidad del riego y no sólo el volumen suministrado.

*Para ver figuras consultar Resumen completo

DOI:http://dx.doi.org/10.4995/CNRiegos.2015.1520

 


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