Diseño de un sistema de bombeo fotovoltaico autónomo directo para bombear agua desde un pozo hasta un embalse y posterior riego por goteo de cultivo de palta

• Autor: Corbera Terrones, Wilson Josiel
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2023
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/26625
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/26625
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Bombeo de agua; Energía solar fotovoltaica; Riego por goteo; Cultivo de palta; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.03.01

La presente Investigación tiene como objetivo principal diseñar un sistema de bombeo fotovoltaico autónomo directo para impulsar agua desde un pozo hasta un embalse para satisfacer la demanda hídrica del riego por goteo requerido para el cultivo de 5 hectáreas de palta en el Fundo Delicia localizado en el centro poblado La Viña, distrito de Nueva Arica, provincia de Chiclayo, departamento de Lambayeque en Perú. En el diseño de la instalación se consideró tres sistemas, los cuales son: el sistema de bombeo, el sistema de riego por goteo, y el sistema fotovoltaico. La instalación de bombeo elegida en esta investigación es una instalación de bombeo fotovoltaica autónoma directa en la cual el funcionamiento de la bomba se limita solamente a los momentos en que hay radiación solar. La radiación solar se obtiene de la plataforma web PVGIS dando como resultado una variación de irradiación diaria desde 5.291 kWh/m2 en el mes de marzo hasta 6.139 kWh/m2 en el mes de noviembre para un ángulo de inclinación óptimo de 10°. El caudal de bombeo se establece para el mes con máximo caudal requerido lo cual sucede en el mes de enero dando como resultado un caudal de diseño de 48 m3/h. Para establecer este caudal, la bomba debe proporcionar 71.476 m de carga total. Con la finalidad de cumplir este requerimiento de bombeo, se seleccionó una bomba sumergible que requiere de un motor trifásico con potencia nominal de 11 kW. Además, la tubería de impulsión es una tubería de PVC de 4” de diámetro nominal y los accesorios instalados en esta tubería constan de 4 codos de 90°, 1 válvula de compuerta y 1 válvula de retención. El sistema de riego por goteo por gravedad está formado por un embalse de 500 m3 con una base rectangular de 10 m x 20 m y una altura de 2.5 m el cual puede almacenar el agua de hasta 2 días de riego. El embalse debe estar ubicado en un nivel adecuado con la finalidad de proporcionar la presión necesaria en los goteros. En base a los cálculos realizados se tienen tuberías laterales de polietileno de 32 mm de diámetro nominal, tuberías portalaterales de PVC de 2” de diámetro nominal, una tubería primaria de PVC de 4” de diámetro nominal y goteros compensantes de 8 l/h. Finalmente, el sistema fotovoltaico está formado por 60 paneles monocristalinos de 370 W con una disposición de 3 cadenas en paralelo y 20 paneles en serie por cadena produciendo un generador fotovoltaico de 22.2 kW de potencia nominal. El dispositivo electrónico que se encargará de convertir la corriente continua desarrollada por el generador fotovoltaico en corriente alterna es un inversor de bombeo solar de 15 kW con una entrada máxima en DC de 880 V y 33.3 A, y una salida trifásica de 380 V - 460 V.