Puesta en marcha de una estación solar híbrida para alimentar un sistema de irrigación mediante el SD700SP

Miércoles, 31 de Mayo 2017


La empresa Solar Agricultura ubicada en la zona de Toro (Zamora) necesitaba cubrir el sistema de regadío para una extensión de campo de 33 hectáreas dedicadas al cultivo. Esta instalación pretende servir de planta piloto para poder hacerla extensiva al resto de agricultores de la zona.
Una vez más, la contrastada versatilidad del SD700 demuestra su potencial para todo tipo de aplicaciones de bombeo, en este caso en su versión SD700SP para bombeos solares.

La imparable evolución de las energías renovables, junto a la subida de los precios del combustible, está motivando a muchos usuarios a sustituir el suministro energético de distintos procesos. El caso de los bombeos aislados se convierte en el tipo de aplicación idóneo para la integración de la energía fotovoltaica, ya que se suele disponer de superfice suficiente para la instalación de los paneles.

Para el caso que nos ocupa, la instalación existente consta de un bombeo que se encargaba de regar varios campos de cultivo mediante una bomba de 60 kW que se alimenta exclusivamente de la red eléctrica proveniente de un generador Diesel, con el consecuente elevado consumo que repercutía de forma considerable en los costes de producción.

Ante esta situación, el cliente decide instalar un campo fotovoltaico con el fin disminuir al máximo el cosnumo de combustible sin perder las prestaciones de que dispone actualmente. Se necesita regar varios campos de cultivo con una bomba, la cual se alimenta mediante un generador eléctrico de diésel. Este generador consume una elevada cantidad de combustible para suministrar la energía necesaria, por lo que los costes de producción son elevados. Por lo que el cliente decide instalar un campo fotovoltaico para reducir costes y amortizarlo lo antes posible.

El desafío para Power Electronics es conseguir que la instalación funcione a pleno rendimiento durante todo el día, minimizando el gasto de diésel.

La problemática radica en el tipo de instalación, ya que al tratarse de una red hidráulica no se prima la cantidad de agua bombeada, sino que el objetivo es mantener la tubería a una presión constante. Este requerimiento descarta el planteamiento de un sistema solar puro debido a su naturaleza intermitente (los cambios en la radiación solar impedirían mantener un régimen de trabajo constante), y obliga a integrar una solución híbrida dónde el generador diésel actúa solo como apoyo en los momentos de baja radiación solar.

El reto para Power Electronics es conseguir que la instalación funcione a pleno rendimiento con unos costes mínimos.

Pero la dificultad del reto es elevada ya que se trata de una red hidráulica. En este tipo de instalaciones no prima la cantidad de agua que se bombea. Se trata de mantener la tubería a presión constante. Los cambios en la radiación solar pueden hacer que la potencia del campo fotovoltaico disminuya provocando que no haya suficiente energía para mantener ese régimen de trabajo.

La solución desarrollada por Power Electronics es un sistema híbrido que dispone de una entrada de corriente alterna y otra de corriente continua. El diseño del sistema prioriza la inyección de energía proveniente del campo FV, y ante una disminución del recurso solar, es el propio SD700SP el encargado de gestionar el arranque del generador diésel para que la presión del sistema se mantenga dentro de los niveles programados, devolviéndolo a su estado de reposo una vez recuperada la potencia del campo FV.

Todo esto es posible gracias a la versatilidad del SD700SP y su exclusivo algoritmo MPPt dinámico (Dynamic Maximum Power Point Tracker) que le permite prever el comportamiento de las placas FV, fijar el punto de trabajo óptimo y conocer la potencia disponible en cada momento. Con esta información, el SD700SP es capaz de decidir si realmente es necesario arrancar el generador diésel, o si por el contrario puede ajustar la regulación del sistema para soportar la bajada de potencia solar sin disminuir la presión en la red hidráulica.

Adicionalmente, el SD700SP dispone de un amplio rango de funcionalidades para sistemas de bombeo (arranque de bombas auxiliares, protecciones hidráulicas, transiciones de arranques y paros, etc.) heredadas del SD700, que durante años le ha permitido adaptarse a cualquier tipo instalación, bajo las condiciones más exigentes.

Para solucionar el problema, se desarrolla un sistema de funcionamiento híbrido, alimentando el variador con Corriente Alterna y Corriente Continua. De esta forma el equipo funcionará el máximo tiempo posible con el campo fotovoltaico.

En caso de una bajada de energía disponible en el campo, el variador SD700 gestionará el arranque del generador, haciendo que la presión de la tubería nunca baje del nivel programado. Cuando el campo recupere energía, el equipo gestionará la parada del generador.

Todo esto se consigue con el algoritmo de búsqueda del punto de máxima potencia DINÁMICO de las placas solares. Este algoritmo ayuda a prever el comportamiento de las placas, en qué punto de potencia nos situamos y cuánta potencia disponible hay. También permite saber si es necesario arrancar el generador o podemos soportar esa bajada de potencia en el campo sin que ocasione una pérdida de potencia requerida en la bomba.

A todo este sistema, se le ha añadido la completa macro de bombas que el SD700 tiene en su Software. Poniendo a su disposición toda la funcionalidad, arranque de bombas auxiliares, protecciones hidráulicas, transiciones de arranques y paros, etc.

Después de 6 meses de funcionamiento, el cliente ha mostrado su máxima satisfacción, habiendo disminuido el consumo de combustible un 85%, con lo que espera obtener un periodo de retorno de la inversión menor al esperado inicialmente, y lo que ha propiciado además la valoración para instalar este producto en otras instalaciones similares.



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