Energía solar fotovoltaica. El bombeo solar en regadío

El importante incremento del precio de la energía eléctrica plantea varias alternativas orientadas a disminuir la factura eléctrica, entre ellas el autoconsumo mediante energías renovables, en el cual las comunidades de regantes o regantes individuales pueden generar una parte o la totalidad de la energía que consumen. En los últimos años la energía solar fotovoltaica ha tenido un importante desarrollo, demostrando ser un sistema fiable y robusto. Este aspecto junto con la gran disminución del coste de las plantas fotovoltaicas, la convierten en una alternativa a los suministros mediante tendidos eléctricos o grupos electrógenos.

Introducción

En este escenario se plantean varias alternativas orientadas a disminuir la factura eléctrica, entre ellas el autoconsumo mediante energías renovables. Se trata que las propias comunidades de regantes o regantes individuales generen una parte o la totalidad de la energía que consumen utilizando fuentes renovables como la energía solar fotovoltaica. Este sistema de autoconsumo comporta importantes ventajas: las propias de la utilización de energías renovables, la rebaja del coste energético del bombeo y una menor dependencia de un mercado eléctrico fuerza volátil, con continuas oscilaciones de precios.

Marco Normativo

La normativa de referencia es el RD 900/2015, el cual regula las condiciones administrativas, técnicas y económicas del autoconsumo. Los principales aspectos que incorpora el mencionado RD y que se tienen que tener en cuenta al plantearse la posibilidad de implantar un bombeo solar son los siguientes: − Solo es de aplicación a las instalaciones conectadas en la red eléctrica. − Limita la potencia de generación a la potencia contratada de las instalaciones, es decir, la potencia máxima de una planta fotovoltaica será la potencia contratada del punto de suministro. Por lo tanto, no se puede tener una pequeña potencia contratada en la red de suministro e instalar una gran planta fotovoltaica. − Establece unos peajes por la energía autoconsumida, quedando exentos los consumidores con una potencia contratada menor o igual a 10 kW. Hay que mencionar que este peaje, también llamado “peaje al sol” ha tenido una importante oposición de la sociedad y a fecha de hoy no se conoce ningún caso donde se haya aplicado. − No permite el balance neto anual (sistema en el cual la usuario libra o recibe energía del sistema eléctrico según necesidades). La energía a abonar es la diferencia entre la energía producida y liberada en la red y la energía importada de la red. Esta es una demanda de las comunidades de regantes, puesto que el regadío cuenta con la particularidad de tener una demanda muy estacional, con consumos muy importantes en una parte del año y prácticamente nulos en el resto.

Atendiendo a la normativa actual, se plantean 3 principales tipos de instalaciones de autoconsumo:

1.Instalaciones interconexionadas, en las cuales hay conexión física con la red de distribución eléctrica, y que están sujetas al RD 900/2015.

  1. Instalaciones desconectadas de la red de distribución, también llamadas aisladas, no sujetas al mencionado RD.
  1. Instalaciones conectadas hidráulicamente pero parcialmente aisladas eléctricamente. En este caso, una parte de las bombas están conectadas en la red de suministro eléctrico y otra parte se alcanzan de la planta de generación fotovoltaica. Esta tipología de instalaciones no están sujetas al RD 900/2015.

Situación actual de los bombeos solares.

En los últimos años la energía solar fotovoltaica ha tenido un importante desarrollo, demostrando ser un sistema fiable y robusto. Este aspecto, junto con la gran disminución del coste de las plantas fotovoltaicas, la convierten en una alternativa a los suministros mediante tendidos eléctricos o grupos electrógenos. La implantación de la generación fotovoltaica en bombeos de una cierta importancia, con potencias de más de 100 kWh, se inició hace unos 3 años.

Actualmente, el mayor número de bombeos solares se encuentra en la provincia del interior de la península. Se trata de instalaciones aisladas que anteriormente se alcanzaban mediante grupos electrógenos, en las que el estudio de viabilidad determinó periodos de retorno de la inversión de entre 5 y 7 años. También se han realizado instalaciones importantes en la zona de Levante, principalmente Murcia y Alicante y últimamente en Cataluña y Aragón.

Por otro lado es importante mencionar el desarrollo del proyecto «MASLOWATEN, coordinado por el «Instituto de Energía Solar» de la «Universidad Politécnica de Madrid», el objetivo del cual es la aplicación y la replicación comercial de los sistemas de bombeo fotovoltaicos con consumo de energía cero para el riego en la agricultura productiva. Los resultados se transferirán al sector y son indispensables por el desarrollo a nivel comercial de esta nueva tecnología.

Factores que condicionan la viabilidad de los bombeos solares

Actualmente se dispone de una tecnología que permite su implementación en muchos bombeos, si bien es indispensable la realización de un estudio de viabilidad de la inversión a llevar a cabo en cada proyecto.

Este se tiene que realizar comparando el bombeo solar con otras fuentes de suministro alternativas y poder evaluar la rentabilidad y el periodo de retorno de la inversión a realizar. Es decir, no basta con que técnicamente sea viable, sino que además la inversión a realizar tiene que estar suficientemente justificada.

Principales elementos de un bombeo solar

A continuación se describen los principales elementos de un sistema de bombeo solar.

Planta fotovoltaica

Una planta fotovoltaica está constituida por un conjunto de módulos fotovoltaicos de silicio de una potencia determinada. La potencia de los paneles se mesura por la potencia pico (kWp), que es la potencia que generan los paneles solares en condiciones de máxima irradiación (1.000 W/m2 ) y a 25 °C. Así, la potencia de la planta fotovoltaica es la suma de la potencia de los paneles solares que la integran. Estos paneles pueden estar situados sobre el terreno o sobre cubierta, dependiendo de la existencia de esta. En los caso de estar situados sobre el terreno, pueden estar situados sobre estructuras fijas orientadas a sur, o bien sobre estructuras móviles que siguen el movimiento del sol. Se pueden distinguir 2 sistemas de seguidores, los de un solo eje (rotación alrededor de un eje horizontal orientado en la dirección Norte-Sur) o los de 2 ejes, en los cuales hay un máximo seguimiento del sol durante todo el año. En el caso de bombeos solares, los más utilizados son las estructuras fijas y los seguidores en un solo eje.

energia solar fotovoltaica
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Variador de frecuencia

El variador de frecuencia es un dispositivo electrónico que permite ajustar los caudales bombeados a la producción fotovoltaica en cada momento. Estos equipos actúan regulando la velocidad de giro de los motores eléctricos, adaptando su consumo a la generación de la planta fotovoltaica. Así en los momentos de poca generación fotovoltaica, las bombas funcionan a baja velocidad y por tanto los volúmenes de agua bombeados son reducidos y, a medida que la generación va aumentando, la velocidad de las bombas también lo hace, hasta llegar a la velocidad nominal de trabajo donde se bombeja el caudal máximo. El variador es alimentado por la planta fotovoltaica con corriente continua y este suministra a la bomba corriendo eléctrico alterno trifásico. En instalaciones que incorporan grupos electrógenos, la conexión del grupo con el sistema se realiza en el mismo variador.

Bomba

Por los bombeos solares se suelen utilizar el mismo tipo de bombas centrífugas que por un bombeo convencional, por lo tanto se pueden instalar tanto las bombas sumergibles como las horizontales o verticales, habitualmente accionadas por motores eléctricos de corriente alterna trifásica. Es indispensable una buena selección de la curva de la bomba, que permita el máximo ajuste, mediante la utilización de los variadores de frecuencia, a la generación fotovoltaica.

Sistema de control

El bombeo incorporará un sistema de control que permitirá una óptima gestión de la generación fotovoltaica, del funcionamiento del grupo de bombeo y del control las condiciones de suministro de agua.

Fuente: ruralcat.gencat.cat, infraestructures.cat, ruralcat.net, icaen.gencat.cat, idae.es, oficina del regant.

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