Energia solar fotovoltaica. El bombament solar en regadiu

L’important increment del preu de l’energia elèctrica planteja diverses alternatives orientades a disminuir la factura elèctrica, entre elles l’autoconsum mitjançant energies renovables, en el qual les comunitats de regants o regants individuals poden generar una part o la totalitat de l’energia que consumeixen. En els darrers anys l’energia solar fotovoltaica ha tingut un important desenvolupament, demostrant ser un sistema fiable i robust. Aquest aspecte juntament amb la gran disminució del cost de les plantes fotovoltaiques, la converteixen en una alternativa als subministraments mitjançant línies elèctriques o grups electrògens.

Introducció

En aquest escenari es plantegen diverses alternatives orientades a disminuir la factura elèctrica, entre elles l’autoconsum mitjançant energies renovables. Es tracta que les pròpies comunitats de regants o regants individuals generin una part o la totalitat de l’energia que consumeixen utilitzant fonts renovables com l’energia solar fotovoltaica. Aquest sistema d’autoconsum comporta importants avantatges: les pròpies de la utilització d’energies renovables, la rebaixa del cost energètic del bombament i una menor dependència d’un mercat elèctric força volàtil, amb contínues oscil·lacions de preus.

Marc Normatiu

La normativa de referència és el RD 900/2015, el qual regula les condicions administratives, tècniques i econòmiques de l’autoconsum. Els principals aspectes que incorpora l’esmentat RD i que s’han de tenir en compte al plantejar-se la possibilitat d’implantar un bombament solar són els següents: − Només és d’aplicació a les instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica. − Limita la potència de generació a la potència contractada de les instal·lacions, és a dir, la potència màxima d’una planta fotovoltaica serà la potència contractada del punt de subministrament. Per tant, no es pot tenir una petita potència contractada a la xarxa de subministrament i instal·lar una gran planta fotovoltaica. − Estableix uns peatges per l’energia autoconsumida, quedant exempts els consumidors amb una potència contractada menor o igual a 10 kW. Cal esmentar que aquest peatge, també anomenat “peatge al sol” ha tingut una important oposició de la societat i a data d’avui no es coneix cap cas on s’hagi aplicat. − No permet el balanç net anual (sistema en el qual l’usuari lliura o rep energia del sistema elèctric segons necessitats). L’energia a abonar és la diferència entre l’energia produïda i alliberada a la xarxa i l’energia importada de la xarxa. Aquesta és una demanda de les comunitats de regants, ja que el regadiu compta amb la particularitat de tenir una demanda molt estacional, amb consums molt importants en una part de l’any i pràcticament nuls en la resta.

Atenent a la normativa actual, es plantegen 3 principals tipologies d’instal·lacions d’autoconsum:

1.Instal·lacions interconnectades, en les quals hi ha connexió física amb la xarxa de distribució elèctrica, i que estan subjectes al RD 900/2015.

  1. Instal·lacions desconnectades de la xarxa de distribució, també anomenades aïllades, no subjectes a l’esmentat RD.
  1. Instal·lacions connectades hidràulicament però parcialment aïllades elèctricament. En aquest cas, una part de les bombes estan connectades a la xarxa de subministrament elèctric i una altra part s’abasten de la planta de generació fotovoltaica. Aquesta tipologia d’instal·lacions no estan subjectes al RD 900/2015.

Situació actual dels bombaments solars.

En els darrers anys l’energia solar fotovoltaica ha tingut un important desenvolupament, demostrant ser un sistema fiable i robust. Aquest aspecte, juntament amb la gran disminució del cost de les plantes fotovoltaiques, la converteixen en una alternativa als subministraments mitjançant línies elèctriques o grups electrògens. La implantació de la generació fotovoltaica en bombaments d’una certa importància, amb potències de més de 100 kWh, va iniciar-se fa uns 3 anys.

Actualment, el major nombre de bombaments solars es troba a la província de l’interior de la península. Es tracta d’instal·lacions aïllades que anteriorment s’abastaven mitjançant grups electrògens, en les que l’estudi de viabilitat va determinar períodes de retorn de la inversió d’entre 5 i 7 anys. També s’han realitzat instal·lacions importants a la zona de Llevant, principalment Múrcia i Alacant i darrerament a Catalunya i Aragó.

Per altra banda és important mencionar el desenvolupament del projecte «MASLOWATEN, coordinat per l’”Instituto de Energía Solar” de la “Universidad Politécnica de Madrid”, l’objectiu del qual és l’aplicació i la replicació comercial dels sistemes de bombament fotovoltaics amb consum d’energia zero per al reg en l’agricultura productiva. Els resultats es transferiran al sector i són indispensables pel desenvolupament a nivell comercial d’aquesta nova tecnologia.

Factors que condicionen la viabilitat dels bombaments solars

Actualment es disposa d’una tecnologia que permet la seva implementació en molts bombaments, si bé és indispensable la realització d’un estudi de viabilitat de la inversió a dur a terme en cada projecte.

Aquest s’ha de realitzar comparant el bombament solar amb altres fonts de subministrament alternatives i poder avaluar la rendibilitat i el període de retorn de la inversió a realitzar. És a dir, no n’hi ha prou amb que tècnicament sigui viable, sinó que a més a més la inversió a realitzar ha d’estar suficientment justificada.

Principals elements d’un bombament solar

A continuació es descriuen els principals elements d’un sistema de bombament solar.

Planta fotovoltaica

Una planta fotovoltaica està constituïda per un conjunt de mòduls fotovoltaics de silici d’una potència determinada. La potència dels panells es mesura per la potencia pic (kWp), que és la potència que generen els panells solars en condicions de màxima irradiació (1.000 W/m2 ) i a 25ºC. Així, la potència de la planta fotovoltaica és la suma de la potència dels panells solars que la integren. Aquests panells poden estar situats sobre el terreny o sobre coberta, depenent de l’existència d’aquesta. En els cas d’estar situats sobre el terreny, poden estar situats sobre estructures fixes orientades a sud, o bé sobre estructures mòbils que segueixen el moviment del sol. Es poden distingir 2 sistemes de seguidors, els d’un sol eix (rotació al voltant d’un eix horitzontal orientat en la direcció Nord-Sud) o els de 2 eixos, en els quals hi ha un màxim seguiment del sol durant tot l’any. En el cas de bombaments solars, els més utilitzats són les estructures fixes i els seguidors en un sol eix.

Variador de freqüència

El variador de freqüència és un dispositiu electrònic que permet ajustar els cabals bombats a la producció fotovoltaica en cada moment. Aquests equips actuen regulant la velocitat de gir dels motors elèctrics, adaptant el seu consum a la generació de la planta fotovoltaica. Així en els moments de poca generació fotovoltaica, les bombes funcionen a baixa velocitat i per tant els volums d’aigua bombats són reduïts i, a mesura que la generació va augmentant, la velocitat de les bombes també ho fa, fins arribar a la velocitat nominal de treball on es bombeja el cabal màxim. El variador és alimentat per la planta fotovoltaica amb corrent contínua i aquest subministra a la bomba corrent elèctric altern trifàsic. En instal·lacions que incorporen grups electrògens, la connexió del grup amb el sistema es realitza en el mateix variador.

Bomba

Pels bombaments solars es solen utilitzar les mateixes tipologies de bombes centrífugues que per un bombament convencional, per tant es poden instal·lar tant les bombes submergibles com les horitzontals o verticals, habitualment accionades per motors elèctrics de corrent alterna trifàsica. És indispensable una bona selecció de la corba de la bomba, que permeti el màxim ajust, mitjançant la utilització dels variadors de freqüència, a la generació fotovoltaica.

Sistema de control

El bombament incorporarà un sistema de control que permetrà una òptima gestió de la generació fotovoltaica, del funcionament del grup de bombament i del control les condicions de subministrament d’aigua.

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

Climatitzar piscina amb plaques solars

Escalfar una piscina amb plaques solars

Vols allargar la temporada de piscina climatitzant l'aigua? La…
instalación placas solares
Autoconsumo