Sistema de riego tecnificado utilizando energía solar fotovoltaica en el fundo franklin, distrito de olmos, provincia y departamento de Lambayeque

Abstract

Dentro del presente Examen de Suficiencia Profesional se establece como objetivo el desarrollo y la futura implementación de un sistema de riego por goteo fotovoltaica capaz de satisfacer el cultivo de plantas de mangos dentro del fundo “Franklin”. En general, la estrategia de dimensionamiento que se aplica a estos sistemas se establece y está orientada a satisfacer la demanda de agua tomando como base el mes más desfavorable, debido a que dentro de este mes la relación entre oferta y demanda de energía es más importante y se dispone poca cantidad de energía solar. Por lo tanto, las obras de riego local están diseñadas para enfocarse en operar durante los meses que abarca la campaña de riego, y para el resto del año permanecerá en estado inactivo, por ello el subsistema de producción estará sobrecargado. Considerando el dimensionamiento acorde a la estrategia de máxima recuperación de energía nos da como resultado una potencia de captación menor y, por tanto, menores costes. Sin embargo, existe separación en muchos casos entre oferta y demanda de energía mediante la instalación de sistemas de riego que requieren energía almacenada estacionalmente, mediante el almacenamiento de agua en un depósito elevado o mediante el uso de baterías electroquímicas. El uso de baterías conduce a una menor confiabilidad del sistema, mayores costos y mayor mantenimiento, por lo que, en lo posible, se opta por el almacenamiento de agua en un tanque de almacenamiento aéreo, con la inversión que implica su construcción. Con el fin de encontrar una posible solución al presente problema, se desarrolló el presente proyecto aplicando una metodología para poder realizar el correcto diseño de una instalación de riego fotovoltaico en la cual, debe ser aplicada una estrategia que pueda generar la máxima captación de energía, para ello se dispone de un suelo que será utilizado como un sistema secundario de acumulación principal de energía, lo cual minimiza el uso de baterías para el sistema y reducir el tamaño del mismo subsistema de generación. Se propone un riego simultáneo con este modelo utilizando varios campos diferentes para satisfacer la demanda energética con la variación de la radiación solar disponible. La metodología se materializó en el diseño y dimensionamiento de un sistema de riego por goteo con energía solar fotovoltaica en una parcela de 2,18 hectáreas de plantaciones de mango en el distrito de Olmos y provincia de Lambayeque, demostrando la factibilidad al emplear esta técnica como lo es el uso de la tierra siendo un subsistema de almacenamiento de energía primaria. Al ser analizadas las condiciones internas y externas del proyecto como también se ha realizado todos los estudios necesarios, todas las instalaciones deben permitir un correcto funcionamiento para el sistema a estudiar el cual se basa en el riego fotovoltaico, para lo cual se debe disponer sin ninguna limitación todas las necesidades hídricas para los cultivos de la zona estudiada. Dentro del Capítulo II se expone de un marco teórico para la presente investigación, dentro del marco teórico se logra explicar de manera resumida todas las posibles características teóricas generales como también se expone todo lo necesario para poder llegar a comprender el tema de estudio y lo necesario en cuanto a componentes de los sistemas a implementar como es un sistema con energía fotovoltaica relacionados con los sistemas de bombeo. Dentro del Capítulo III Se logra dar a conocer un marco metodológico, para poder realizar una discusión para los aspectos que son el tipo y diseño del sistema, también se considera dentro lo que es la población y la muestra del proyecto, se empieza a formular la hipótesis de investigación, como también se considera otros conceptos generales. Además, en el Capítulo IV se expone una propuesta de investigación como también se hace una breve descripción del sistema propuesto. Dentro del Capítulo V se describen y también se empiezan realizar los cálculos que son necesarios para lograr determinar el correcto dimensionamiento del sistema de bombeo considerando que también será un sistema fotovoltaico, para lo cual se calcula inicialmente la demanda necesaria de agua del terreno de cultivo hasta lo que es el diseño agronómico determinando así el caudal de diseño de nuestro sistema; seguido se pasara a dimensionar la altura total, y con los datos de la irradiancia solar dentro de la zona de cultivo o dentro de la zona donde se va a instalar, se procede a determinar los componentes para realizar el sistema a implementar. Se concluye realizando un análisis económico-financiero del proyecto. Por último, para el Capítulo VI se enuncian las conclusiones de la investigación y para luego dar una serie de recomendaciones con base en los resultados obtenidos en los capítulos anteriores. Los planos y especificaciones técnicas de los componentes utilizados se agregan en los anexos, esto de acuerdo al mercado nacional e internacional de componentes.