Diseño de Sistema de Riego Tecnificado Utilizando Energía Solar Fotovoltaica para Plantación de 2,18 Ha de Paltas en el Fundo Prada, Distrito de Motupe, Provincia y Departamento de Lambayeque

Abstract

El objetivo del presente Examen de Suficiencia Profesional es el desarrollo e implementación de un sistema de riego por goteo alimentado por energía solar fotovoltaica para el cultivo de plantas de palta.

En general, la estrategia de dimensionado aplicada a estos sistemas se centra en cubrir las exigencias hídricas del mes más desfavorable, esto es, aquél en el que la relación entre la demanda y la oferta energética es mayor. Las instalaciones de riego localizado así concebidas concentran su funcionamiento en los meses que dura la campaña de riego, permaneciendo el resto del año sin operar, por lo que el subsistema de generación queda sobredimensionado. Por el contrario, el dimensionado siguiendo una estrategia de máxima captación de energía comporta una menor capacidad del captador y, en consecuencia, un menor coste. Sin embargo, el desacoplo que existe en muchas ocasiones, entre la oferta y la demanda energética por parte de la instalación de riego obliga a almacenar energía de forma estacional bien mediante la acumulación agua en un depósito elevado o bien empleando baterías electroquímicas. El uso de baterías comporta la disminución de la fiabilidad del sistema, el aumento del coste y un incremento en el mantenimiento por lo que, si es posible, se opta por el almacenamiento de agua en un depósito elevado, con la inversión que su construcción conlleva.

Con el objetivo de solucionar este problema, en este Proyecto se ha desarrollado una metodología de diseño de instalaciones de riego fotovoltaico en la que, siguiendo una estrategia de máxima captación de energía, se emplea el suelo como principal subsistema de acumulación, minimizando el empleo de baterías y reduciendo las dimensiones del subsistema de generación. El modelo propone el riego de un número variable de sectores simultáneamente para adaptar la demanda energética a las variaciones de radiación solar disponible.

La metodología desarrollada se ha concretado en el diseño y dimensionado de una instalación de riego por goteo alimentada por energía solar fotovoltaica en una parcela de 2,18 hectáreas de plantación de palta, también denominada aguacate, en el distrito de Motupe, provincia y departamento de Lambayeque, quedando así demostrada la viabilidad técnica del uso del suelo como principal subsistema de acumulación de energía. Analizados todos los condicionantes internos y externos al Proyecto y realizados todos los estudios previos necesarios se han proyectado, medido y valorado el conjunto de instalaciones que permitirán el correcto funcionamiento del sistema de riego fotovoltaico que cubrirá, sin ninguna limitación, las necesidades hídricas del cultivo.

En el Capítulo II se presenta el marco teórico, en donde se explica de manera resumida las características y aspectos generales teóricos necesarios para comprender el tipo de estudio y los componentes de los sistemas fotovoltaicos en lo concerniente a sistemas de bombeo.

En el Capítulo III se muestra el Marco Metodológico, en donde se tratan aspectos como el tipo y diseño de investigación, la población y muestra, se formulan las hipótesis del estudio, entre otras generalizaciones.

Por otro lado, en el Capítulo IV se presenta la propuesta de investigación y se hace una breve descripción del sistema propuesto.

En el Capítulo V se describen y efectúan los cálculos necesarios para el dimensionamiento de nuestro sistema de bombeo fotovoltaico, en donde, partiendo de las necesidades hídricas mediante el diseño agronómico se determina el caudal de diseño; luego se dimensiona la altura o carga total para después partiendo de la radiación solar de la zona de estudio se determinan el resto de componentes de nuestro sistema. Para finalizar el presente capítulo se realiza el análisis económico – financiero.

En el Capítulo VI se presentan las conclusiones y se dan las recomendaciones respectivas basadas en la experiencia obtenida en el presente trabajo.

Finalmente se incluyen los anexos en donde principalmente se muestran los planos y especificaciones técnicas de acuerdo a los fabricantes especializados.