Tema: Fotovoltaica aislada con bombeo

Hola todos, estoy haciendo un proyecto, a ver si me podeis ayudar, porque para variar mis tutores no me contestan.

Se trata de una instalación fotovoltaica en 2 casas rurales, que se usan principalmente los fines de semana y vacaciones. Podemos instalar los paneles tanto en el tejado (10x6 superficie util), inclinado 15º, como en el suelo, hay que decidir la mejor opcion.
La finca ademas tiene un pozo del que se podrian extraer 10m3/dia, con nivel estatico 18m y dinámico 30m, el deposito iria situado a 15m de altura. para el consumo de agua. Tambien habra que decir si el bombeo es con baterias o sin ellas.

He calculado y el consumo me sale 7260wh/dia, sin contar con la bomba.
El mes mas desfavorable sería diciembre, con una radiacion de 1,68kwh/m2, si los colocamos en el tejado.
y si los colocamos en el suelo, la inclinacion optima seria 34º, el mes mas desfavorble diciembre y la radiación 2kwh/m2.

¿Como puedo calcular la energía que consume la bomba sin el caudal de prueba? ¿la pondrias con baterias o incluiriais el consumo, contandola en el generador?

¿que tipo de paneles fotovoltaicos e inversor me aconsejarais poner? No tengo muy claro si la tension nominal ha de ser 24v o 48v.

Gracias de antemano!
Saludos

Demasiadas dudas.

Sin duda, en el suelo ganaras en orientacion e inclinación, asi que sera más eficiente la captacion, ahora la estructura e impacto visual seran mucho más perjudiciales, no se si eso tienes que tenerlo en cuenta en tu proyecto... a no ser que fuera muy justo de captacion, yo escogeria tejado, siempre que sea sur, o almenos practicamente.

Las bombas son algo complejas en cuanto a consumos, asi que casi que te oriente algun compañero con experiencia en ese campo, aunque, por lo que tengo entendido hay algunas que funcionan con las placas directamente, en lugar de usar acumuladores y dan buen resultado.

El caso es que como vas a tener acumuladores, no se hasta que punto puedes tener un consumo independiente directo de placa sin afectar a la acumulacion/regulacion.

Luego, en cuanto al dimensionado contando el peor mes de captacion, suele dar un valor muy bajo, encareciendo mucho la instalacion, asi que se puede hacer una media de los 3 peores meses para que no salga un valor tan bajo que obligue a tener muchos excedentes el resto del año....

Por seguridad, se puede acompañar un generador, y asi no tener que instalar tantas placas para 2 meses malos, aunque sabiendo siempre lo que se tiene entre manos, y siendo un proyecto, justificando la opcion escogida.

Yo lo que haría es tener un deposito en alto con agua, para tener siempre caudal y presion disponible, y una bomba que poco a poco y sobretodo, cuando haya excedente solar vaya llenando el deposito, pero claro, no tengo experiencia con estos sistemas.

Saludos y a ver que nos pueden decir de las bombas!

Muchas gracias por tu respuesta! Si que son muchas dudas... lo se, la verdad que soy nueva en esto, y son demasiadas cosas a tener en cuenta.

Creo que la configuración la colocare en el tejado, que ademas el "usuario" tambien lo prefiere.

Entonces, tu dirias de poner la bomba para el pozo separada del consumo de electricidad de la vivienda?
Bufffff que lio que tengo con la bomba, si alguno pudiera darme alguna pista pleaseeeeeeee

Lo del bombeo no es tan complicado, para una aproximación de la energía necesaria puedes calcular con la fórmula m*g*h y una eficiencia de un 50%.

Por ejemplo para una demanda de 100 litros al día y un salto de 20m (desde pozo al depósito) serían:

100kg * 9,81m/s² * 20m = 19620 Nm = 5,45Wh; con una eficiencia de bombeo de 50% el consumo serían unos 11Wh.

Para el bombeo, acumulación en baterías tiene poco sentido ya que puedes aprovechar el agua como acumulador; es decir cuando pega el sol, se pone la bomba en marcha y a llenar el depósito a tope; el depósito entonces tiene que contar (igual que las baterías) con unos días de "autonomía" que quiere decir que los consumos se pueden abastecer por un tiempo sin tener que poner la bomba en marcha.

Saludos

Genial!! Muchisimas gracias! Ya van quedando mas cosas claras.
No se me habia ocurrido calcular asi la energía necesaria para la bomba, partiendo de tu ejemplo: contando con una eficiencia del 50% ¿no serian 2,7 en lugar de 11 wh?
La altura que habria que tener en cuenta seria la altura dinámica, mas los 15 del suelo al depósito?

Para mi caso saldrian 1225wh/dia, sin contar la eficiencia de la bomba, ya que aun no la tengo , ¿Alguna idea de como buscar las carecterísticas de una bomba, o donde buscarla?

Gracias chicos sois de gran ayuda.

Iniciado por qpn

No se me habia ocurrido calcular asi la energía necesaria para la bomba, partiendo de tu ejemplo: contando con una eficiencia del 50% ¿no serian 2,7 en lugar de 11 wh?

Una eficiencia del 50% quiere decir que sólo el 50% de la energía eléctrica que se mete en la bomba resulta en la impulsión del agua; así que la demanda eléctrica es de 11Wh cuando resulta en 5,5Wh de elevación de agua.

No te puedo contestar a la pregunta de qué es el nivel que tienes que tener en cuenta, porque no entiendo a qué te refieres cuando hablas del nivel dinámico y del nivel estático (será porque soy extranjero); pero te puedo decir que lo que importa es la elevación del agua, es decir la diferencia entre el nivel de agua en el pozo y el nivel de agua en el depósito; a ver, digamos que tenemos un pozo con agua a una profundidad de 5m y un depósito que se encuentra a 15m de altura y mide 2 m de altura. la elevación del agua al depósito lleno sería: 5m+15m+2m = 21m

Un saludo

Yo incluso, habia planteado la acumulacion energetica a modo de energia potencial por altura de agua.

Cuando nos sobra energia, y tenemos los acumuladores llenos, subir agua a un deposito, y cuando hay consumos, pues se apaga la bomba.

Si, una vez que no hay aporte solar, se requiere energia, por encima de lo normal, o de consumos basicos, tirando de acumulador, se puede liberar agua, recargando los acumuladores con una turbina y devolviendo el agua al pozo.

La idea seria atender demandas puntuales de fuerte intensidad, o cuando el acumulador estacionario presentara un bajo nivel de carga.

Aunque no pensaba que fuera tan poco eficientes las bombas de agua, pero bueno, teniendo en cuenta que una vez que llegamos a flotacion, la energia se esta tirando, poder seguir acumulando energia en forma de agua en altura, tampoco parece una idea descabellada... eso si, para levantar 1 o 2 m3 de agua a 5-10 metros, para que funcione bien la turbina, tampoco es algo demsaiado sencillo y practico, pero es una idea más que a alguien le puede dar resultado.

En principio la vida util de un deposito, bomba y turbina es indefinido, mientras que las baterias, ya sabemos como menguan...

Saludos!

La fabricante de la bomba tiene que tener los datos de eficiencia que dicen cuanto seria el consumo para cuanto cuadal a cuanto altura. Es diferente para cada modelo de bomba.

Si la casa va a tener una sistema aislada con placas+baterias+grupo entonces mejor si la bomba trabaja desde este sistema y no tiene sus propio placas independientes. Porque asi tienes mas flexibilidad en subministrar los consumos. Por ejemplo en dias nublados de invierno puedes elegir en no encender la bomba y ahorar la energia para la casa. En dias de verano cuando sobra energia para la casa puedes poner la bomba en marcha para mas tiempo para aprovechar la energia que sobra.

Otra cosa importante de bombas es el corriente de arranque, este es un corriente que entra para milisegundos pero puede ser 3 veces mas que la corriente normal. Es decir una bomba de 1kW (5A), necesita 15A para arranquar que puede ser problematico si el inversor no es dimensionada para este.
Lo que he hecho con mi instalacion es poner una bomba trifasica y un variador de frequencia para cambiar el monofasico desde mi inversor en trifasico para la bomba. El variador tambien tiene 2 entradas para sensores y ahi he puesto un sensor de nivel para parar la bomba cuando no hay agua el pozo.
Los ventajas de este sistema son:
- Bomba trifasica es mas fiable de mono-fasico (no tiene condensador), y es un poco mas barato
- El variador puede arranquar la bomba muy suave, en vez de arranquar la bomba con todo su fuerza de repente - se puede arranquar desde 1Hz a 50Hz en un espacio de 30 segundos. Asi evita el corriente alta de arranque. Y alarga la vida del motor.
- El variador puede parar el motor cuando no hay agua, o cuando un deposito esta lleno.

Desventajas:
- Hay pierdidas en el variador.
- Hay que comprar el variador tambien (250 Euros para uno de 2kW)
- Hay un componente mas que se puede estropear

Muchas gracias a todos, sigo un poco en la duda de si baterias o acumulador, pero creo que como ya tengo placas mas baterias, me quedare con esa configuración.

Ahora sigo en mi busqueda de que bomba es mejor poner.

Un Saludo

Por si te sirve, yo he hecho muchos bombeos de todo tipo y el que he encontrado mas eficiente y muy superior a la bomba clásica, es el bombeo directo sin utilizar ni baterías ni inversor.

Yo concretamente utilizo la bomba SQFlex de Grundfos, esta bomba construida totalmente en acero inoxidable, utiliza cojinetes cerámicos e incorpora un variador de frecuencia dentro de la misma bomba, se puede alimentar en cc desde 36 hasta 300 V. y en ca a 230 V. sin tener que hacer nada mas que conectar una corriente u otra, he instalado muchas y nunca he tenido un problema, para no mentir tuve un problema con una bomba porque el agua no estaba limpia y tenía mucha arenilla en suspensión, que llegó a atorar el filtro y a quemar la bomba, pero por lo demás es extraordinaria, también hay en el mercado otras marcas, lo que pasa es cuando una cosa te funciona bien, pues no lo cambias y este es mi caso.

En comparación los Wp. de panel que necesita para la misma altura de elevación y el mismo caudal que si fuese otra bomba a través de inversor y baterías, no llega ni a la mitad. Además en cierta ocasión coloque una bomba trabajando a 48 V cc que mediante un conmutador pasaba la corriente de los paneles a la batería cuando no hacía falta el agua, por ejemplo en invierno que si hacía falta en las bateríasy me fué muy bien. Para este tema y si la inclinación del tejado no es muy favorable, los paneles de capa fina van muy bien.