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  • 1. XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna CURSO: Bombeo Solar y Riego Diseño de sistemas de bombeo solar Reinhold Schmidt XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 2. Etapas del diseño: - Demanda de agua - Características del pozo - Altura total de bombeo - Cálculo de la potencia peak del generador solar - Selección de la motobomba - Diseño del sistema de riego - Accesorios - Especificaciones técnicas XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 3. Demanda de agua Proyecto de agua potable: Consumo humano: Consumo animales: aprox. 100 litros / día y persona aprox. 20 litros / día y animal Proyecto de riego: ETC = ET0 x Kc con: ETC ET0 Kc = = = evapotranspiración real del cultivo. evapotranspiración del cultivo de referencia. factor que corrige el cultivo según su fase vegetativa Demanda de agua: Etc x Pc Pc: porcentaje de cubrimiento DA = ---------------nriego: eficienica de riego XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013 nriego
  • 4. Capacidad del pozo - Prueba de bombeo  Nivel estático  Nivel dinámico, Q = ?  Rebajamiento  Recuperación  Profundidad total  Construcción pozo, cabezal XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 5. Ejemplo: Pruebas de bombeo, Chacay Alto, La Serena XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 6. Ejemplo: Pruebas de bombeo Prueba de bombeo - Andacollo 01 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Nivel dinámico en metros 0 Tiempo en minutos -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 Qpromedio = 6,96 m3/h Fondo del pozo XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 7. Ejemplo: Pruebas de bombeo Prueba de bombeo - La Serena 09 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 Nivel dinámico metros 0 Tiempo en minutos -1 -2 -3 -4 3 Qpromedio = 7,7 m /h Fondo del pozo XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 8. Cálculo de la altura total, con estanque de acumulación: Ht Medidor caudal Filtro Hriego Lt Hs He Hd D Tubo de elevación Tubo de conducción Hb Hp XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 9. Altura total con estanque de acumulación: Nivel estático de agua Rebajamiento Nivel dinámico de agua Hs D Hd = Hs + D Dif. altura pozo- base estanque He Altura estanque Ht 6,4 m Perdidas medidor caudal y filtro Hm 0,5 m Longitud tubo cabezal-estanque Lt 20 m Diámetro tubo de conducción Material tubo de conducción Perdidas tubo de conducción Dt Hc 1,5 m Volumen estanque de agua Diámetro tubo de elevación Tubo de elevación bomba-cabezal Profundidad bomba V Dt 15 m3 1,5 inch Hb 26,3 m Profundidad del pozo Hp 26,8 m Diámetro del pozo Dp 1,5 m Altura salida del estanque Hriego 24 m 0,5 m 24,5 m 2 inch PVC Htotal = Hs + D + He + Ht + Hm + Hc PVC min 3 m 32,9 m XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 10. Cálculo de la altura total, con riego directo: Hriego Medidor caudal Filtro Lt Hs He Hd D Tubo de elevación Tubo de conducción Hb Hp XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 11. Altura total, sistema directo: Nivel estático de agua Rebajamiento Nivel dinámico de agua Hs D Hd = Hs + D Dif. altura pozo- base estanque He Perdidas medidor caudal y filtro Hm 0,5 m Longitud tubo cabezal-estanque Lt 20 m Diámetro tubo de conducción Material tubo de conducción Perdidas tubo de conducción Dt Hc 1,5 m Diámetro tubo de elevación Tubo de elevación bomba-cabezal Profundidad bomba Dt 1,5 inch Hb 26,3 m Profundidad del pozo Hp 26,8 m Diámetro del pozo Dp 1,5 m Presión en sistema de riego Hriego Htotal = Hs + D + He + Hm + Hc + Hriego 24 m 0,5 m 24,5 m 2 inch PVC PVC 5 m 31,5 m XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 12. Selección de la motobomba solar y cálculo de la potencia peak del generador solar Generador solar Ppeak Motobomba sumergible Control Inversor S en Watt/m2 Pel.cc XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013 Phidraulica ~ H ∙ Q
  • 13. Cálculo de la potencia peak del generador solar y selección de la motobomba XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 14. Hora solar peak Intensidad de la radiación solar y hora solar peak 2 Gd = 7.8 kWh/m día 1200 1000 600 400 hpeak 200 hpeak = Gd 1000 W/m2 XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013 20:00 19:00 18:00 17:00 16:00 15:00 14:00 13:00 12:00 11:00 10:00 9:00 8:00 7:00 0 6:00 Watt/m 2 800
  • 15. Cálculo de la potencia peak del generador solar y selección de la motobomba Curva característica de la motobomba: Q = f ( Pel. ) Caudal en m3/h H = const. Q nominal Pel. nominal Vdía = ∫ Q dt Vdía = Qnominal Pel. en Watt x hpeak XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 16. Ejemplo – IV. Región: Radiación global, horizontal e inclinada, IV. Región Radiación global, horizontal e inclinada 45º Promedio IV. Región 8,0 Gd en kWh/m2día 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Datos horizontales medidos XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013 Dic
  • 17. Cálculo de la potencia peak del generador solar y selección de la motobomba Ppeak = Pel. nominal ------------------FCp XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 18. Diseño del sistema de riego: - Riego con estanques por gravedad - Riego directo XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 19. Riego con cinta, hortalizas: Cinta de riego Tubo matriz PVC 2 " Conector Gromit con PE 1/2 " y conector cinta XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 20. Características de goteros y cintas, Q = f ( p ): Caudal en l / h m Relación caudal vs. Presión Cinta Chapin 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 presión en kPa XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013 160
  • 21. Características de goteros y cintas, Q = f ( p ): Relación caudal vs. presión estaciones de 50 m largo 20.000 50 lin 18.000 Lítros / hora 16.000 14.000 12.000 30 lin 10.000 8.000 6.000 4.000 10 lin 2.000 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Presión en metros XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013 18
  • 22. Uniformidad de riego XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 23. Riego para árboles: Microtubo con estaca y minisprinkler Manguera PE 1/2 " Tubo matriz PVC 2 " Conector Gromit con PE 1/2 " XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 24. Características Q = f ( p ): Caudal en litros / hora Mini Sprinkler Palaplast, botón verde 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 Presión en metros XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013 25
  • 25. Riego con estanque Estanque de agua Estación de riego #1 Hest Hriego He Htub XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 26. Riego directo con cintas: Motobomba solar: Sistema de riego: Caudal de bomba/riego: Presión en sistema de riego: Grundfos, SQF5A-7, 1000 Watt peak 24 líneas de cinta Chapin, 50 metros c/u 4,56 m 3 / hora = 3,8 lítros/ hora y metro 0,4 bar 50 m 24 líneas de cintas de riego XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 27. Accesorios: - Filtro Filtro de anillos, disco ó malla - Tuberías PVC, PE - Fittings, llaves - Flotador estanque, sensor pozo XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013
  • 28. Perdidas tuberías: Pérdidas en metros por cada 100 metros de tubería: 3/4" 25 1" 32 Diámetro exterior 1 1/4" 1 1/2" 2" 40 50 63 2 1/2" 75 3" 90 Caudal Lítros / hora 500 800 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500 6.000 6.500 7.000 8.000 9.000 10.000 12.000 15.000 18.000 20.000 2,1 4,7 7,0 14,2 23,5 0,6 1,3 1,9 3,9 6,4 9,4 13,0 17,0 21,5 0,4 0,6 1,2 2,0 2,9 4,0 5,3 6,6 8,2 9,8 11,6 13,5 15,5 17,7 22,4 0,5 0,9 1,3 1,8 2,3 2,9 3,6 4,3 5,1 6,0 6,9 7,8 9,9 12,1 14,6 20,1 29,7 0,4 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,9 2,1 2,7 3,3 4,0 5,5 8,1 11,1 13,3 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,5 0,6 0,7 0,9 1,1 1,3 1,8 2,7 3,7 4,5 XX Simposio Peruano de Energía Solar, Tacna 2013 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 1,2 1,6 1,9

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