Metodología propuesta para la implementación de un sistema fotovoltaico solar

Abstracto : En los últimos cinco años, los Ministerios de Agricultura y Energía de Chile desarrollaron un

Estrategia para incorporar las energías renovables en diversos sectores económicos. Desde 2013, más de

Se instalaron 1500 sistemas fotovoltaicos solares fotovoltaicos, con una potencia de entre 1 kW y 3 kW.

Impulsar los sistemas de riego existentes en fincas pequeñas y medianas para la exportación de fruta fresca.

También se implementó una regulación de facturación neta en 2014. Este estudio muestra una metodología rentable

para el dimensionamiento de los sistemas solares fotovoltaicos para las instalaciones de riego existentes en Chile, en un esfuerzo por mejorar

La competitividad de la industria de la fruta fresca. La misma metodología también puede ser implementada en

Otros países latinoamericanos. El artículo presenta el análisis de cuatro proyectos (dos en Atacama).

Región, y dos en la Región del Maule). También se estudió la situación de línea de base de las cuatro unidades.

como las acciones de eficiencia energética que se pueden aplicar, además de las características recomendadas

del sistema fotovoltaico seleccionado para impulsar los sistemas de riego de pequeñas granjas de frutas frescas. Fuera de la red y

Se analizaron sistemas fotovoltaicos solares conectados a la red, incluyendo algunas particularidades de las regulaciones chilenas.

La demanda de agua requerida de los sistemas de riego y sus correspondientes cabezas de presión fueron

También determinado. Se calculó la demanda de electricidad del sistema, y el sistema fotovoltaico fue

Diseñado para un óptimo sistema de riego. Adicionalmente, se realizó una evaluación económica para

dos años. En el primer año, se evaluó la rentabilidad de las acciones de eficiencia energética para el

sistema de riego, y se encontró que tenían amortizaciones de aproximadamente dos años. En el segundo

En el año, se evaluó la implementación de un sistema fotovoltaico en cada unidad demostrativa. La energía solar en la red.

El sistema fotovoltaico funcionó mejor que el sistema fuera de la red, con devoluciones evaluadas de aproximadamente

12 años. Finalmente, algunas recomendaciones para un sistema fotovoltaico solar bien diseñado en la red se hicieron en

Su base durará más de 25 años, con un adecuado plan de operación

Palabras clave: sistemas fotovoltaicos de riego; sistemas fotovoltaicos en red; sistemas fotovoltaicos fuera de la red

2. Metodología propuesta para la implementación de un sistema fotovoltaico solar en sistemas de riego existentes. A continuación se presenta una metodología simple para el diseño de sistemas adecuados de riego solar fotovoltaico para configuraciones tanto fuera de la red como fuera de la red. Como se muestra en la Figura 2, la metodología consiste en tres pasos: la determinación del agua requerida por los cultivos, la electricidad requerida por el sistema de irrigación y el diseño fotovoltaico para suministrar todo (fuera de la red) o parte (en la red) de Electricidad requerida por su sistema de riego. Inicialmente, se analizó la situación de referencia del sistema de riego existente (Año 0), que en general se caracterizó por un sistema de riego de gran tamaño con un alto costo operativo y sin procedimientos de mantenimiento. Posteriormente, se calcularon la demanda de agua de los cultivos y la demanda de electricidad del sistema de riego propuesto. También se implementaron algunas acciones de eficiencia energética en el sistema de riego existente (Año 1). Una vez que el sistema de riego existente se mejoró adecuadamente, el sistema de energía solar fotovoltaica se dimensionó e instaló (Año 2). El desempeño del sistema de riego fue monitoreado apropiadamente cada año luego de la implementación de cada etapa.

2.1. Demanda de agua La demanda de agua del sistema de riego surge de una estimación del agua necesaria para obtener una producción óptima de cultivos. La demanda de agua se calcula a partir de la evapotranspiración estimada del cultivo (ETc); sin embargo, una estimación de EET requiere conocer la evapotranspiración de referencia (ET0). Doorenbos y Pruitt [22] definieron ETA como la suma del agua evaporada del suelo y el agua transpirada por una gran área de terreno completamente cubierta de hierba en condiciones ideales (activada y sin agua). restricción de agua). Se estimó EET utilizando el método más aceptado, según la ecuación de Penman-Monteith [23], como se muestra a continuación.

ECUACION 1

donde se calcula EET0 en mm por día, la radiación solar neta que incide sobre la superficie del cultivo, G es la tasa de calor del suelo (MJ / (m2 · día)), γ es la constante psicrométrica (kPa / ◦C), u2 se mide la vientoevidad a una altitud de dos metros, es la presión de vapor saturada, y es la presión del equipo real, ambas medidas se miden en kPa. es la pendiente de la presión de vapor, dada inkPa / ◦C. Las estaciones agrometeorológicas midieron todas las variables climáticas para la determinación de E0, que depende de la velocidad del viento, la radiación solar, la temperatura del aire y la humedad relativa. Se estimó EET y el coeficiente de cultivo (Kc). Se tienen en cuenta el tipo de cultivo, las condiciones climáticas, la característica parámetros del suelo y la fase vegetativa. Este factor se calculó previamente para cada especie y fase de crecimiento, y los valores se tabulan en los boletines de la Comisión Nacional de Irrigación (CNR, por sus siglas en inglés) [24,25], y en el documento titulado "Referencia para la vapotranspiración". Determinación de las demandas de agua para la agricultura en Chile ”[26]. La cosecha-transpiración, ETc, se calculó utilizando la Ecuación (2), donde se ajustó EO0 en base al coeficiente de cultivo:

ECUACION 2 ETC=KCET0

donde EET se expresa en mm por mes (mm / mes) y Kc es el coeficiente del cultivo. La demanda neta de agua (ND) por mes se calculó utilizando la Ecuación (3). ND se obtiene por la diferencia entre ETE y la precipitación efectiva (Pe) recibida por el cultivo. ND es efectivamente el agua requerida por las raíces del cultivo del sistema de riego.

ECUACION 3

Pewas se estimó a partir de la lluvia real utilizando la metodología propuesta por el Servicio de Conservación de los Recursos Naturales (NRCS), Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) [22]. En este estudio, se calculó a partir del promedio mensual de las medidas de lluvia reales obtenidas de la red nacional agroclimática (Agromet) [27]. El sistema de riego debe suministrar más agua que la demanda neta de agua (ND), ya que es necesario superarla. Cualquier pérdida de agua que se produzca en el sistema

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