Implementación De Un Sistemas Autónomo De Bombeo De Agua Para Uso Agrícola Utilizando Energía Solar Fotovoltaica.

ANTEPROYECTO DE INVESTIGACIÓN

TITULO

“Implementación de un sistemas autónomo de bombeo de agua para uso agrícola utilizando energía solar fotovoltaica en la sociedad agrícola el Charco A y B, S. de P. R., ubicada en San Rafael Zaragoza.”

Objetivo principal

Tener la suficiente cantidad de agua almacenada en un depósito, que permita el abastecimiento al sistema de riego por goteo en caña de azúcar, durante el periodo de sequía, a través de un sistema autónomo de bombeo de agua para uso agrícola utilizando energía solar fotovoltaica.

1.- Planteamiento del problema

La necesidad de producción agrícola con altos rendimientos y el uso eficiente de los recursos suelo-agua-planta, plantean el uso de nuevas tecnologías como las energías renovables (energía solar fotovoltaica) y el riego por goteo. Es por ello que en la sociedad agrícola el Charco A y B, S. de P. R., se ven forzados a su adopción como elemento para logra metas de alto rendimiento.

La sociedad agrícola el Charco A y B, S. de P. R., se encuentra localizada en la comunidad de San Rafael Zaragoza del municipio de Tlaltizapán Morelos, cuenta con aproximadamente 1000 ha. Las cuales en su mayoría se dedican a la producción de caña de azúcar misma que es abastecida al ingenio azucarero Emiliano Zapata de Zacatepec Morelos.

Uno de los propósitos de la sociedad agrícola el Charco A y B, S. de P. R., es mejorar cada año sus rendimientos de producción de caña de azúcar, mismo que has sido poco fructíferos dado que seis meses (periodo de sequía de diciembre a mayo) del año se ve afectada con la reducción drástica de la dotación de agua al campo y por consiguiente desarrollo mínimo del cultivo e incluso se ha llegado a perder grandes extensiones de cultivo en parcela. Es por ello que en conjunto productores y gobiernos municipal, Estatal y federal se ha propuesto establecer proyectos productivos que hagan uso de nuevas tecnologías en riego, cultivos y energías limpias para mitigar el deterioro de la economía de esa región. Siguiendo en esa línea se propone el presente proyecto “Implementación de un sistemas autónomo de bombeo de agua para uso agrícola utilizando energía solar fotovoltaica en la sociedad agrícola el Charco A y B, S. de P. R., ubicada en San Rafael Zaragoza, Municipio de Tlaltizapán de Zapata, Morelos.”, con el objetivo de dotar de agua a un tanque de almacenamiento de 9000 m3 en los meses de diciembre a mayo, mismo que será utilizada en una parcela de 7 ha., con cultivo de caña de azúcar y con riego por goteo. De esta forma se aportará el agua necesaria para regar en el periodo de sequía buscando lograr rendimientos esperados en el cultivo de caña de azúcar.

2.- Justificación de la investigación: El proyecto “Implementación de un sistemas autónomo de bombeo de agua para uso agrícola utilizando energía solar fotovoltaica en la sociedad agrícola el Charco A y B, S. de P. R., ubicada en San Rafael Zaragoza, Municipio de Tlaltizapán de Zapata, Morelos.” abastecerá durante todo el año a un depósito de agua con capacidad de 7000 metros cúbicos. Logrando disponer del agua para aplicarlo en el sistema de riego por goteo en parcela, consiguiendo que el cultivo de caña de azúcar no manifieste estrés hídrico y desarrolle adecuadamente hasta la cosecha. Con esto se logrará cumplir la meta de rendimiento 250 toneladas por hectárea de caña de azúcar.

3.- Marco Teórico

3.1.- Introducción

La energía es de vital importancia para el desarrollo rural en cualquier país. Con ella es posible llevar a cabo los trabajos que el hombre por sí solo es incapaz de hacer. Existen diversas fuentes de energía, entre ellas están los combustibles fósiles y las fuentes de energía renovable como el sol y el viento. La energía solar fotovoltaica (FV) y eólica se denominan renovables debido a que trata de un recurso limpio, abundante e inagotable. Las aplicaciones más comunes que utilizan la tecnología de renovables en el sector agropecuario son bombeo de agua, cercos eléctricos, aireación de estanques y sistemas de secado de productos agrícolas. Las renovables tienen mucha utilidad especialmente en el medio rural donde no hay suministro de energía eléctrica convencional y el transporte de combustibles es difícil y costoso.

3.2.- Bombeo de agua con energía solar fotovoltaica

Actualmente hay miles de sistemas de bombeo con energía fotovoltaica (FV) en operación en ranchos ganaderos y agrícolas alrededor del mundo. Los primeros sistemas se instalaron hace 30 años. Hoy, los sistemas son confiables y económicamente competitivos para el productor rural.

Los sistemas solares de bombeo pueden satisfacer un amplio rango de necesidades que van desde 1,000 litros diarios para abrevar pequeños hatos o para consumo humano, hasta 50,000 litros diarios para abrevar hatos más grandes e irrigación de pequeñas parcelas. Estos sistemas son sencillos, confiables, requieren de poco mantenimiento y no usan combustible. Otra ventaja es que los sistemas son modulares, de manera que pueden optimizarse para las características específicas de cada proyecto. Sin embargo, su costo inicial es alto comparado con sistemas de bombeo a base de motores de combustión. Por consiguiente, el proyectista o usuario debe considerar cuidadosamente las ventajas y desventajas de la opción solar antes de tomar una decisión.

Un sistema solar de bombeo es similar a los sistemas convencionales excepto por la fuente de potencia. Su operación es muy sencilla. Y sus componentes principales que lo son: un arreglo de módulos FV, un controlador, un motor acoplado a una bomba y un tanque de almacenamiento.

Las necesidades de agua para consumo humano y de animales requieren del uso de un tanque de almacenamiento. Se recomienda almacenar el agua para tres días de abasto. Almacenar agua en tanques es mucho más económico que almacenar energía en baterías. Después de algunos años de uso, las baterías necesitan reemplazarse, mientras que la vida útil de un tanque de almacenamiento bien construido es de varias décadas. En general no se recomienda utilizar baterías en los sistemas solares de bombeo.

3.3.- Equipo de bombeo fotovoltaico disponible

La potencia que producen los módulos FV es directamente proporcional a la intensidad del sol. Es decir, a medida que varía la intensidad solar durante el día, también cambia la disponibilidad de potencia para la bomba. Fabricantes tales como Grundfos, Solarjack, A.Y. McDonald, Dankoff, Shurflo, entre otros, fabrican equipos para bombeo solar diseñados especialmente para trabajar en estas condiciones de potencia variable. Cada fabricante suministra el motor, la bomba y los controles necesarios. Aparte de los controles, las

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