Diseño de un sistema de bombeo de agua con energía fotovoltaica para riego agrícola de cacao en Bagua Grande, Utcubamba

Abstract

La presente tesis es una propuesta tecnológica para mejorar la calidad de vida de los agricultores, tiene como objetivo diseñar un sistema de bombeo de agua con energía fotovoltaica para riego agrícola de dos hectáreas de cacao en el distrito Bagua Grande, departamento Amazonas. Para su desarrollo se trabaja con el método descriptivo y método prescriptivo donde se aplica la metodología de diseño VDI – 2221 para determinar de manera lógica y ordenada la demanda hídrica, selección óptima de la bomba hidráulica, demanda energética, evaluación del recurso solar, diseño del sistema fotovoltaico y automatización del sistema de bombeo. A partir de la demanda hídrica calculada en función a la evapotranspiración del cultivo ETc que resultó ser 83.21[m3/día] y un caudal de 19.99 [m3/h] se seleccionó la bomba centrífuga vertical Boulton Pumps IN-LINE PUMPS 40-200 de 4 [KW], el consumo diario es 19 972.8 Wh/día, el recurso solar resultó una radiación promedio anual de 4.48 [KWh/ m2

. día] que hace viable la investigación. Para alimentar el conjunto motor-bomba se realizó un análisis de tecnología y se diseñó el arreglo fotovoltaico con conexión serie/paralelo 2x7 respectivamente, un Inversor – Controlador Must Solar PV35-10K 48V 120A y un banco de baterías de 48V-750 Ah, para comprobar la funcionalidad del sistema se simuló en el software PVsyst V 7.3.4. También, se simuló el control automático del sistema de bombeo en el software Cade_Simu V4 y PC SIMU con un PLC LOGO230RCE. Además, se realizó la evaluación económica obteniendo un VAN de s/ 21,701.96; TIR 15% (combustible) y VAN s/ 91,855.89; TIR 65% (energía eléctrica) en las comparaciones respectivas con fuentes alternas, cumpliendo todos los objetivos planteados se considera el diseño como válido.