Show simple item record

dc.contributor.advisorMuñoz Maldonado, Yecid Alfonsospa
dc.contributor.advisorAcero Caballero, Mario Jonatanspa
dc.contributor.authorAcosta Calderón, Jhonn Alexanderspa
dc.coverage.spatialGirón (Santander, Colombia)spa
dc.date.accessioned2020-10-26T18:17:16Z
dc.date.available2020-10-26T18:17:16Z
dc.date.issued2020
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/7331
dc.description.abstractCon este proyecto se efectuó el dimensionamiento de bombeo de un sistema fotovoltaico, para suplir las necesidades de riego del cultivo de limón en las veredas de Girón, cumpliendo los requisitos establecidos por la Agencia de Desarrollo Rural (ADR), los cuales eran una hectárea sembrada y una altura total de bombeo de 40 m, con el fin de dar igualdad entre los beneficiarios. La ADR es la entidad responsable de gestionar, promover y financiar el desarrollo agropecuario y rural, quienes, mediante la Corporación Dignificando buscan canalizar recursos para apoyar, fomentar y volver más competitivo los cultivos de cítricos en Girón disminuyendo los costos de bombeo en una hectárea de cultivo mediante la incorporación de sistemas de bombeo fotovoltaico. La ADR Regional selecciono los sistemas de riego que se inscribieron, teniendo en cuenta requisitos legales de tierra, disponibilidad de agua y características del cultivo como su extensión y tipo de cultivo. Se realizó el estudio en 8 lugares de las veredas Chocoa y Chocoita, los cuales contaban con información disponible sobre sus sistemas actuales de bombeo, y se realizó la búsqueda de los puntos de funcionamiento (caudales y alturas de bombeo) con las curvas características de las bombas que se están empleando. De igual forma, se determinó su costo para dicha labor. Los costos de bombeo se llevaron a una unidad de $/𝑚3 de agua bombeada y posteriormente, se determinó el costo energético en una hectárea regada. Seguidamente, se determinaron las necesidades netas de riego que demanda el cultivo de limón en una extinción de una hectárea en las 13 veredas de Girón. El dimensionamiento de los sistemas fotovoltaicos de bombeo se realizó con 3 bombas solares: Bomba Grundfos 25 SQF-7 y las Bombas Lorentz PS2-1800 C-SJ8-7 y PS2-1800 C-SJ5-12, para cubrir las necesidades netas de riego cumpliendo los requisitos de la ADR. Para el dimensionamiento de los sistemas fotovoltaicos con la misma altura geográfica y longitud de bombeo de los sistemas actuales, se realizó la búsqueda del punto de operación con las curvas de las bombas solares. En ambos casos, se determinó la eficiencia en el punto de funcionamiento, potencia pico de generador fotovoltaico a instalar, el número de paneles a instalar y el arreglo fotovoltaico que supla las necesidades del controlador de la bomba. Se determinó la oportunidad de disminución del costo del 𝑚3 de agua bombeada por los sistemas fotovoltaicos, respecto a los sistemas actuales, encontrando que la bomba Lorentz PS2-1800 C-SJ5-12 es la mejor opción del sistema de 40 m de altura y la bomba Lorentz PS2-1800 C-SJ8-7 es la que tuvo mejor rendimiento en los sistemas con las características actuales de bombeo. Los ahorros anuales tuvieron valores comprendidos entre $ 98.115,05 y $6.388.441,91 dependiendo de la línea base de suministro energético para bombeo que presentaba cada usuario.spa
dc.description.tableofcontentsRESUMEN 10 INTRODUCCIÓN 12 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 14 1 OBJETIVOS 15 2 MARCO TEORICO 16 2.1 Sistemas fotovoltaicos de bombeo 16 2.1.1 Sistema fotovoltaico de bombeo conectado a Red 17 2.1.2 Sistema fotovoltaico de bombeo aislado 18 2.2 Determinación de necesidades netas de riego 21 2.3 Determinación del caudal a bombear con el sistema fotovoltaico 25 2.4 Determinación de las perdidas hidráulicas 28 2.5 Dimensionamiento del sistema de bombeo fotovoltaico 31 2.6 Determinación del costo energético de los sistemas actuales 35 3 ESTADO DEL ARTE 37 4 METODOLOGIA 39 5 DESARROLLO 41 5.1 Caracterización de los sistemas de bombeo actuales 42 5.2 Determinación de necesidades netas de riego 46 5.2.1 Determinación del caudal a bombear en el sistema fotovoltaico 49 6 RESULTADOS 52 6.1 Sistemas fotovoltaicos de bombeo dimensionado con las características de los sistemas de bombeo actuales en Chocoa y Chocoita 52 6.1.1 Análisis de pérdidas hidráulicas en el sistema de bombeo fotovoltaico 52 6.1.2 Potencia eléctrica en el sistema de bombeo fotovoltaico 53 6.1.3 Eficiencia del sistema de bombeo fotovoltaico 53 6.1.4 Potencia pico a instalar de módulos fotovoltaico en el sistema de bombeo solar…………….. 54 6.1.5 Número de paneles en el sistema de bombeo fotovoltaico 55 6.1.6 Vereda Chocoa 56 6.1.7 Vereda Chocoita 58 6.2 Dimensionado del sistema de bombeo fotovoltaico con los requisitos de la ADR en las veredas de Girón. 61 6.2.1 Potencia eléctrica de las bombas solares en las veredas de Girón 61 6.2.2 Eficiencia de las bombas solares en las veredas de Girón 62 6.2.3 Potencia pico a instalar de módulos fotovoltaicos en las veredas de Girón 63 6.2.4 Número de paneles a instalar en las veredas de Girón con la bomba de mejor rendimiento……… 64 6.2.5 Número de paneles en serie y paralelo 65 6.2.6 Capacidad de corriente de los conductores y disparo de protecciones 66 6.2.7 Angulo de inclinación de los paneles del sistema fotovoltaico en las veredas de Girón………… 67 6.3 Costo energético mensual y costo total por hectárea de los sistemas actuales de bombeo en Chocoa y Chocoita 69 6.4 Costo de operación y mantenimiento anual de los sistemas de bombeo fotovoltaico. 70 6.5 Ahorro anual por la integración del sistema de bombeo fotovoltaico 71 7 CONCLUSIONES 73 8 RECOMENDACIONES 74 BIBLIOGRAFIA 75 ANEXOS 77spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleEstudio para la integración de energía fotovoltaica en sistemas de riego en cultivos de cítricos para la reducción de consumo energético en Girónspa
dc.title.translatedStudy for the integration of photovoltaic energy in irrigation systems in citrus crops to reduce energy consumption in Girónspa
dc.degree.nameIngeniero en Energíaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería en Energíaspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsEnergy engineeringeng
dc.subject.keywordsTechnological innovationseng
dc.subject.keywordsEnergyeng
dc.subject.keywordsIrrigationeng
dc.subject.keywordsPhotovoltaic systemeng
dc.subject.keywordsPumping, energyeng
dc.subject.keywordsPower supplyeng
dc.subject.keywordsEnergetic resourceseng
dc.subject.keywordsSolar power plantseng
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNABspa
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.relation.references[1] W. Giraldo, Diana; Granados, “CADENA DE CÍTRICOS Indicadores e Instrumentos Marzo 2018.” Accessed: Jul. 10, 2020. [Online]. Available: https://sioc.minagricultura.gov.co/Citricos/Documentos/2018-03-30 Cifras Sectoriales.pdfspa
dc.relation.references[2] M. A. Abella and F. C. R. Romero, “Sistemas de Bombeo Fotovoltaico,” Ing. Mec., p. 60, 2005spa
dc.relation.references[3] M. G. Thomas, “Water pumpig: The Solar Alternative,” Albuquerque, USA. [Online]. Available: https://prod-ng.sandia.gov/techlib-noauth/accesscontrol.cgi/1987/870804.pdf.spa
dc.relation.references[4] N. Ahumada and E. Andres, “Desarrollo de una herramienta computacional para el dimensionamiento adecuado de sistemas fotovoltaicos de bombeo aplicados a riego,” 2018.spa
dc.relation.references[5] F. Marcuzzi, “Sistemas de bombeo solar (tipos de bombas solares y dimensionamiento) - Webinario Enertik - YouTube,” 2019. https://www.youtube.com/watch?v=ZY9cDRuqWkA&t=1694s (accessed Jul. 15, 2020).spa
dc.relation.references[6] J. Carrazon, “Manual practico para el diseño de sistemas de minirriego,” Honduras, 2007.spa
dc.relation.references[7] J. Sánchez San Román, “Cálculo de la Evapotranspiración Potencial mediante la fórmula de Hargreaves,” pp. 3–5, 2006, [Online]. Available: http://hidrologia.usal.xn-espg-7na.1.spa
dc.relation.references[8] L. Agudelo and V. Pino, “Diseño de la red de distribución de un mini-distrito de riego para los corregimientos La Palma y Tres Puertas, municipio de Restrepo (Valle del Cauca),” Mirage, p. 94, 2015, [Online]. Available: http://bibliotecadigital.univalle.edu.co/xmlui/handle/10893/7775spa
dc.relation.references[9] H. R. Barriga, “Grandes sistemas fotovoltaics de bombeo de agua,” Universidad Politecnica de Madrid.spa
dc.relation.references[10] I. Mossande, Anaclides; Brown, Oscar; Mujica, Albi; Mata, Carlos; Osorio, “Riego por goteo con energía solar para el tomate en Cavaco, Benguela, Angola.” http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2071-00542015000200002 (accessed Jul. 09, 2020).spa
dc.relation.references[11] E. Cervantes, “El Valle del Juárez: su historia, economía y ambiente para el uso de energía fotovoltaica.” http://bva.colech.edu.mx/xmlui/bitstream/handle/1/1666/valledejuarez.pdf?sequence =1#page=115 (accessed Jul. 09, 2020).spa
dc.relation.references[12] Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, “Resultados de las evaluaciones agropecuarias municipales del año 2015 del producto cítricos,” p. 4, 2015, [Online]. Available: http://www.agronet.gov.co/Documents/Cítricos.pdf.spa
dc.relation.references[13] A. M. de G.- Santander, “Economía.” http://www.gironsantander.gov.co/MiMunicipio/Paginas/Economia.aspx (accessed Jul. 14, 2020).spa
dc.relation.references[14] C. E. SLU, “Cambio Energetico,” 2019. www.cambioenergetico.com/196-kit-debombeo-solar-lorentz.spa
dc.relation.references[15] “Data | Electricity | ATB | NREL.” https://atb.nrel.gov/electricity/2020/data.php (accessed Jul. 20, 2020).spa
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001478388*
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.es/citations?hl=es&user=Flz965cAAAAJ*
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5151-1068*
dc.contributor.scopushttps://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56205558500*
dc.subject.lembIngeniería en energíaspa
dc.subject.lembInnovaciones tecnológicasspa
dc.subject.lembEnergíaspa
dc.subject.lembAbastecimiento de energíaspa
dc.subject.lembRecursos energéticosspa
dc.subject.lembCentrales solaresspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishWith this project, the pumping dimensioning of a photovoltaic system was carried out, to meet the irrigation needs of the lemon crop in the villages of Girón, meeting the requirements established by the Rural Development Agency (ADR), which were a variety planted and a total pumping height of 40 m, in order to give equality among the beneficiaries. The ADR is the entity responsible for managing, promoting and financing agricultural and rural development, who, through the Dignificando Corporation, seek to channel resources to support, promote and make citrus crops in Girón more competitive, reducing pumping costs in an area of cultivation through the integration of photovoltaic pumping systems. The Regional ADR selects the irrigation systems that were registered, taking into account the legal requirements for land, water availability and characteristics of the crop such as its extension and type of crop. The study was carried out in 8 places in the Chocoa and Chocoita villages, which had available information on their current pumping systems, and a search was made for the operating points (flow rates and pumping heights) with the characteristic curves of the pumps being used. Similarly, its cost for said work was determined. The pumping costs were brought to a unit of $ /𝑚3 of pumped water and later, the energy cost was determined in one irrigated hectare. Subsequently, the net irrigation needs demanded by the cultivation of lemon in an extinction of one hectare in the 13 villages of Girón were determined. The sizing of the photovoltaic pumping systems was carried out with 3 solar pumps: Grundfos 25 SQF-7 pump and Lorentz PS2-1800 C-SJ8-7 and PS2-1800 C-SJ5-12 pumps, to cover the net irrigation needs meeting the ADR requirements. For the dimensioning of the photovoltaic systems with the same geographical height and pumping length of the current systems, the search for the point of operation was carried out with the curves of the solar pumps. In both cases, the efficiency at the operating point, peak power of the photovoltaic generator to be installed, the number of panels to be installed, and the photovoltaic arrangement that meets the needs of the pump controller were determined. The opportunity to decrease the cost of the 𝑚3 of water pumped by the photovoltaic systems was determined, compared to current systems, finding that the Lorentz PS2-1800 C-SJ5-12 pump is the best option for the 40 m high system and the Lorentz PS2-1800 C-SJ8-7 pump has the best performance in systems with current pumping characteristics. Monthly savings ranged from $ 98.115,05 to $6.388.441,91, depending on the baseline energy supply for pumping presented by each user.eng
dc.subject.proposalRiegospa
dc.subject.proposalSistema fotovoltaicospa
dc.subject.proposalBombeospa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TP
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*
dc.contributor.researchgroupGrupo de Investigación Recursos, Energía, Sostenibilidad - GIRESspa


Files in this item

Thumbnail
Thumbnail

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
Except where otherwise noted, this item's license is described as Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia