Estudio para la integración de energía fotovoltaica en sistemas de riego en cultivos de cítricos para la reducción de consumo energético en Girón

Abstract

Con 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.