1. Ingeniería

B O M B A S C A P R A R I , S. A.
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SOLAR VARIPOWER
Descripción del producto
El sistema de bombeo solar CAPRARI VARIPOWER está diseñado para proporcionar un suministro de agua basado en la energía del
sol, tanto para lugares remotos donde no se dispone de red eléctrica, como para alternativa económica/ecológica en aquellas
instalaciones que sí disponen de ella.
El kit básico está compuesto por los siguientes elementos:
· Electrobomba CAPRARI sumergida o bomba CAPRARI de superficie sobre bancada
· Cuadro eléctrico de control
· Conjunto paneles solares
Principio de funcionamiento
Los paneles solares captan la energía irradiada por el sol y la convierten en un voltaje de corriente continua que es aplicado
aplicad a la
entrada del variador de velocidad. Este último genera una ttensión alterna trifásica de 400 ó 460V
0V (según placa del motor) que será
aplicada a la bomba para su funcionamiento.
os permite utilizar motores estándar trifásicos.
El uso del variador con salida 400 Vac o 460 Vac nos
La tensión generada por los paneles depende de la cantidad de radiación recibida, la cual depende a su vez de la época del año,
añ del
estado de la atmósfera, etc… Ell variador mide esta tensión y ajusta la velocidad de la electrobomba pa
para
ra adaptarse a la potencia
entregada en cada momento por los paneles solares, obteniendo así el máximo aprovechami
aprovechamiento
ento de la radiación disponible.
disponible Todo esto
se consigue seleccionando un control tensión/frecuencia de par cuadrático, el cual incrementa el titiempo
empo de bombeo a lo largo del día,
con el consiguiente aumento del rendimiento diario del sistema. A bajas potencias de entrada (correspondientes a bajos niveles de
radiación solar) se disminuye la frecuencia de salida. El par de la bomba disminuye permitiendo la rotación del motor, y en
consecuencia, el bombeo de agua. La ventaja de este tipo de instalación es que con poca radiación solar (por ejemplo, al amanecer o
atardecer) el sistema es capaz de hacer funcionar la
a bomba en un porcentaje de prestaciones proporcional a esas condiciones.
Si la cantidad de radiación no es suficiente (por ejemplo por la noche), la bomba se parará automáticamente y volverá a arrancar
arran
cuando haya radiación solar.
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SOLAR VARIPOWER
Metodología de cálculo
Con el objetivo de asegurar un correcto funcionamiento del sistema hay que realizar un diseño óptimo de la instalación, para lo
cual se ha establecido la siguiente metodología
logía de cálculo para la selección de los distintos sistemas de bombeo fotovoltaico.
1.
Datos de la ubicación geográfica (continente, país, localidad), especificando la localización mediante coordenadas
(Latitud y Longitud).
2.
Seleccionar los datos de Insolación para cada mes (media diaria de la insolación). La insolación corresponde al valor
acumulado de la irradancia en un tiempo dado. El tiempo se mide en horas y la insolación en vatios hora por metro
2
cuadrado (Wh/m ). La cantidad de energía recibida del sol y la demanda de energía diaria son dos puntos clave a tener
en cuenta. Para el cálculo de producción, el conce
concepto
pto de HSP (horas de sol pico) establece una relación entre la cantidad
de energía recibida del sol y la cantidad de energía proporcionada por el módulo solar fotovoltaico bajo una intensidad de
2
radiación solar de 1000 W/m .
3.
Requerimiento de agua diaria en distintas estaciones del año. Este paso es muy importante, de manera que previo a
determinar la potencia del sistema fotovoltaico y el tipo de bomba a emplear, es necesario conocer las necesidades
diarias de agua y ciertos valores relacionados con las condiciones hidráulicas del propio bombeo. La potencia del
generador fotovoltaico (paneles solares) estará en función del producto de la Carga Dinámica Total (CDT) y el volumen
de agua diario necesario. La Carga Dinámica Total (CDT) es la suma de la Carga Estática (CE) y de la Carga Dinámica
(CD), de acuerdo con:
CDT = CE + CD = (Nivel estático + Altura de descarga) + (Nivel dinámico + Rozamiento)
Bombeo con electrobomba sumergida de
e 4” o 6”
Bombeo con electrobomba de superficie sobre bancada
4.
Elección de los módulos fotovoltaicos.. El número de placas que se deben conectar en serie depende de la potencia del
motor que se quiere alimentar, y de las características eléctricas del modelo de placa seleccionado.
5.
Determinación del ángulo de mayor insolación
insolación,, inclinación del panel de acuerdo con los datos de insolación (ángulos
óptimos para cada mes).
Todos estos cálculos serán realizados por el Departamento Técnico de BOMBAS CAPRARI, S.A., el cliente sólo tiene que
indicar los datos de servicio (caudal y altura).
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SOLAR VARIPOWER
Aplicaciones
Las aplicaciones a las cuales está enfocado este tipo de instalación fotovoltaica es el sistema de bombeo de agua autónomo,
tanto para uso doméstico como agrícola.
Dentro de ese grupo de aplicaciones, las más representativa
representativas para el uso del sistema de bombeo solar serían::
1.
2.
3.
Suministro de agua para consumo humano.
Suministro de agua para aplicaciones agrícolas y/o ganaderas.
Suministro de agua a instalaciones industriales.
Para ello BOMBAS CAPRARI, S.A. ha desarrollado varias opciones de sistemas de bombeo a utilizar en zonas sin red eléctrica
basados en generadores fotovoltaicos.. En todos los casos, se trata de sistemas de bombeo que presentan una fiabilidad eléctrica
muy elevada, llegando a tener un funcionamiento totalm
totalmente automatizado. Este
ste tipo de bombeo es especialmente útil para
demandas medias de agua, y para necesidades agrícolas y/o ganaderas moderadas.
Bombeo SOLAR directo.
Este sistema permite utilizar un generador fotovoltaico para alimentar un grupo de bombeo de agua. El conjunto bomba/motor sólo
funciona en el caso de recibir los paneles radiación solar. Si la aplicación lo demanda, el sistema de acumulación se compone de
un depósito
ósito convencional en el que se almacena la cantidad de agua necesaria para los periodos sin radiación solar.
Bombeo SOLAR directo para riego y abastecimiento.
En aquellas instalaciones donde además del abastecimiento de agua para consumo se necesita realizar el riego de cultivos, bien
por goteo o por aspersión, para estos casos se puede implementar el sistema con un transductor de presión como elemento de
regulación del sistema.
Bombeo SOLAR con generador como fuente de energía alternativa.
Siguiendo la misma filosofía que el bombeo directo, se añade un elemento más que asegura el suministro de agua en cualquier
momento en que se produzca una demanda. Cuando los paneles fotovoltaicos no son ccapaces
apaces de suministrar la potencia
adecuada a la demanda de potencia del motor eléctrico de la bomba, se conectará mediante conmutación manual un generador
que podrá ser de gasolina o diesel (bajo pedido se puede suministrar el equipo con conmutación automá
automática)..
Bombeo SOLAR con sistema de acumulación de baterías.
En instalaciones aisladas, en ocasiones se plantea la necesidad, en horario nocturno, de disponer de suministro eléctrico para
par
alumbrado y/o receptores de baja potencia, para lo cual disponemos de equipos con sistema de acumulación mediante baterías.
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SOLAR VARIPOWER
ARIPOWER
Aplicaciones
En todos los casos, el cuadro eléctrico además de incluir un variador de velocidad,, dispone de sonda de nivel para el pozo y
sonda de nivel para el depósito de almacenamiento de agua. Esto quiere decir que la bomba no va a trabajar bajo ningún
concepto en seco, y a su vez, cuando el nivel del depósito alcance un mínimo predeterminado, la sonda de nivel instalada en su
s
interior dará orden de marcha,, y una vez que se haya llenado, esa misma sonda efectuará la correspondiente orden de paro del
equipo de bombeo.
Ventajas del Bombeo SOLAR
Las ventajas de este sistema se pueden enumerar como sigue:
-
-
Energía inagotable y gratuita al alcance de todos.
Disponibilidad de un amplio espectro de electrobombas en cuanto a potencias, caudal y altura.
Elevado grado de fiabilidad.
Elementos de un alto grado de rendimiento.
Fácil instalación.
Mantenimiento sencillo, enfocado a la limpieza periódica de los panele
paneles
s fotovoltaicos, así como la revisión de las
condiciones de trabajo del resto de los equipos e inspección visual de la estructura soporte de los paneles.
En el caso del sistema de bombeo solar con suministro auxiliar mediante generador, gran versatilidad en
e lo concerniente
al suministro de energía propiamente dicho.
El generador fotovoltaico es un sistema modular que puede aumentar de tamaño, colocando nuevos paneles, si es
preciso captar más energía solar para otros usos (por ejemplo, para un grupo de pres
presión
ión que necesita bombear agua
desde el depósito de almacenamiento a otro punto situado a mayor altura en un punto alejado).
Los paneles solares no tienen partes mecánicas en movimiento, ni sometidas a desgaste. Desde un punto de vista
medioambiental son totalmente silenciosos.
La elevada vida útil de los paneles fotovoltaicos, los cuales suponen como mínimo el 50% del valor de la instalación.
Además, y como complemento de todo lo enumerado anteriormente, disponemos de una amplia gama de accesorios como son:
valvulería, tubería tanto rígida como flexible, esta última consistente en tubería flexible autoportante de poliuretano con refuerzo
textil – poliamida de alta tenacidad, lo cual facilita el montaje puesto que permi
permite
te la instalación en un solo tramo de la bomba en el
interior del pozo. Se trata de una solución de enorme versatilidad, reduciendo la mano de obra necesaria, así como de los medios
me
mecánicos necesarios. SUB-FLEX
FLEX es un producto certificado para agua pota
potable, según NFS61. Para más información, dirigirse a
nuestro Departamento Comercial.
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SOLAR VARIPOWER
Cuadro eléctrico (sin sistema de acumulación de baterías)
El cuadro eléctrico para bombeo directo
recto de agua del sistema de bombeo solar consta de un armario metálico de chapa de acero
con acabado de pintura gris con grado de protección IP
IP44,, rejillas de ventilación para facilitar la refrigeración del equipo, un
variador de frecuencia que asegura el suministro eléctrico al motor de la bomba en co
corriente alterna trifásica (400V
(400 o 460V según
modelo del motor),, conjunto de protecciones para garantizar la seguridad de la maniobra de la máquina, y las señales de entrada
para las sondas de nivel del pozo y el depósito, respectivamente. El equipo, en caso de por el tipo de instalación fuese requerido,
incluiría un transductor de presión. La gama de potenc
potencias va de 1,5 a 7,5 kW.
Cuadro eléctrico (con sistema de acumulación de baterías)
El cuadro eléctrico con sistema de acumulación mediante baterías contiene los mismos elementos que el anterior, sólo que añade
un regulador de carga y un inversor senoidal, además de las baterías estacionarias de gel de ciclo profundo, las cuales permiten
un elevado ciclo de cargas y descargas (superior a 1000 ciclos), con el consiguiente incremento de la vida útil de las mismas.
mismas
Sólo acumula energía para
a conectar receptores de corriente alterna monofásica (230Vac),, tales como bombillas, pequeños
electrodomésticos,
mésticos, pero en ningún caso para funcionamiento del motor de la bomba
bomba. La gama de potencias es de 150 y 300 W
nocturnos.
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ARIPOWER
Bombeo directo con seguidor solar
Con el fin de mejorar las prestaciones del bombeo solar directo
directo, hemos desarrollado un sistema
a de seguimiento del sol.
De esta manera además de poder regular el ángulo de incli
inclinación
nación respecto a la horizontal de los paneles estos también puedan
girar sobre un eje central mediante un actuador lineal,, permitiendo así un seguimiento de 90º del ángulo Este – Oeste.
Esta solución permite seguir la trayectoria del sol desde el amanecer hasta el atardecer, consiguiendo aumentar la eficiencia de
los paneles solares entre 20 y un 30%. Lógicamente,, cuanto más nos acerquemos al e
ecuador,
cuador, mayor será la eficiencia obtenida.
obtenida
Se trata
rata de un sistema de seguimiento diseñado para un montaje modular y ampliable
ampliable, de gran simplicidad, con el que
conseguimos las siguientes ventajas:
ü
mayor eficiencia de la instalación ya que se incrementa el tiempo de funcionamiento del bombeo con un aumento
considerable de la cantidad de potencia útil entregada.
ü
posibilidad de utilizar el bombeo en cualquier tipo de instalación que demande las máximas exigencias de caudal y
presión. Más
ás concretamente, instalaciones de riego por aspersión en las cuales mantener una presión constante a lo
largo del día es condición indispensable para un adecuado funcionamiento de los elementos de
d riego
(aspersores, pivots …).
ü
disminución del plazo de amortización.
En lo que respecta a los elementos que conforman este tipo de instalación, para cada situación se definirá la solución más idónea
con el fin de determinar el número de paneles solares necesarios, así como la estructura de soporte de los paneles
correspondiente.
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Algunas referencias
TÚNEZ
CUBA
ANGOLA
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