Diseño, gestión y manejo del riego por goteo con energía ...crea.uclm.es/crea/actividades/doc/jt_riego_subterraneo/solar_pumping... · Jornada: Riego subterráneo Albacete, marzo

Jornada: Riego subterráneo

Albacete, marzo 2019

Diseño, gestión y manejo del riego por goteo con energía fotovoltaica

Jorge Cervera GascóMiguel Ángel Moreno Hidalgo

TICs Aplicadas a la Precisión Agroforestal

Grupo electrógeno

Energía convencional

30 % 20 % 2 %

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

P1 15.09 19.62 23.54 24.01 25.59 57.61 59.17

P2 9.31 12.10 14.52 14.81 15.78 35.52 36.49

P3 2.13 2.77 3.33 3.40 3.62 8.15 8.37

6 % 131 % 2 %

BOMBEO SOLAR

En cualquier parte?

Bombeo a embalse o riego

directo?

UN BUEN DISEÑO

VARIADOR DE

VELOCIDAD

Bomba de

riego y motor

CABLEADO HASTA

LA BOMBA

Nivel

DinámicoTubería de

impulsión

CONTADOR

TRANSDUCTOR

PRESIÓN

VARIADOR DE

VELOCIDAD

Bomba de

riego y motor

CABLEADO HASTA

LA BOMBA

Nivel

DinámicoTubería de

impulsión

CONTADOR

TRANSDUCTOR

PRESIÓN

1000 W/m2800 W/m2600 W/m2400 W/m2200 W/m2

PVGIS

PVGIS

• Prever la demanda de forma precisa

• Buenos paneles fotovoltaicos

• Muy buen variador

• Bomba con motor adecuado

• Monitorización

• Nos olvidamos de las baterías

• Ser generosos en el dimensionado

Claves del diseño

UN BUEN DISEÑO

UN BUEN DISEÑO PERO…

UNA MEJOR GESTIÓN!

MODELO

FOTOVOLTAICO

MODELO

HIDRÁULICO

MODELO

PRESUD-SOLAR

Sistema de

bombeo

Sistema de

riego

PERUELOS (Hellín)LA RAMBLA (Santa Ana)

Nuestros casos de estudio

http://5.39.6.180/admin/home

Caso de Estudio: Peruelos

MODELO

FOTOVOLTAICO

MODELO

HIDRÁULICO

MODELO

PRESUD-SOLAR

Sistema de

bombeo

Sistema de

riego

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0:00:00 4:48:00 9:36:00 14:24:00 19:12:00 0:00:00

Irra

dia

nce

(W/m

2)

Hour

MODELO FOTOVOLTAICO

MODELO FOTOVOLTAICOCalibración del

piranómetroPiranómetro Estación climática

Irradiancia en

plano horizontal

Plano

inclinado

MODELO FOTOVOLTAICO

MODELO FOTOVOLTAICO

MODELO FOTOVOLTAICO

MODELO FOTOVOLTAICO

• Simula la potencia generada en tiempo real, usa irradiancia (W/m2) en vez de irradiación (MJ/m2)

• Tiene en cuenta la temperatura, el viento y el envejecimiento de los paneles

• Permite simular el efecto de los algoritmos de control (diferentes puntos en la curva V-I)

• Pero… ¿funciona?

Potencia en continua (generador solar)

Potencia a la entrada del variador

Potencia a la salida del variador

Potencia a la entrada de la bomba

Inteligencia artificial

Modelos deterministas

MODELO

FOTOVOLTAICO

MODELO

HIDRÁULICO

MODELO

PRESUD-SOLAR

Sistema de

bombeo

Sistema de

riego

MODELO

FOTOVOLTAICO

MODELO

HIDRÁULICO

MODELO

PRESUD-SOLAR

Sistema de

bombeo

Sistema de

riego

Monitorización y sistemas expertos de detección de problemas en pozos

CaudalPotenciaFrecuenciaTensión Estimación de

H

Claves de implementación de sistemas expertos

• Modelizar variador de frecuencia con leyes de semejanza

• Medimos el caudal

• Estimar H con ecuación de pérdidas de carga

• Determinar rendimiento con medida de potencia

Claves de implementación de sistemas expertos

• Modelizar variador de frecuencia con leyes de semejanza

• Medimos el caudal

• Estimar H con ecuación de pérdidas de carga

• Determinar rendimiento con medida de potencia

• Novedad:• Simular desgaste de rodete con simulación de recorte de rodete (l)

• Simular fallo eléctrico con componente de rendimiento (h)

• Simular fallo hidráulico con coeficiente de rozamiento (C)

Claves de implementación de sistemas expertos

Modelización teórica del sistema

Adquisición de información

Calibración del modelo(optimización)

Monitorización de variables(l, h, C)

l= 0.999hvarios= 0.83C=66.6

MODELO

FOTOVOLTAICO

MODELO

HIDRÁULICO

MODELO

PRESUD-SOLAR

Sistema de

bombeo

Sistema de

riego

Caso de estudio: Peruelos

Modelo digital de elevaciones

Modelo hidráulico

Hydraulic model

Nivel de Agua

Nivel dinámico

Cota+pérdida de carga+ presión en

la subunidad

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0:00:00 4:48:00 9:36:00 14:24:00 19:12:00 0:00:00R

adia

ció

n (

W/m

2)

Hora del día

Curva de Radiación

Tendenciade laRadiación

PHOTOVOLTAIC

MODEL

HYDRAULIC

MODEL

MODEL

PRESUD-SOLAR

Gestión del bombeo solar en red

Gestión del bombeo solar en red

Una verdad

incómoda

0

5

10

15

20

25

05/07/2015 20/07/2015 04/08/2015

Po

ten

cia

(kW

)

Fecha

13-7-2015/11-8-2015

Valores depotencia

0

5

10

15

20

25

30

09/07/2016 29/07/2016 18/08/2016

Po

ten

cia

(kW

)

Fecha

18-07-2016/11-08-2016

Valores depotencia

Encontramos… Ahora

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

4:48:00 7:12:00 9:36:00 12:00:00 14:24:00 16:48:00 19:12:00

Rad

iaci

ón

(W

/m2)

Hora del dia

03-09-2016

Sensor limpio Sensor sucio

Limpieza de los paneles

0

200

400

600

800

1000

19/08/2017 0:00 19/08/2017 13:12 20/08/2017 2:24R

ad

iació

n (

W/m

2)

Dia

Radiación

Tendencia de la radiación

0

10

20

30

40

50

60

30 50 70 90 110

Inte

nsid

ad

(A

)

Momento del dia

Cortes de suministro

Tendencia cortes de suministro

Ahorramos energía! Pero… ¿qué pasa con el agua?

Jornada: Riego subterráneo

Albacete, marzo 2019

Diseño, gestión y manejo del riego por goteo con energía fotovoltaica

Jorge Cervera GascóMiguel Ángel Moreno Hidalgo

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