Especificaciones técnicas para sistemas de riego fotovoltaico

Eduardo Lorenzo Instituto de Energía Solar Universidad Politécnica de Madrid

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 1 10/02/2017

Generalidades - Contratos llave en mano entre el propietario y una empresa ejecutora (EPC) - Etapas: Diseño, Ensayo de recepción; Evaluación de una campaña de riego

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 2 10/02/2017

Objetivos - Integrar el sistema fotovoltaico en el sistema de riego preexistente - Resolver los problemas derivados del paso de nube - Ajustar en lo posible el bombeo a la demanda de agua - Asegurar la fiabilidad durante, al menos, 25 años - Favorecer la concurrencia empresarial

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 3 10/02/2017

Clasificación - Atendiendo a la salida del agua: - A balsa: presión y caudal variables - Directos (goteros y aspersores): presión y caudal constantes en cada sector - Atendiendo a la constitución: - Autónomos (> 80%) - Híbridos hidráulicamente ( son autónomos a efectos legales) - Híbridos eléctricamente (con red son sujeto de RD 900/2015)

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 4 10/02/2017

Integración con el sistema preexistente - El caso de Alter do Chao: 200 Ha de olivo en espaldera -

Sistema preexistente - Riego a 5 kg/cm2 durante 6 meses y 14 horas al día - 2 bombas de 45 kW (D1 y D2) alimentadas por un grupo diesel de 250 kVA - Consumo: 3000 litros/semana

-

Sistema fotovoltaico incorporado en 2016 - Bomba adicional (FV1) de 45 kW - Generador de 140 kW para D2 y bomba adicional Control automático de modos de operación Irradiancia

D1

D2

FV1

Baja

Diesel

Diesel

NA

Media

Diesel

N.A

Fotov.

NA

Fotov.

Fotov.

Alta

- Consumo en 2016: 600 litros/semana (ahorro del 80%) This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 5 10/02/2017

Integración con el sistema preexistente - 2 SISTEMA DE BOMBEO HIBRIDO FOTOVOLTAICO -DIESEL

Finca ELAIA : São Bernabé

3 Bombas centrigufas de superficie multi-rodete MEC-MR 100/2D - 225M4-45 de 45 kW 4P 1450 rpm

FV - 1 (70 kWp) 3,5 seguidores Bomba 3

Variador RX -3 55 kW C.Prot FV1

(ampliación de circuito)

Zona Electroválvula 1

Zona Electroválvula 2

Sistema de filtrado con lavado automático Manómetro Transductor de Presión

Motor 400 V - 4P 45 KW

FV - 2 (70 kWp) 3,5 seguidores

P =6 bar

Bus común

Conmutación AUT FV-DIESEL Bomba 2

Variador RX -2 55 kW 1 0

C.Prot FV2

1

1 1

Q

Motor 1

Caudalimetro Pulsos Q = 210 ..245 m3/h

400 V - 4P 45 kW

2

Arrancador suave 55 kW

Sistema FV 1

Bomba 1

M

Grupo Electrógeno

Grupo Electrógeno Motor

(cambiar por motor hidraulico)

400 V - 4P 45 kW

400 V AC (3F+N)

Zona Electroválvula 30

Zona Electroválvula 30

Variador 55 kW Depósitos Fertilizantes Filtro AC

PLC RX

HMI Scada

30 Electroválvulas zonificación riego Programador Riego Progress (Agronic 4000)

G = xx W/m2 Tamb ºC

Suministro eléctrico Aux. - Sistema Aislado FV 1

P =6 bar + filtro

Depósito Superficie 350 m3 Balsa Comunitaria (infinito) 2 Bombas sumergibles Horizontales de 60 CV -- 70 l/s

Grupo Diesel 250 kVA

Nivel +2 mca

Trazado 2 km Cota : + 20 metros

Listado cargas 1 x Cuadro multifila -250 W Ac Cuadro variador RX Modem -router Anemómetro Portátiles trabajo Alarma seguidores Alumbrado y control

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Sistema FV1 Paneles 1000 Wp 4x250 Regulador 50 A 24V Batería 24 V 600 Ah Inversor 24 V - 3000 W Consumo día: 2,5 kWh

Page 6 10/02/2017

Integración con el sistema preexistente - 3 Especificación: Recopilación sistemática de datos de: - Necesidades de agua - Fuente de agua - Sistema de bombeo - Modificaciones Mes Volumen de agua [m3] Energía eléctrica [kWh] Combustible [litros si diésel, m3 si gas] Horas de riego al día

ENE

FEB

NECESIDADES DE AGUA MAR ABR MAY JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

SISTEMA DE BOMBEO - VARIADOR DE FRECUENCIA* Tipo de variador de frecuencia Número de variadores de frecuencia Rango de tensiones de entrada [V] Corriente máxima [A] Potencia máxima [kW] This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 7 10/02/2017

El paso por nube - 1 Los ciclos descenso/ascenso rápido de la irradiancia pueden ocasionar ciclos parada/arranque perniciosos para la fiabilidad

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 8 10/02/2017

El paso por nube - 2 Los ciclos descenso/ascenso rápido de la irradiancia pueden ocasionar ciclos parada/arranque perniciosos para la fiabilidad

Especificación: - Parada/arranque prohibido para Δt (s) ≥ l(m)/20 Comprobación - Ensayo: registros rápidos de la irradiancia y de la frecuencia de la alimentación - Operación: registros de paro/arranque This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 9 10/02/2017

El riego a lo largo del año Evolución anual del bombeo a balsa en Villena 100,0 90,0

1000 m3

80,0 70,0 60,0 50,0

40,0 30,0 20,0 0

2

4

6 1 Eje

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Mes 2 Ejes

8

10

12

14

Estático

Page 10 10/02/2017

El riego a lo largo del año Evolución anual del bombeo a balsa en Villena 100,0 90,0

1000 m3

80,0 70,0 60,0 50,0

40,0 30,0 20,0 0

2

4

6 1 Eje

Mes 2 Ejes

8

10

12

14

Estático

Para el mismo volumen a balsa en julio: -

Seguidor en un eje horizontal Estático (S, 20º) Seguidor en dos ejes

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

P* 1,45 P* 0,9 P*

Page 11 10/02/2017

El riego a lo largo del día Perfil diario del bombeo en Villena

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 12 10/02/2017

El riego a lo largo del día Perfil diario del bombeo en Villena

Para el mismo volumen a balsa en julio, las horas con potencia superior a 0,8 p.u. -

Seguidor en un eje horizontal, P* Estático (S, 20º); 1,42P* Estático (E y O, 60º); 2P*

11 7 11

Para el mismo volumen en bombeo directo P* ESTÁTICA ≈ P* SEGUIDOR This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 13 10/02/2017

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 14 10/02/2017

La fiabilidad a 25 años - Sólo equipamientos tecnológicos bien probados - Excluidos: Híbridos fotovoltaico/eólicos, capas delgadas y baterías - Seguidores que cuenten con experiencia probada - Protecciones eléctricas

- Protecciones mecánicas

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 15 10/02/2017

Sobre un PR para riego fotovoltaico Del sistema fotovoltaico:

𝑃𝑅𝐸𝐿𝐸 =

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

Page 16 10/02/2017

Sobre un PR para riego fotovoltaico Del sistema fotovoltaico:

𝑃𝑅𝐸𝐿𝐸 =

Del bombeo:

𝑃𝑅𝐵𝑂𝑀

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

=

𝐸𝐻𝐼𝐷𝑅𝐴𝑈𝐿𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

Page 17 10/02/2017

Sobre un PR para riego fotovoltaico Del sistema fotovoltaico:

𝑃𝑅𝐸𝐿𝐸 =

Del bombeo:

𝑃𝑅𝐵𝑂𝑀

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

=

𝐸𝐻𝐼𝐷𝑅𝐴𝑈𝐿𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

𝑥

𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴 𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴

Page 18 10/02/2017

Sobre un PR para riego fotovoltaico Del sistema fotovoltaico:

𝑃𝑅𝐸𝐿𝐸 =

Del bombeo:

𝑃𝑅𝐵𝑂𝑀

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

=

𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

𝑥

𝐸𝐻𝐼𝐷𝑅𝐴𝑈𝐿𝐼𝐶𝐴 𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴

Page 19 10/02/2017

Sobre un PR para riego fotovoltaico Del sistema fotovoltaico:

𝑃𝑅𝐸𝐿𝐸 =

Del bombeo:

𝑃𝑅𝐵𝑂𝑀

𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

=

𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴 𝑃∗ 𝐺/𝐺 ∗

𝑥

𝐸𝐻𝐼𝐷𝑅𝐴𝑈𝐿𝐼𝐶𝐴 𝐸𝐸𝐿𝐸𝐶𝑇𝑅𝐼𝐶𝐴

Especificación: - Inclusión de la instrumentación necesaria para medir: - Irradiancia y temperatura de módulo - Energía eléctrica entregada por el variador - Caudal y altura

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 20 10/02/2017

Especificaciones técnicas

• Versión actual disponible en www.maslowaten.eu • Abiertas a consultas hasta el 31 de marzo • Versión definitiva prevista para el 30 de abril • Software de simulación on-line para el 30 de junio • Seminario de formación abril/mayo This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 21 10/02/2017

Muchas gracias por su atención Información: www.maslowaten.eu

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771

Page 22 10/02/2017

Place for other logos (optional

Thanks for your attention, for more information please visit:

www.maslowaten.eu

Eduardo Lorenzo, Instituto de Energía Solar, Universidad Politécnica de Madrid [email protected]

Ignacio Berdugo, Communications Manager, EIC [email protected] +34 915636318

This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No640771