riego por goteo con bombeo fotovoltaico
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C. Barreto UML USA XVII Simposio Peruano de Energía Solar - IV ISES-CLA Blog Soluciones solares (solucionessolares.blogspot.com)TRANSCRIPT
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Antecedentes Objetivos Metodología Resultados del modelo Resultados del análisis
económico Discusión, conclusiones
y recomendaciones
Inicio de mi trabajo en bombeo fotovoltaicoUniversidad Nacional de Ingeriería Managua, Nicaragua. Augosto 2002.Bombeo fotovoltaico para riego con paneles construidos localmente.
Justificación
60% de los alimentos requeridos para sustentar el mundo en el futuro deben de venir de una agricultura irrigada.
Los países del tercer mundo tienen ¾ del área irrigada en el mundo (1/2 pequeños agricultores)
Los pequeños agricultores tienen un promedio de 3-4 hectáreas
80% de los pequeños agricultores carecen de acceso a la red eléctrica.
2.1 billones de personals viven con menos de $2 al día y 880 millones con menos de $1 por día
Objetivo General
El objetivo general es de diseñar, modelar e instalar un sistema de riego solar por goteo para regiones remotas en el mundo.
Metodología Diseñar un sistema que utilize menos energía
que la práctica común de riego. Instalar un prototipo que propocione agua a
una pequeña parcela en la cumunidad de Turripampa, Huarmey, Peru.
Revisar y comparar las diferentes alternativas de riego de manera que se determine la eficiencia del trabajo en términos de energía
Estimar el tiempo de pago del sistema y su comportmiento económico
Proponer estrategias de trasnferencia de la tecnologías de riego solar para pequeños productores de países en vías de desarrollo.
Metodología
Diseño para el mes de menor radiación solar
(método de diseño autónomo)
Calcular el volumen de bombeo del
sistema de un día típico de cada mes
(m3/día)
Calcular la evapotranspiració
n de la planta (ETc) (m3/día/ha)
Método de riegoETc*Kadj/Ea (m3/day/ha)
Capacidad de bombeo
area = paso 2/paso 4 (ha)
Utilizar la modularidad del bombeo FV para incrementar el área de riego a
medida que incrementen los
ingresos
Capacidad de área irrigada utilizando la bomba de diafragma ShurfloTipo de
sistema de riego
Area (m^2)
Energía kWh/ha/cosec
haRiego por
Goteo6500 317
Aspersión 833 1798
Inundación 454 3371
Economical Analysis: System payback
Four different scenarios Solar Drip PV System Diesel Drip Irrigation Diesel Furrow Irrigation Gravity fed system
Farmers requirements for access to loans Caja Municipal Paita S.A.: 51.11% (Effective
interest anual rate) Property title (original) and topographic
drawings Agricultural experience 1 year or 1harvest Proof of being a farmer and have as a minimum
1.5 hectares Watering plan for the harvest
Caja Sur Créditos y Ahorros: 55%. Most of the requisites same as above except for Water bill !!! Electricity bill!!!
Type of system
Initial investment NPV IRR
Payback period (yr)
Solar Drip Irrigation
$5,373
$59,151 61% 1.5
Diesel Drip Irrigation
$6,108
$49,082 48% 1.8
Diesel Furrow Irrigation
$5,073
$25,867 29% 2.3
Gravity Fed Furrow Irrigation
$2,406
$7,531 11% 7.5
Cumulative cash flow Diesel 1$/L, Asparagus 0.7$/kg
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
$(20,000.00)
$(10,000.00)
$-
$10,000.00
$20,000.00
$30,000.00
$40,000.00
$50,000.00
$60,000.00
$70,000.00
$80,000.00 Solar Drip
Diesel Drip
Diesel furrow
Gravity
Diesel 1$/L , Asparagus 0.3$/kg
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
$(20,000.00)
$(10,000.00)
$-
$10,000.00
$20,000.00
$30,000.00
$40,000.00
Solar Drip
Diesel Drip
Diesel furrow
Gravity
Diesel (Sensitivity Analysis)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
$(10,000.00)
$-
$10,000.00
$20,000.00
$30,000.00
$40,000.00
$50,000.00
$60,000.00
$70,000.00
Diesel Drip
Diesel (Furrow)
Diesel Drip 2$/l
Diesel (Furrow) 2$/l
Conclusiones Drip irrigation is the best match to solar
pumping to get more crop per drop… and per watt
Good matching of water demand and production: PV vs Crop needs. Both depend on solar Radiation.
PV sizing with respect to crop requirements Irrigated Area: 5000 m^2 Solar Array: 250W Crop yield: 5000kg/irrigated area Favorable financial rates of return, even with
high interest rates
Recommendations
Crop Selection: High yield, high price and establish market
Existing diesel systems can be improved with drip irrigation
More information to micro-financing institutions
Yields can be improved with good agricultural practices: mulching
Future work
Installation of a second improved prototype system and the monitoring and analysis of the existing system along with the second one
Chain value analysis of all the system’s components including business model, microcredit partners, etc