Estudio de sostenibilidad con energía fotovoltaica para el abastecimiento de electricidad al sistema de agua del barrio Mariscal Sucre
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Date
2022-11-01
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Dirección de Posgrado. Maestría en Energías Renovables.
Abstract
The amount of rain in the Mariscal Sucre neighborhood is insufficient to meet the
water demand of the agricultural and livestock sector. Extraction and pumping
methods with electricity supply from the distribution network have a high cost,
therefore, it is an unsustainable option for the inhabitants. For what makes PV-based
solutions more attractive, according to the literature, only about 10% of the total
energy produced by PV modules is used to meet the world's water needs.
Currently, the water supply for the neighborhood, whether for human consumption and
irrigation, is carried out by extracting water from a deep well with the help of an
electro-submersible pump, which is fed with energy from the distribution network.
The cost of electricity supply in 2015 was around $150, which according to the
inhabitants was affordable, but as of 2020, when the rains decreased drastically in the
sector, the need for water supply for irrigation was insufficient, so the pump it
remained on most of the day, increasing electricity consumption and therefore the
increase in energy payments.
The objective of this project was to determine the sustainability of the energy supply
to the water system with photovoltaic energy, for which it began by calculating the
solar resource of the site with the help of available databases, additionally, with the
help of the electricity consumption history. Issued by the distribution company
(ELECPCO S.A.) from 2015 to 2022, the average consumption profile of a typical day
was obtained. To verify the optimal dimensioning of the photovoltaic generator, the
analytical method and the PVSYST software were used.
The dimensioning was carried out using the criteria of a system isolated from the
network, with which the following configuration was determined: 32 solar panels (405
W-STC), a regulator that supports a minimum current of 28.55 A, an inverter with two
channels of 6.87 KW minimum, and 60 batteries of 250 Ah for an autonomy of two
days recommended in the Ecuadorian Electrical Standard (NEC-11).
Description
La cantidad de lluvia en el barrio Mariscal Sucre es insuficiente para satisfacer la
demanda de agua para el sector agrícola y ganadero. Los métodos de extracción y
bombeo con el suministro eléctrico de la red de distribución tienen un costo elevado,
por tanto, es una opción insostenible para los moradores. Por lo que hace que las
soluciones basadas en fotovoltaica sean más atractivas, de acuerdo con la literatura,
solo alrededor del 10% de la energía total producida por los módulos fotovoltaicos se
usa efectivamente para satisfacer las necesidades de agua en el mundo.
En la actualidad el suministro de agua para el barrio ya sea para el consumo humano
y regadío se lo realiza mediante la extracción de agua de un pozo profundo con ayuda
de una bomba electrosumergible, la misma que es alimentada con energía de la red de
distribución. El costo del suministro eléctrico en el año 2015 bordeaba los $150 los cuales según los habitantes era accesible, pero a partir del 2020 que las lluvias
disminuyeron drásticamente en el sector, la necesidad del suministro de agua para el
regadío era insuficiente por lo cual la bomba permanecía encendida la mayor parte del
día, incrementando el consumo eléctrico y por ende el aumento del pago de la energía.
El presente proyecto se planteó como objetivo, determinar la sostenibilidad del
suministro energético al sistema de agua con energía fotovoltaica, para lo cual se inició
calculando el recurso solar del emplazamiento con ayuda de bases de datos
disponibles, adicional, con ayuda del historial de consumo eléctrico emitido por la
empresa de distribución (ELECPCO S.A.) desde el año 2015 al 2022, se obtuvo el
perfil de consumo promedio de un día típico. Para verificar el dimensionamiento
optimo del generador fotovoltaico se usó el método analítico y el software PVSYST.
El dimensionamiento fue realizado con el criterio de un sistema aislado de la red, con
el cual se determinó la configuración siguiente: 32 paneles solares (405 W-STC), un
regulador que soporte mínimo una corriente de 28,55 A, un inversor con dos canales
de 6,87 KW mínimos, y 60 baterías de 250 Ah para una autonomía de dos días
recomendadas en la Norma Eléctrica Ecuatoriana (NEC-11).
Keywords
ENERGÍA SOLAR, SOFTWARE PVSYST, BOMBEO SOLAR, MEDIO AMBIENTE, BATERÍA, FOTOVOLTAICA, IRRADIACIÓN GLOBAL