DESARROLLO DE UNA HERRAMIENTA COMPUTACIONAL PARA EL DIMENSIONAMIENTO ADECUADO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS DE BOMBEO APLICADOS A RIEGO

El bombeo de agua con energía solar se basa en la tecnología fotovoltaica (FV) que convierte la energía solar en energía eléctrica para hacer funcionar un motor acoplado a una bomba de agua con corriente continua o alterna. La selección de la tecnología y el dimensionamiento adecuado de los componentes del sistema es esencial para un funcionamiento estable y eficiente de un sistema de riego FV. En este trabajo se desarrolló una plataforma computacional implementada en el software Engineering Equation Solver (EES) para el dimensionamiento adecuado de sistemas fotovoltaicos, para la operación de sistemas de riego tecnificado. El modelo numérico desarrollado incluye variables hidráulicas, eléctricas y meteorológicas en el proceso de simulación, en el cual se determina la factibilidad energética, así como distintas variables que sugieran una determinada prefactibilidad, como el ahorro, inyecciones y energía consumida desde la red. Los resultados entregados permiten al usuario tomar una decisión sobre la potencia fotovoltaica a instalar teniendo en cuenta dos modelos energéticos. El modelo en autoconsumo (on-grid) donde el sistema energético FV se integra a la red eléctrica publica, y el segundo está aislado de la red (off-grid) donde el sistema energético FV alimenta exclusivamente al sistema de riego. Luego, utilizando la herramienta computacional desarrollada se presenta el análisis de dos unidades demostrativas de riego por goteo FV (UDE) para uva de mesa en la zona norte y dos UDE en la zona sur para cultivos de frutilla para lo que se establecen medidas de eficiencia energética previos al diseño de los sistemas fotovoltaicos aplicados a riego por goteo. En ambas zonas se utiliza un modelo conectado a la red (on-grid) y un modelo aislado de la red (off-grid). De acuerdo con los resultados obtenidos se tiene que el sistema on-grid de la zona norte cubre el 100% de la demanda energética anual para el riego con una potencia instalada 4,5 veces menor que el sistema off-grid. Para los sistemas de la zona sur, el caso sistema conectado a la red el predio cultivado es 8,3 veces mayor, la potencia fotovoltaica dimensionada es solo 1,5 veces mayor. De esta forma, el sistema on-grid minimiza la potencia a instalar para un mismo predio, lo que significa un mejor uso de suelo cultivable y una menor inversión.
 The solar enegy water pumping it's based on photovoltaic technologies, that transform the solar energy into electric energy to feed an engine, either in direct or alternating current, coupled to a water pump. Technology selection and proper sizing of the system's components it's crucial for a efficient and stable performance in a solar energy irrigation systems.This work involves the development of a computational platform on Engineering Equation Solver (EES) for the proper photovoltaic systems sizing for irrigation systems technical operation. Developed numerical model includes hydraulic, electrical and meteorological variables in the simulation process, with which determines the energetic factibility, as well as other variables that suggets a especific prefactibility, like savings, inyections and energy consumption from the grid. Delivered outcomes allow the user to make a choice about photovoltaic power to be installed, given two energetic models. First we have an on-grid FV system, with integration with public electrical networks, and later the off-grid FV system, which is the only one that feeds the irrigation system.After that, with the developed computational tool, it's presented the analisys of two demostrative units of FV drip irrigations for table grape in the north zone, and two demostrative units in the south zone for strawberry, for which energy efficiency measures are stablished in the previus photovoltaic systems design apllied to drip irrigation. On both zones it's used the on-grid and off-grid model.In accordance with the outcomes, the north zone on-grid system covers the annual energy demand for the irrigation with a system 4.5 times smaller than the off-grid system. In the south zone, with a growing zone 8.3 times bigger than the north zone, the on-grid system is only 50% bigger. Thus, the on-grid system minimize the size of power for the same growing zone, meaning in a better use of arable lands and a lower investment