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Junio 2019 | Energía

Sostenibilidad y ahorro en el cultivo de uva vinífera

Los beneficios del riego fotovoltaico autónomo de alta potencia

Los crecientes costos de energía y los desafíos por producir de forma sustentable han posicionado a la eficiencia energética y a las energías renovables como una poderosa herramienta para mejorar la competitividad de la Agroindustria en América Latina.

Existen grandes oportunidades de ahorro y optimización en el uso eficiente de la energía a través del uso de sistemas de riego fotovoltaico autónomo de alta potencia, tanto para nuevas superficies de riego como para sistemas de riego preexistentes. Un ejemplo de lo anterior es el sistema de riego fotovoltaico autónomo de alta potencia que está ubicado en la Comuna de Palmilla, VI región y alimenta a 15 [Ha] de uva vinífera solo con energía 100% solar fotovoltaica con una potencia nominal de 30 [kWp], sin conexión de red eléctrica local.

Dr. Gerardo Arancibia.

“Como sistema de respaldo auxiliar de energía, cuenta con un moto-generador diesel de 20 [kW] solo para uso de emergencia. Esta configuración permite reducir a cero los costos de energía, potencia y peajes eléctricos de la red local (y la extensión de red eléctrica local) mediante una inversión óptima”, explica el Dr. Gerardo Arancibia, responsable de transferencia tecnológica para América Latina del proyecto europeo MASLOWATEN.

A nivel nacional, solo en el 2018, el costo de los términos de potencia (hora punta y fuera de hora punta) ha subido un 35%, representando actualmente entre 30-40% del costo total de estar conectado a la red eléctrica local.

GIRA TECNOLÓGICA A ESPAÑA

Para conocer esta innovación a gran escala, se está organizando una gira tecnológica orientada a organizaciones agrícolas de Chile y América Latina. La Gira Tecnológica 2019 MASLOWATEN, se realizará en Madrid, del 9 al 11 de septiembre, donde a través de charlas técnicas y debates posteriores se conocerá en terreno dos demostradores de riego solar de alta potencia, aplicados a:

– Bombeo a balsa o estanque acumulador 100% autónomo de 360 [kWp], 250 [ha].

– Riego solar 100% autónomo  presión constante de 160 [kWp], 130 [ha].

Más informaciones:

gerardo@elementalenergy.cl

LOS COSTOS DE ESTAR CONECTADO A LA RED

En Chile, los sistemas de riego fotovoltaico ‘on-grid’ solo reducen el costo de la energía pero mantienen constantes los costos de potencia y peajes eléctricos, ya que según la nueva Ley de generación distribuida 20571, que regula el funcionamiento de equipos de generación eléctrica que trabajan en base a energías renovables no convencionales para el autoconsumo de clientes regulados, para poder recibir pagos de los excedentes de energía de un proyecto, se debe demostrar que el proyecto sea netamente para autoconsumo (a través del perfil de consumo de la instalación y la generación esperada por el proyecto de autoconsumo). Solamente pueden evitar estas restricciones los clientes residenciales que presenten una potencia conectada de hasta 20 [kW] y las personas jurídicas sin fines de lucro con una potencia conectada de hasta 50 [kW].

“Pero los sistemas fotovoltaicos autónomos de alta potencia no requieren de conexión eléctrica con la distribuidora eléctrica local y satisfacen el 100% del consumo eléctrico del riego o de alguno de sus procesos productivos más demandantes, como el bombeo de agua y refrigeración de fruta en cámaras de frio.Estos sistema son altamente competitivos cuando reemplazan generación a base a petróleo o los costos de extensión de red al lugar del proyecto,en especial cuando la red eléctrica está a una distancia superior a 500 metros del predio”, explica el Dr. Arancibia.

En instalaciones de riego no solo hay que comparar el precio del kWh, sino que además hay que considerar el ahorro por eliminar el contrato con la compañía eléctrica. En Chile, el costo del kWh está en entorno de los 67 pesos, pero si se considera el término de potencia (medida y en hora punta) más los peajes eléctricos, el kWh no baja de 150,1 pesos.

RIEGO FOTOVOLTAICO ‘OFF-GRID’ DE ÚLTIMA GENERACIÓN

Según indica el Dr. Arancibia, estos sistemas satisfacen el total de la energía diaria demandada por el sistema de riego convencional en el mes de máxima demanda hídrica con tiempos de riego que van de 8 a 10 horas diarias (horas solares estándar). “Cuando la fuente hídrica no es capaz de entregar el caudal [m3/día] necesario para cumplir con este requerimiento, el diseño integra un tranque de acumulación para almacenar el volumen de agua diario necesario para satisfacer la demanda hídrica del cultivo”.

El sistema de riego fotovoltaico autónomo instalado en La Palmilla está constituido por 5 elementos bien diferenciados: Generador fotovoltaico (incluye módulos, estructuras de soporte y tableros de seguridad eléctrica DC y AC), Variador de frecuencia, Cuadro de cambio de sección, Unidad de control y, por último, Sistema de Monitorización online. Para completar el suministro, a ellos hay que añadir un conjunto de elementos auxiliares como cierre perimetral, señales de seguridad, vías de acceso a personal para efectuar labores de limpieza de módulos (mantención de conservación de la planta), manuelas de mantención, extintores, etc.

“Es muy importante entender que los sistemas de riego fotovoltaicos deben integrarse con otras infraestructuras de riego (motobombas, programadores de riego, tuberías de distribución de agua, goteros, aspersores, etc.) que, en general, existen con anterioridad y que el sentido común y la economía obligan a aprovechar”, indica el experto.

  • Así, este nuevo diseño del sistema fotovoltaico cumple con satisfacer los siguientes cuatro objetivos principales:
  • ·         Integrar el sistema fotovoltaico en el sistema de riego preexistente. Esto obliga a indagar con cierta profundidad en las características de este sistema (tipo, horarios de riego, restricciones, etc.)
  • ·         Resolver los problemas derivados de la intermitencia de la radiación solar. En particular, las fluctuaciones relativamente rápidas causadas por el paso de nubes son potencialmente perjudiciales tanto para la estabilidad del funcionamiento, debido a las alteraciones bruscas de la presión, como para la fiabilidad de los equipos, debido a los excesivos arranques y paradas.
  • ·         Ajustar en lo posible la producción a la demanda de agua. Esto obliga a contrastar el perfil anual de la demanda de agua con el perfil anual de la radiación solar incidente sobre los generadores fotovoltaicos. Con mucha frecuencia, los sistemas de seguimiento en un eje horizontal representan el mejor ajuste entre ambos perfiles y, además, ofrecen un perfil diario constante durante los meses de riego, lo que también es beneficioso para esta aplicación.
  • ·         Asegurar la fiabilidad durante, al menos, 25 años para garantizar el cumplimiento de los planes de negocio. A la hora de elegir los componentes del sistema, esto recomienda optar exclusivamente por tecnologías bien probadas y cuyo comportamiento resulte predecible. Y esta es la razón por la que estas especificaciones no contemplan ni baterías, ni módulos fotovoltaicos que no sean de silicio cristalino, ni híbridos fotovoltaico-eólicos.