¿Cómo funciona el bombeo solar en pozos profundos?
El bombeo solar se refiere a la utilización de la radiación solar como fuente de energía para mover agua. En el rubro de los pozos profundos, es común utilizar plantas fotovoltaicas para bombear agua subterránea hacia la superficie. Este tipo de sistema es especialmente útil en áreas donde no hay acceso a la electricidad de la red o donde los costos de la energía son altos. Muchas veces es más económico invertir en un sistema solar que habilitar un lugar para que tenga acceso a la red eléctrica.
A continuación se muestra una descripción general de cómo funciona un pozo de agua alimentado con energía solar:
- Paneles solares: El sistema comienza con la instalación de paneles solares fotovoltaicos en un área expuesta al sol. Estos paneles están compuestos por celdas solares que convierten la radiación solar en electricidad de corriente continua (DC).
- Controlador de carga: La energía generada por los paneles solares se dirige a un controlador de carga. Este dispositivo regula la cantidad de energía que se envía a la bomba de agua y protege las baterías del sistema de sobrecargas.
- Baterías: En muchos casos, se instalan baterías para almacenar la energía generada por los paneles solares durante el día, permitiendo que el sistema continúe funcionando durante la noche o en días nublados. Estas baterías se cargan mediante el controlador de carga y suministran energía a la bomba de agua cuando sea necesario.
- Motor sumergible: El motor está dentro del pozo, en sus profundidades. Este recibe la energía desde el controlador de carga en la superficie y con ella hace girar la bomba.
- Bomba sumergible: La bomba está acoplada al motor dentro del pozo. Al girar impulsa el agua a través de una cañería de impulsión hasta la superficie. Es fundamental elegir bien la bomba para poder extraer el caudal deseado.
- Red de agua: En la superficie, el agua puede terminar en estanques, tranques, o bien directamente a una matriz de distribución de agua.
Recomendaciones para un pozo solar
En primer lugar, nosotros siempre tratamos de evitar el uso de baterías para sistemas de bombeo de agua. En vez de almacenar energía eléctrica, recomendamos almacenar agua en tranques o estanques. Esto, en primer lugar, debido a que es más económico sobredimensionar los equipos de bombeo y la planta fotovoltaica que invertir en baterías. También debido a la corta vida útil de las baterías. Finalmente debido a que las baterías son dañinas para el medioambiente y es bastante común que sean incorrectamente desechadas una vez se les termine la vida útil.
Debido a que los sistemas solares requieren una inversión significante y utilizan abundante espacio, es fundamental dimensionar correctamente los distintos componentes. Por favor revisar nuestra página de equipos de bombeo donde se especifica cómo dimensionar el motor y la bomba sumergible. Una vez seleccionado el equipo de bombeo, se puede dimensionar la planta fotovoltaica. Puedes utilizar la siguiente herramienta del Ministerio de Energía de Chile para esto: https://solar.minenergia.cl/fotovoltaico
Como controlador de carga recomendamos el uso de inversores diseñados especialemente para bombeo de agua. Estos controladores poseen una o más entradas MPPT que maximiza la energía generada por los paneles solares. Luego, entregan energía modulada en pulsos (PWM) con frecuencia variable optimizada para maximizar el caudal extraído pero al mismo tiempo proteger al motor y la bomba sumergible. Las marcas que recomendamos son las siguientes:
Cuando el cable entre el controlador y el motor es muy largo, se resonancia de armónicos eléctricos que pueden dañar el motor sumergible. Para proteger el motor de estos picos de corriente recomendamos el uso de filtros pasabajos o reactores.
- Cable menor a 50 metros –> No requiere filtro
- Cable de 50 a 150 metros –> requiere filtro dV/dt
- Cable de 150 a 400 metros –> requiere filtro sinusoidal
Debido a que el funcionamiento de los pozos solares está totalmente condicionado a la existencia de radiación solar, es especialmente útil instalarles un sistema de monitoreo. De esta fomra podemos saber cómo se comporta el bombeo a lo largo del día y también a lo largo del año. Saber a qué hora se enciende la bomba y luego a qué hora se apaga. Para aprender más acerca de esto, ve nuestra página de monitoreo de pozos.