Carolina Barreto RIEGO POR GOTEO CON BOMBEO...
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RIEGO POR GOTEO CON BOMBEO FOTOVOLTAICO Carolina Barreto
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RIEGO POR GOTEO CON BOMBEOFOTOVOLTAICO
Carolina Barreto
Outline
Antecedentes
Objetivos
Metodología
Resultados del modelo
Resultados del análisis económico
Discusión, conclusiones y recomendaciones
Inicio de mi trabajo en bombeo fotovoltaicoUniversidad Nacional de IngerieríaManagua, Nicaragua. Augosto2002.Bombeo fotovoltaico parariego con panelesconstruidos localmente.
Justificación
60% de los alimentos requeridos para sustentarel mundo en el futuro deben de venir de unaagricultura irrigada.
Los países del tercer mundo tienen ¾ del áreairrigada en el mundo (1/2 pequeños agricultores)
Los pequeños agricultores tienen un promediode 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 pararegiones 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 unapequeña 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 sucomportmiento económico
Proponer estrategias de trasnferencia de la tecnologíasde riego solar para pequeños productores de países en vías de desarrollo.
System’s components
Metodología
Diseño para el mes de menor radiación solar
(método de diseñoautónomo)
Calcular el volumen de bombeo del sistema de
un día típico de cadames (m3/día)
Calcular la evapotranspiración de la planta (ETc) (m3/día/ha)
Método de riego
ETc*Kadj/Ea (m3/day/ha)
Capacidad de bombeo
area = paso 2/paso 4 (ha)
Utilizar la modularidaddel bombeo FV para
incrementar el área de riego a medida que
incrementen los ingresos
Evapotranspiratción del cultivo
Evapotranspiración del Cultivo
Evapotranspiración de referencia
Promedio de radiación mensual: datos de 3 años (Raypa)
Métodos de riego: innundación, aspersión y goteo
Capacidad de área irrigadautilizando la bomba de diafragma Shurflo
Tipo de sistema de
riego
Area (m^2)
EnergíakWh/ha/cosecha
Riego porGoteo
6500 317
Aspersión 833 1798
Inundación 454 3371
PV pumping design
PV array slope and ETc
Arco Solar-53
Pump
Replacement parts
Controls
Drip Irrigation
Drip irrigation: water behavior in different types of soil
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% (Effectiveinterest 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
invest
ment 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
$(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
$80.000,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Solar Drip
Diesel Drip
Diesel furrow
Gravity
Diesel 1$/L , Asparagus 0.3$/kg
$(15.000,00)
$(10.000,00)
$(5.000,00)
$-
$5.000,00
$10.000,00
$15.000,00
$20.000,00
$25.000,00
$30.000,00
$35.000,00
$40.000,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Solar Drip
Diesel Drip
Diesel furrow
Gravity
Diesel (Sensitivity Analysis)
$(10.000,00)
$-
$10.000,00
$20.000,00
$30.000,00
$40.000,00
$50.000,00
$60.000,00
$70.000,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Diesel Drip
Diesel (Furrow)
Diesel Drip 2$/l
Diesel (Furrow) 2$/l
Training: Key component to technology transfer, assimilation, ownership, etc.
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
Riego Eólico
Red paracadena de
suministros
