Bombeo Solar 230 kW – 500 V híbrido – Comunidad de Regantes Aguas de Santa María 

Bombeo Solar 230 kW – 500 V híbrido – Comunidad de Regantes Aguas de Santa María 

RIEGO

Bombeo Solar 230 kW – 500 V híbrido – Comunidad de Regantes Aguas de Santa María 

Resumen de la aplicación

La  instalación está compuesta de 2 pozos de captación para elevación de agua de riego a 2 balsas. Una de las balsas está situada a unos 20 m de los pozos de captación con una capacidad de 60.000 m3; y la otra ubicada a 800 m con un volumen de 100.000 m3. El agua de las balsas se utiliza para regar por gravedad los campos colindantes de viña, olivo, almendro, hortalizas y árboles frutales.

Para la elevación del agua a balsa se cuenta con 2 bombas sumergidas a 150 m: la primera de 230 kW, 500 V y la otra de 150 kW, 500V. Los pozos están a una distancia de 25m hasta el cuadro de control.

La tensión de red disponible en la instalación es de 500 V. Las bombas eran alimentadas directamente antes de la instalación del campo solar.

La propuesta final fue instalar un bombeo solar híbrido con conmutación a red. Trabajará de forma totalmente aislada (100 % solar) durante las horas centrales del día y en caso de necesidad es posible conectarse a la red eléctrica.

El campo solar fotovoltaico instalado consta de 756 módulos de 545 Wp para conseguir un total de 412 kWp. La configuración final fue 42 series de 18 módulos agrupadas en 3 grupos de 137 kWp con 14 series cada uno.

1

Campo solar fotovoltaico de 412 kWp.

Formado por 756 módulos de 545 Wp.

2

Interior del cuadro de control.

Contiene el variador FRENIC-HVAC de 300 CV – 575 V.

3

Solución para monitorización remota.

Compuesta por la pantalla V9, y el software V9-APP-SP para Bombeo Solar.

Requerimientos de la aplicación

El objetivo principal de este proyecto es disminuir el consumo procedente de la red eléctrica usado en el bombeo de agua para el riego. Con dicho ahorro energético se espera generar un importante ahorro económico del coste energético que permita una rápida amortización del mismo.

Bomba de riego a 500V.

Una de las peculiaridades de esta aplicación fue que los motores de las bombas se alimentaban a 500 V, tensión poco habitual. Por tanto, era necesario instalar un variador con posibilidad de regular una bomba a 500 V. Fuji Electric posee un modelo de la familia FRENIC-HVAC que permite trabajar con un rango de voltaje adecuado para bombas de 500 V. La configuración del campo solar planteada ofrece una tensión máxima en circuito abierto de 891 V necesaria para alimentar el FRENIC-HVAC sin superar el límite de los 900 V.

Distancia motor a variador superior a 50 metros.

La gran distancia de cable desde las bombas hasta los variadores (175 m) amplifica los picos de tensión de alta frecuencia a la salida del variador, este fenómeno puede producir efectos adversos en el aislamiento de los motores. Para solucionarlo, es necesaria la instalación de un filtro sinusoidal de salida entre el variador y la bomba.

Configuración especial de bombeo solar.

Como consecuencia del uso del FRENIC-HVAC para gobernar el motor de 500V, ha sido necesario incluir un variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar que funcione como control del sistema de bombeo solar. Con esta configuración, hemos podido ofrecer una solución que se adapta a la necesidades de especiales de alimentación y potencia sin perder la capacidad de control del bombeo solar.

Control de nivel de balsa.

La instalación requiere un control de los niveles de las balsas. El sistema debe de asegurar los niveles mínimos y máximos para evitar reboses o falta de agua. Por esa razón fue necesario el uso de las señales provenientes de las sondas de nivel.

Uso conmutado del variador para las 2 bombas.

En esta primera fase el sistema contempla la posibilidad  de utilizar un solo variador para regular las dos bombas de forma independiente, nunca funcionarán de forma simultánea. Como consecuencia, a la salida del variador se instaló una maniobra de conmutación.

Gestión remota de la instalación.

Por último, dada la importancia de la instalación, el usuario requiere una monitorización remota las 24h del día para obtener el estado de funcionamiento o estadísticas de funcionamiento. Además en caso de averías, necesita un sistema de supervisión de alarmas y ajustes del variador que le permita actuar rápidamente ante cualquier incidente.

Solución Fuji Electric

Fuji Electric, el gran especialista en Bombeo Solar.

Gracias a la amplia gama de variadores que ofrece Fuji Electric, somos capaces de ofrecer soluciones flexibles y ajustadas a las necesidades de cada proyecto. En este caso de éxito, la solución ofrecida consistió en instalar nuestro robusto FRENIC-HVAC de 575 V como etapa de potencia, gobernado por un equipo de poca potencia FRENIC-Ace para Bombeo Solar. Permitiendo cumplir con los rangos de tensión establecidos por las bombas y dar solución a las exigencias de una aplicación de bombeo solar.

Una gran variedad de opciones y accesorios completan la gama de productos de Fuji Electric

En este caso podemos destacar el uso de dos tipos de filtros: Filtros de salida (dU/dt o sinusoidales) que protegen el aislamiento del motor en caso de largas distancias de cable desde variador a motor, y los filtros CEM de entrada que trabajan a nivel de interferencias conducidas de sistemas eléctricos con variador de frecuencia.  

Equipos instalados

1 ud. Variador serie HVAC, 300 CV, 575 V modelo FRN300AR1S-5U.

1 ud. Variador Ace para Bombeo Solar de 1,1 kW, 400 V modelo FRN0004E2E-4GA-CLI-SOL.

1 ud. Filtro sinusoidal de salida 350 A modelo CNW 933/350.

1 ud. Filtro de entrada CEM de CC y 400 A modelo FN 2200-400-99.

1 ud. Solución de monitorización remota para Bombeo Solar V9-APP-SP.

1 ud. Pantalla HMI modelo V906iTD

Detección del nivel de balsa para prevenir rebose.

Gracias a este sencilla y útil función, es posible detener la bomba mediante el uso de una boya de nivel conectada a una de las entradas digitales del variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar. Además, cuenta con retardo a la conexión y a la desconexión para evitar arranques y paros indeseados debidos a las oscilaciones del agua.

Conectados con el mundo. Soporte 24h 365 días

Gracias a la solución V9-APP-SP instalada podemos ofrecer una conexión remota segura que nos permite monitorizar y generar informes de funcionamiento del bombeo, ajuste y puesta en marcha del variador y monitorización y control de las alarmas de forma rápida y sencilla. Además, incorpora control de grupo electrógeno y programador de riego hasta 17 sectores.

Instalación de Bombeo Solar en Lidonero

Ventajas de la solución

Ahorro en el coste energético del 80 %

El uso del bombeo solar en las horas centrales del día a permitido conseguir un ahorro del 80 % en la factura eléctrica del cliente. Como especialistas en bombeo solar hemos optimizado el uso del riego solar versus la conexión eléctrica, reduciendo los paros por paso de nubes y garantizando un arranque y paro de la bomba óptimos independientemente de las condiciones de trabajo. Además, en el caso de trabajo con red, hemos reducido el consumo de energía reactiva ayudando también al ahorro eléctrico de la instalación.

Solución robusta y fiable.

El FRENIC-Ace para bombeo solar no necesita el sensor de irradiancia para conocer la potencia disponible en los paneles fotovoltaicos. Gracias a esta prestación, evitamos paradas inesperadas debidas a la inestabilidad de la potencia disponible en los días con nubes. Además, permite evitar paros por fallo del sensor de irradiancia.

Durabilidad y fiabilidad gracias a la gran robustez de los variadores Fuji Electric.

La calidad y robustez de los componentes utilizados en la fabricación de nuestros variadores, garantiza una gran durabilidad en las condiciones más exigentes de trabajo. Aspectos como las altas temperaturas en verano y ciclos de trabajo de la instalación son aspectos muy importantes a tener en cuenta para asegurar la fiabilidad del riego. Las garantías de 3 años en el FRENIC-Ace y de 5 años en el FRENIC-HVAC, confirman compromiso.

Resultado obtenido

Fuji Electric como gran especialista en bombeo solar y sistemas de automatización ofrece soluciones flexibles y adaptadas a los requerimientos de cada aplicación. En este caso, podemos resumir la solución en dos partes, hardware y software.

HARDWARE

La aplicación ha sido resuelta con un variador FRENIC-HVAC de 300 CV – 575 V trabajando como etapa de potencia, para adaptar el voltaje necesario de 500 V de la bomba y gobernado por un variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar que trabaja como “cerebro” del bombeo solar. Como consecuencia, solucionamos los siguientes puntos:

1: El variador admite el voltaje máximo suministrado por el campo fotovoltaico.

2: Proporcionamos al motor de la bomba ya instalada la tensión de 500 V requerida.

3: Dotamos al sistema de riego de la inteligencia, autonomía y funciones especiales que requiere una instalación de bombeo solar.

Instalación de filtros de salida para evitar los efectos adversos producidos por la gran longitud de cable desde las bombas al variador (200 m. aprox.)

Además, se han instalados filtros CEM de entrada y reactancia DCR para mejorar aun más la eficiencia energética del sistema.

SOFTWARE

El FRENIC-Ace para bombeo solar incorpora todas las funciones especiales y dedicadas necesarias para el buen funcionamiento: Funciones de bombeo solar (MPPT, Paso de nube, etc.), de protección de la bomba (Smart Start, dormir/despertar o pozo seco) y dedicadas al riego como el control de nivel.

En este caso con la función “Detección de nivel de tanque”, el variador controla la bomba en función del nivel máximo o mínimo de la balsa.

Por otro lado gracias a la V9-APP-SP, el cliente puede acceder a su instalación desde cualquier parte, ya sea desde móvil, Tablet o PC. El cliente tiene controlada la instalación y en caso de cualquier alarma recibe aviso de lo ocurrido automáticamente vía email. Diariamente recibe estadísticas de funcionamiento para evaluar su funcionamiento.

FUNCIONAMIENTO

Durante el día se prioriza el funcionamiento en modo 100 % solar, siempre y cuando exista energía suficiente para mantener los niveles de balsa deseados. Cuando es necesario, se conecta a red eléctrica de 500 V para trabajar en modo híbrido o durante la noche con tarifas nocturnas más económicas.

Después de varios meses de funcionamiento, los resultados muestran el gran ahorro conseguido en la factura de electricidad gracias a nuestra solución de Bombeo Solar :

-La puesta en marcha se realizó el 27 de julio de 2022.

-Desde agosto a octubre de 2022, la comunidad de regantes certifica un ahorro de 70.000 €. Supone una reducción en el recibo de electricidad de más del 80 %, con respecto a los meses previos a la puesta en marcha del sistema de bombeo solar.

-Se traduce en una gran reducción del precio del metro cúbico de agua bombeada.

-El periodo de amortización de la inversión se sitúa entorno 4 años.

Por último recordar que gracias a la solución Fuji Electric, la instalación ofrece una gran autonomía, fiabilidad y viabilidad económica a futuro ante la incertidumbre de los costes energéticos.

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Bombeo solar híbrido 205 CV – 1.000 V – Finca El Ahorcado

Bombeo solar híbrido 205 CV – 1.000 V – Finca El Ahorcado

RIEGO

Resumen de la aplicación

La instalación se ha llevado a cabo en el Cortijo “El Ahorcado”, una finca privada con un campo de olivos de la variedad Picual. Se trata de un bombeo solar para la elevación de agua para riego, desde un sondeo de un pozo a una balsa. Posteriormente, se realizan una serie de re-bombeos para hacer llegar el agua al campo de olivos.

Para la elevación del agua del pozo a la balsa se cuenta con una bomba de 168 CV con motor asíncrono de 150 kW 115 A 1.000 V, instalada en el pozo a una profundidad de 350 m. Al tratarse de una elevación a balsa, el sistema no está presurizado y no requiere de control de presión.

La instalación contaba previamente con un auto-transformador que elevaba la tensión de red de 400 V disponible, hasta los 1.000 V requeridos por la bomba principal (elevación a balsa). Por otro lado, los re-bombeos para el riego de los olivos son alimentados por un inversor solar de 100 kW.

Se propone, a través de ENERPROYECTA, una solución de bombeo solar híbrido para la bomba principal, con el objetivo de conseguir una importante reducción del consumo de la red eléctrica, debido al gran encarecimiento del coste de la energía en los últimos tiempos. La idea es mantener la conexión a red eléctrica, para asegurar las necesidades de agua de los olivos. Para ello, se controla la entrada de CA mediante un contactor externo y seguro.

El generador fotovoltaico planteado consta de 540 módulos fotovoltaicos de 550 Wp, conformando un total de 297 kWp, divididos en 36 series de 15 módulos cada una. A su vez, las series se encuentran agrupadas en 3 grupos  de 12 series. Cada grupo cuenta en campo con un cuadro de nivel 1 con interruptor y fusibles. Los 3 grupos se unifican en un solo cuadro de nivel 2 ubicado en la caseta donde se encuentra el cuadro del variador.

1

Campo solar fotovoltaico

540 módulos FV, que suman una potencia total de 297 kWp.

2

Cuadro de nivel 1

Alberga las protecciones de cada grupo de 12 series.

3

Cuadro de nivel 2

Donde se unifican los 3 grupos para sumar los 297 kWp.

Requerimientos de la aplicación

El principal punto a solventar en esta instalación es ofrecer una solución técnicamente viable para proporcionar a la bomba una tensión de 1.000 V. Se trata de una tensión habitual en zonas rurales, cuando se tienen bombas de gran potencia a gran profundidad, con el fin de reducir sección de cable y, por lo tanto, el coste de la instalación. Este tipo de tensiones no son habituales en las gamas de baja tensión de la gran mayoría de fabricantes de variadores. Sin embargo, en Fuji Electric contamos con solución para un gran rango de tensiones. La solución propuesta por Fuji Electric consiste en la utilización de un variador con salida trifásica 400 V de la familia FRENIC-Ace para Bombeo Solar, con un transformador de aislamiento a su salida para elevar la tensión hasta los 1.000 V necesarios por el motor de la bomba. La recomendación en estos casos es usar un transformador de aislamiento, en lugar de un autotransformador, para evitar los posibles problemas derivados (tensión homopolar, corrientes circulantes, etc.) que podrían llegar a causar daños tanto en el autotransformador, como en el motor. Así mismo, el transformador debe permitir trabajar con tensión y frecuencia variable.

Además, el cliente deseaba tener la posibilidad de bombear agua en cualquier momento, y por ello se decidió realizar un bombeo solar híbrido, alimentando el variador simultáneamente con el generador fotovoltaico y con la red de 400 V disponible.

Por otro lado, y por exigencias del fabricante de la bomba, la aceleración del motor de la bomba debía de hacerse en menos de 2 segundos hasta la frecuencia a la que impulse agua, concretamente 38.5 Hz en esta instalación. Esto en un bombeo solar aislado es complejo, pues depende de la energía disponible en placas. Sin embargo, nuestro departamento técnico ha conseguido solventarlo gracias al desarrollo de la función “Fast Start” (arranque rápido). Esta función, aplica una frecuencia mínima durante un tiempo determinado, y pasado ese tiempo comienza a trabajar el MPPT. De este modo se asegura de que haya energía suficiente para alcanzar la frecuencia mínima de bombeo, sin arranques en falso.

Otro requerimiento de esta aplicación es maximizar el aprovechamiento de la energía producida por el campo solar. Para ello, el inversor solar de 100 kW comparte con el variador la alimentación de uno de los grupos de 12 series de módulos, es decir, 99 kW. Los otros 2 grupos de 12 series se dedican exclusivamente al variador. En los montajes con campo solar compartido se debe contemplar alguna medida (normalmente diodos) para evitar la regeneración hacia el campo solar, y asegurar que ninguno de los equipos excede su consumo establecido.

Por último, dada la importancia de la instalación, el cliente solicitó un sistema de monitorización remota para estar informado en todo momento del funcionamiento del sistema. Para ello, se instaló la solución para la monitorización remota de Fuji Electric, compuesta por la pantalla V9 con router VPN integrado, y nuestra aplicación V9-APP-SP, que permite al cliente un acceso remoto desde cualquier dispositivo móvil.

Solución Fuji Electric

Posibilidad de alimentar el variador con CC y/o con CA, sin necesidad de módulos adicionales.

El FRENIC-Ace para Bombeo Solar permite distintas configuraciones de alimentación: alimentación fotovoltaica aislada, alimentación conmutada, e incluso alimentación híbrida (fotovoltaica con apoyo de red eléctrica o generador diésel). En su modo híbrido gestiona automáticamente la energía, priorizando siempre la energía disponible en el generador fotovoltaico.

Amplio rango de soluciones y flexibilidad para satisfacer las necesidades del cliente.

Gracias a la amplia experiencia de nuestro departamento técnico, estudiamos cada proyecto y ofrecemos la solución más adecuada en cada caso. Esto, junto al extenso portfolio de producto, nos permite ofrecer soluciones viables, sea cual sea la peculiaridad del proyecto: diferentes tensiones de bombas, grandes potencias, requerimientos del fabricante de la bomba, etc. Encuentra en Fuji Electric tu principal aliado para llevar a buen puerto tus aplicaciones!

Conectados con el mundo gracias a la solución para monitorización remota de Fuji Electric.

Te ofrece la tranquilidad de saber que la instalación está funcionando perfectamente. En caso contrario te alerta mediante un correo electrónico de cualquier alarma en el variador. Además, incorpora un sencillo programador de riego, y la gestión del control de grupo electrógeno (manual, o asignado a programa de riego). Todo para hacer más cómodo el trabajo de los agricultores, pero también de instaladores y mantenedores!

Distancias de cable a la bomba de hasta 1000 m con nuestros filtros de salida.

El amplio portfolio de Fuji Electric cuenta con una gran variedad de filtros de salida para proteger tu bomba de los efectos adversos de un extenso cableado. De este modo, contamos con filtros dU/dt para distancias de hasta 200 m, y con filtros sinusoidales para distancias de hasta 1000 m.

Equipos instalados

1 ud. FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 200 kW – 400 V (FRN0415E2E-4E-CLI-SOL).

1 ud. Reactancia en serie con el bus de CC. Para motor de 160 kW – 400 V (DCRE4-160C).

1 ud. Filtro salida sinusoidal para altas distancias de cable, para motor de 300 A (LC300).

1 ud. Solución para la monitorización remota del bombeo solar. Compuesta por pantalla V9 de 5.7” (V9060iTD) y software de monitorización del bombeo solar (V9-APP-SP).

Instalación de Bombeo Solar en Lidonero

Ventajas de la solución

Control de motores asíncronos y de motores síncronos de imanes permanentes.

Cada vez son más comunes los motores síncronos de imanes permanentes, ya que son energéticamente más eficientes. El FRENIC-Ace para Bombeo Solar permite el control, tanto de motores asíncronos convencionales, como de motores síncronos de imanes permanentes, con el mismo variador.

Diseñado para una vida útil de 10 años.

Gracias a la calidad de los componentes usados en su fabricación, el FRENIC-Ace para Bombeo Solar se presenta como un equipo robusto y fiable. Y por ello se ofrece al mercado con 3 años de garantía.

Funciones específicas para el control del bombeo solar incorporadas en el variador y posibilidad de ampliación con funciones adicionales.

El software de bombeo solar está integrado en la lógica programable del variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar. Gracias a ella permite al usuario customizar y añadir otras funciones. Existe un anexo de modificaciones de la versión SP3 con varias funciones adicionales disponibles.

Amplio rango de potencias disponibles, y solución para diferentes tensiones de motor.

Desde 0,4 kW a 280 kW, en trifásica 400 V. Soluciones disponibles para otras tensiones de motor (230 V, 575 V, 690 V, etc.) y potencias superiores a 280 kW. También existe solución integrada en cuadro para grandes potencias.

Resultado obtenido

Como vemos, además de un amplio portfolio de producto y un extenso rango de potencias y tensiones, en Fuji Electric, como especialistas en regulación, nos esforzamos en proporcionar las soluciones más adecuadas a nuestro clientes. No solo ofrecemos un producto robusto y duradero, si no que nos preocupamos de que nuestros equipos se integren con fiabilidad en sistemas complejos. Esto es de especial importancia, sobre todo en proyectos de gran potencia, como lo es este caso de éxito.

En cuanto a la selección de los equipos, para la regulación de la bomba principal se ha optado por un variador de la serie FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 200 kW – 400 V, con referencia FRN0415E2E-4E-CLI-SOL. Este equipo proporciona 377 A en modo HND, que permite sin necesidad de módulos adicionales un funcionamiento, tanto en aislada, como en hibrido con el apoyo de la red alterna disponible en la instalación a 400 V. De este modo, se garantiza la disponibilidad de energía para impulsar agua, independientemente de las condiciones climáticas, lo cual era de vital importancia para el cliente.

Así mismo, el dpto. técnico de Fuji Electric definió los parámetros necesarios por el transformador de aislamiento. De esta forma se dimensionó teniendo en cuenta las caídas de tensión hasta el motor, principalmente la que se produce en el filtro de salida sinusoidal necesario, dada la alta distancias de cable a motor. Estas son las especificaciones del transformador: una potencia de 225 kVA, con entrada a 400 V y salida a 1.000 V, permitiendo una tensión y frecuencia variable (25-60 Hz).

Por otro lado, la solución de bombeo solar de Fuji Electric se ha integrado perfectamente en la aplicación, junto al inversor solar, con el fin de maximizar el ahorro. El funcionamiento es el siguiente: se limita la potencia del inversor a 25 kW para priorizar la energía disponible en placas para el variador. Una vez que alcanza dicha potencia, se da orden de marcha al variador y se para el inversor. Cuando el variador alcanza los 50 Hz y se mantiene durante un tiempo prudencial (para evitar arranques innecesarios), se vuelve a arrancar el inversor. Si en cualquier momento el variador baja de los 47 Hz, se vuelve a parar el inversor. De este modo se aprovecha la energía disponible para alimentar con el inversor solar los re-bombeos de la instalación. Así mismo, se vierte a red la energía sobrante, siendo bonificada con hasta 0.10 €/kWh de compensación en el recibo. Toda esta maniobra está automatizada gracias a un sistema desarrollado por ENERPROYECTA, y que consiste en un PLC que realiza la gestión de arranque y paro de cada sistema.

Con el fin de evitar los problemas asociados a una instalación con campo solar compartido, donde además se cuenta con alimentación híbrida, el dpto. técnico de Fuji Electric propuso la instalación de diodos, con las siguientes ventajas asociadas:

– Evitar errores en el conexionado del generador FV.

– Asegurar que cada equipo no exceda su consumo, y evitar regeneración hacia el campo solar.

– Evitar problemas (principalmente con las protecciones) de la parte de alterna.

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Bombeo solar de 75 kW y 22 kW para riego de árboles frutales

Bombeo solar de 75 kW y 22 kW para riego de árboles frutales

RIEGO

Resumen de la aplicación

Se trata de una aplicación de bombeo solar para el bombeo de agua desde un cauce y para el riego de unos cultivos de árboles frutales, principalmente ciruela y melocotón.

La instalación consta de dos bombas, una de 75 kW y otra de 22 kW, ambas a una tensión nominal de 400 V. La bomba de 75 kW es la encargada de elevar agua desde un cauce cercano hasta una balsa donde se almacena agua para riego por gravedad en los terrenos colindantes. La bomba de 22 kW se utiliza para regar en aquellos cultivos donde no es posible regar por gravedad.

Para ello se han instalado sendos variadores de la familia FRENIC-Ace para Bombeo solar, uno para cada una de las bombas.

Así mismo, se ha instalado en cada variador la Solución Fuji Electric para la monitorización remota del bombeo solar, por tratarse de una instalación crítica, dada su importancia para la comunidad de regantes.

1

CAMPO FOTOVOLTAICO

Cada bomba es alimentada por un campo FV independiente.

2

CASETA DE RIEGO

Caseta donde se hayan los cuadros y sistema de control de riego.

3

Cuadro para la monitorización remota de la bomba de 75 kW

Cuadro con la pantalla V9 de 7”, que incorpora la aplicación de monitorización remota.

Requerimientos de la aplicación

La principal preocupación de la propiedad era tener monitorizado el correcto funcionamiento de la instalación las 24h del día, dada la importancia de dicha instalación, y lo remota que se encuentra dicha localización. Por lo tanto, se propuso la instalación de la Solución Fuji Electric de monitorización remota del bombeo solar, la cual permite una monitorización continua de las posibles alarmas del variador, así como la configuración remota de las funciones específicas del bombeo solar (cambio de consigna de presión, detección de balsa llena, detección de tubería rota, etc.).

Por otro lado, para evitar un posible desborde de la balsa, era necesaria alguna función que permitiera anticiparse gracias a la señal transmitida por un sensor de nivel. Este punto queda resuelto gracias a la función de detección de balsa llena que incluye el FRENIC-Ace para Bombeo Solar.

A modo anecdótico, el instalador decidió montar una talla superior de variador para cada bomba, es decir, para el caso de la bomba de 75 CV se instaló un variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 75 kW, y para la bomba de 22 CV se instaló un variador de 22 kW. Esto no tiene por qué ser necesario, salvo decisión expresa, ya que el variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar, en su modo HND puede trabajar con temperatura ambiente de hasta 50 ºC sin derating de corriente a la salida.

Solución Fuji Electric

Solución para la monitorización remota del bombeo solar.

Compuesta por nuestra pantalla V9 disponible en tres tamaños, y nuestra aplicación V9-APP-SP, la solución permite una serie de funcionalidades muy interesantes para la gestión y  monitorización remota de la instalación.

Función detección de tanque o balsa llena.

Esta función permite anticiparse un posible desborde de nuestro depósito, gracias a la señal de un detector de nivel y al algoritmo de control que permite modificar el tiempo y la histéresis para un control seguro del llenado de la balsa.

Equipos instalados

1 ud. FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 75 kW – 400 V (FRN0168E2E-4E-CLI-SOL)

1 ud. FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 22 kW – 400 V (FRN0059E2E-4E-CLI-SOL) 

2 uds. Pantalla HMI V9070IWLD + Aplicación de Monitorización remota V9-APP-SP

Instalación de Bombeo Solar en Lidonero

Ventajas de la solución

El software de Bombeo Solar está integrado en el equipo.

No son necesarios módulos externos de programación.

Gran cantidad de opciones de ampliación disponibles.

Teclado avanzado, filtros de salida, opciones comunicaciones, ampliación de entradas y salidas, pantallas HMI, solución para la monitorización remota del bombeo solar, entre muchas más.

Funciones específicas para el control del bombeo solar incorporadas en el variador.

El variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar incorpora una serie de funciones específicas para la protección de la bomba, para el control del riego, y otras específicas de bombeo solar (como por ejemplo la Función Grupo Electrógeno/Red Eléctrica, y el MPPT).

Solución para monitorización remota del bombeo solar.

Ofrece una gran tranquilidad, tanto para el usuario final como para el instalador y mantenedor, gracias a las funcionalidades que ofrece: Monitorización de la instalación. Estadísticas de funcionamiento por correo electrónico. Acceso remoto a la pantalla mediante túnel VPN. Puesta en marcha por pasos, acceso a parámetros de variador, ajuste de funciones especiales, control de grupo electrógeno, gestión de alarmas del variador, y muchas más!

Resultado obtenido

Gracias a la combinación del FRENIC-Ace para Bombeo Solar, junto con la solución para monitorización remota, compuesta por la pantalla V9 y la aplicación V9-APP-SP, se han conseguido solventar satisfactoriamente los requerimientos del cliente.

Por un lado, el variador ofrece la protección necesaria para mantener la instalación a salvo de un posible rebose en la balsa, gracias a la función de detección de tanque o balsa llena que incorpora.

Así mismo, se ofrece una seguridad extra, gracias a la solución de monitorización remota. Ya que permite, tanto al cliente final como al instalador y mantenedor de la instalación, estar seguros de que la instalación está funcionando perfectamente, y  que en caso contrario serán avisados por correo electrónico de cualquier alarma que salte en el variador, y además tener la posibilidad de resetearlas.

 

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Bombeo solar de 50 CV (37 kW) para riego de finca de almendro

Bombeo solar de 50 CV (37 kW) para riego de finca de almendro

RIEGO

Resumen de la aplicación

Esta instalación consiste en un re-bombeo desde una estación hasta un campo de cultivo de almendros. El agua viene de una balsa de una comunidad de regantes y riega una finca de almendro en el Donadío (Jaén), muy cerca del término municipal de Úbeda.

Se trata de un montaje aislado, es decir se alimenta exclusivamente de un campo solar fotovoltaico.

El sistema cuenta con los medios de protección pertinentes, como es el caso de un seccionador en la parte de CC del generador fotovoltaico.

El sistema de bombeo cuenta con una bomba de superficie de 50 CV, y de un motor AEG de 37 kW – 400 V – 63 A.

Se han instalado 255 módulos fotovoltaicos de 340 W, lo que hace un total de unos 87 kW, lo que conforma un gran generador fotovoltaico para la instalación.

Por último, el variador seleccionado ha sido un FRENIC-Ace para Bombeo Solar de Fuji Electric, de 37 kW – 400 V, adecuado para las aplicaciones de bombeo solar. La referencia exacta del equipo seleccionado es FRN0085E2E-4E-CLI-SOL, que oferece una corriente nominal de salida de 75 A en su modo HND.

1

 Campo fotovoltaico.

Texto 2: 255 paneles con una potencia total de 87 kW.

2

Seccionador de CC.

Sistema de protección para aislar el generador fotovoltaico del variador.

3

Cuadro de maniobra con el FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 37 kW – 400 V

Controla el bombeo de agua para el riego de un campo de almendros.

Requerimientos de la aplicación

Una de las peculiaridades de esta aplicación es que el cliente necesita regar puntualmente de noche, o en momentos del día con poca irradiancia.

Por lo tanto, requiere de un variador capaz de ser alimentado indistintamente por fuente de alimentación en CC (campo fotovoltaico), o grupo electrógeno (CA).

Por otro lado, la tubería principal transcurre enterrada en la totalidad de su recorrido, por lo que en caso es prácticamente imposible, identificar una posible fuga o rotura. Por lo que el cliente requería de alguna función específica que detectara un fallo.

Solución Fuji Electric

Posibilidad de alimentar el variador con CC y/o con CA.

El FRENIC-Ace para Bombeo Solar permite distintas configuraciones de alimentación: alimentación fotovoltaica aislada, alimentación conmutada, e incluso alimentación híbrida (fotovoltaica con apoyo de red eléctrica o generador diésel).

Función especifica para la detección de pérdida de presión.

Esta útil función incorporada en el FRENIC-Ace ara Bombeo solar, permite identificar una posible rotura de tunería, con lo que es fácil parar el sistema para evitar desperdiciar agua y, así mismo, proteger nuestra instalación.

Equipos instalados

1 ud. FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 37 kW – 400 V (FRN0085E2E-4E-CLI-SOL).

Instalación de Bombeo Solar en Lidonero

Ventajas de la solución

El software de Bombeo Solar está integrado en el equipo.

No son necesarios módulos externos de programación.

No es necesario un sensor de irradiancia para el control del sistema

Funciones específicas para el control del bombeo solar incorporadas en el variador.

El variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar incorpora una serie de funciones específicas para la protección de la bomba, para el control del riego, y otras específicas de bombeo solar (como por ejemplo la Función Grupo Electrógeno/Red Eléctrica, y el MPPT).

Bombeo solar híbrido sin necesidad de módulos adicionales.

Es posible alimentar el variador en modo híbrido simultáneo (alimentado al mismo tiempo por paneles FV, y red eléctrica/grupo electrógeno), sin necesidad de accesorios ni de módulos adicionales. Muy útil para aplicaciones de riegos intensivos.

Resultado obtenido

Gracias a la utilización del FRENIC-Ace para Bombeo Solar el cliente ha podido solventar las peculiaridades de la instalación solicitadas.

El equipo permite ser alimentado, no solo con el campo solar fotovoltaico, si no que puntualmente se utiliza un grupo electrógeno con alimentación trifásica 400 V para poder regar de noche, o cuando las condiciones climáticas no sean adecuadas.

Así mismo, el variador FRENIC-Ace para bombeo solar ha ofrecido solución a la inquietud del cliente por detectar a tiempo una posible rotura en la tubería enterrada. La función de “detección de pérdida presión” permite detectar rápida y fácilmente una posible rotura de la tubería, incluso aunque esta no es visible.

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Bombeo solar para riego intensivo de olivo

Bombeo solar para riego intensivo de olivo

RIEGO

Bombeo solar para riego intensivo de olivo con 3 bombas de 15 CV

Resumen de la aplicación

Se plantea una instalación de bombeo solar para el llenado de balsa y posterior riego de un campo de olivar de 25 hectáreas de la variedad de oliva “Arbequina”.

El sistema consta de 3 bombas de 15 CV, con motores asíncronos de 11 kW 400 V. Dos de las bombas se utilizan para el llenado de una balsa desde dos pozos independientes. La tercera restante se usa para el riego del campo de olivos.

Para alimentar toda la instalación se cuenta exclusivamente con un generador fotovoltaico formado por 256 paneles de 340 Wp, de los cuales se usan de forma aislada: 80 paneles para la bomba del Pozo 1 , 80 paneles para la bomba del Pozo 2, y los 96 restantes para la bomba de riego.

Existen 3 sectores de riego dentro del campo de olivar, y siempre se debe de mantener la presión de riego constante a 3.5 Bar.

Por otro lado, es necesario mantener los niveles, tanto de los pozos como de la balsa, dentro de los límites máximos permitidos.

Se utilizan 2 programadores de riego, tanto para el control de riego como para el del llenado de la balsa.

1

CAMPO FOTOVOLTAICO

256 paneles con una potencia total de 87.040 W.

2

BALSA DE AGUA PARA RIEGO

Se llena con agua de 2 pozos, mediante 2 bombas de 15 CV.

3

CASETA DE CONTROL

Contiene los depóstitos de fertizantes, cabezal de riego y los cuadros de control.

Requerimientos de la aplicación

En esta instalación se requiere el uso de algunas funciones específicas de aplicaciones de bombeo y bombeo solar: el control de nivel para los pozos y el embalse, así como el control de presión constante.

Para evitar posibles reboses y garantizar el correcto funcionamiento del sistema de llenado de balsa, es necesario realizar un control de nivel de los pozos y de la balsa. Para ello, se utilizan boyas de nivel que proporcionan una señal al variador en caso de alcanzar el nivel máximo del depósito.

En cuanto al control de presión constante, es necesario que éste mantenga la presión dentro de los límites de la presión de consigna, independientemente del sector o sectores que se estén regando. Se usa un transductor de presión para obtener la medida real de la presión de riego.

El variador debe de permitir la conexión tanto de las boyas de nivel como del transductor de presión, mediante el uso de entradas digitales y analógicas, respectivamente.

Solución Fuji Electric

Detección del nivel del tanque para prevenir rebose.

Gracias a este sencilla y útil función, es posible detener la bomba mediante el uso de una boya de nivel conectada a una de las entradas digitales del variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar. Además, cuenta con retardo a la conexión y a la desconexión para evitar arranques y paros indeseados, debidos a las oscilaciones del agua.

Función control de presión (hasta 3 consignas diferentes)

Resumen del titular o punto resuelto 2: Mediante la conexión de un transductor de presión 4-20 mA es posible mantener la presión de la instalación dentro de un margen establecido. Si se reduce la irradiancia de forma brusca, el variador reduce automáticamente la frecuencia para adaptarse a las nuevas condiciones.

Equipos instalados

3 ud. FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 11 kW 400 V (FRN0029E2E-4E-CLI-SOL).

Interior del cuadro de control, con los 3 variadores FRENIC-Ace para Bombeo Solar de 11 kW 400 V.

Bombeo solar para riego intensivo de olivo con 3 bombas de 15 CV

Ventajas de la solución

Fácil puesta en marcha.

La programación el equipo se realiza de forma sencilla en solo 6 pasos.

Equipos de gran robustez y 3 años de garantía.

El FRENIC-Ace para Bombeo Solar se ofrece con 3 años de garantía, gracias a la calidad de los componentes utilizados en su fabricación.

El mismo equipo permite controlar motores síncronos de imanes permanentes (PMSM), además de motores asíncronos.

El variador FRENIC-Ace permite controlar, con el mismo equipo, tanto bombas con motores de inducción convencionales de jaula de ardilla (IM), como bombas con motores síncronos de imanes permanentes (PMSM).

Resultado obtenido

Gracias a todas las funciones específicas para bombeo solar que incluye el FRENIC-Ace para Bombeo Solar, éste se adapta a cualquier tipo de instalación, desde la más sencilla, hasta la más exigente. Como en este caso, en el que las decisiones de riego se toman en función de los datos que se intercambian entre el variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar y el resto de dispositivos de la aplicación.

El variador responsable de la bomba de riego es comandado por un programador de riego, el cual toma las decisiones de cantidad y tiempo de riego, en función de las señales obtenidas desde una estación meteorológica que cuenta con pluviómetro y sensores de humedad, entre otros, y conectados por analógica al programador. Además, gracias al variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar se garantiza una presión de riego dentro de los límites admisibles.

Por otro lado, se realiza el aporte de fertilizante al agua de riego mediante otra pequeña bomba alimentada, en este caso, por un sistema de autoconsumo formado por un inversor solar y otros 9 paneles fotovoltaicos.

Los variadores de las bombas para los pozos 1 y 2 se controlan con otro programador de riego. Éste intercambia con el FRENIC-Ace para Bombeo Solar las señales de nivel de los pozos y del embalse, y añade además funciones de control de caudal instantáneo (l/s), así como programación horaria y diaria. Esta sección se puede monitorizar remotamente, gracias al uso de un SCADA propio, desarrollado sobre una pantalla HMI.

El programador para el llenado de balsa está conectado a los variadores FRENIC-Ace para Bombeo Solar mediante la entrada digital FWD, como orden de marcha. Así mismo, obtiene de los variadores la señal de cualquier posible alarma mediante la salida a relé programada para tal efecto.

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