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.

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 Campo fotovoltaico.

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

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Seccionador de CC.

Sistema de protección para aislar el generador fotovoltaico del variador.

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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.

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CAMPO FOTOVOLTAICO

256 paneles con una potencia total de 87.040 W.

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BALSA DE AGUA PARA RIEGO

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

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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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Cómo seleccionar el variador adecuado para tu aplicación. Casos prácticos 2: Aplicaciones de gran potencia.

Cómo seleccionar el variador adecuado para tu aplicación. Casos prácticos 2: Aplicaciones de gran potencia.

Cómo seleccionar el variador adecuado para tu aplicación.

CASOS PRÁCTICOS II. APLICACIONES DE GRAN POTENCIA

En este webinar, te explicamos como seleccionar el variador adecuado en aplicaciones de gran potencia. Para ello, nos centramos en dos ejemplos prácticos reales: un ventilador para horno de fundición y un triturador de residuos metálicos.

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Instalación de Bombeo Solar en Lidonero

Instalación de Bombeo Solar en Lidonero

Resumen de la aplicación

Se trata de un bombeo solar aislado (sólo trabaja con la energía del sol), donde la finalidad de nuestro equipo es la de sacar el máximo número de litros de agua posible.

La bomba es sumergible y debido a la distancia de cable entre variador y bomba (< 200 m), se decidió usar un filtro dU/dt con el fin de prolongar la vida de la bomba y su aislamiento.

El cuadro eléctrico cuenta también con un Kit Solar incorporado para poder dar alimentación auxiliar a todos los servicios y elementos que precisen corriente alterna.

Así mismo y en caso de alimentar al cuadro con corriente alterna, procedente de un generador diésel o, en un futuro, red eléctrica; también se ha considerado instalar una DCR (inductancia que va en serie en el BUS de CC de nuestro equipo) para aportar diferentes beneficios tales cómo:

  • Protección natural para el rectificador de entrada del variador.
  • Filtro de los condensadores principales del variador (menor rizado en el BUS de CC).
  • Mejora el factor de potencia (reduce los harmónicos de la corriente de entrada).
  • Elimina prácticamente al 95 % la reactiva.
  • Reduce el consumo de intensidad de entrada.

 

1

VISTA ARMARIO ELÉCTRICO

Detalles de la sala donde está instalado el armario eléctrico.

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INTERIOR ARMARIO ELÉCTRICO

Detalles del variador, filtro de salida, fuente sintética y elementos de protección y corte.

3

BOMBA SUMERGIBLE

Imagen del motor y la bomba sumergible.  

Requerimientos de la aplicación

Las condiciones de trabajo solicitadas por el cliente eran:

Objetivo, aporte continuado de agua el mayor tiempo posible cada día.

Disponer del máximo número de horas posibles de funcionamiento al día.

Arrancar lo antes posible por la mañana y parar lo más tarde posible por las tardes.

Controlar los posibles problemas con el pozo (función pozo seco).

Se necesita garantizar un caudal mínimo para la refrigeración de la bomba, en esta instalación, estaría a partir de los 400 l/min.

Algunas de las dificultades encontradas durante la puesta en servicio:

Al trabajar a pleno rendimiento (y de manera continuada), el equipo se bloqueaba por pozo seco, debido a que el pozo se quedaba sin agua.

Motivado por lo anteriormente mencionado y por la pronta recuperación del pozo, se detectaron múltiples arranques y paradas.

Se estaban sacando unos 1.800 l/min. aproximadamente y el cliente deseaba reducir dicha cantidad.

Solución Fuji Electric

Máximo rendimiento

Con el fin de evitar los continuos arranques / paros debidos a que el pozo se quedaba sin agua, se procedió a limitar la velocidad de trabajo del motor y a activar la función de pozo seco.  

Satisfacción del cliente.

Una vez solventado el problema del pozo y garantizado el caudal continuado para refrigerar la bomba, finamente se procedió a ajustar la función Smart Start para poder arrancar lo antes posible siempre y cuando las condiciones de irradiancia lo permitan.  

Equipos instalados

FRN0361E2E-4E-CLI-SOL (Variador específico para bombeo solar de 160 kW)

DCRE4-160C (Reactancia par el BUS de CC)

CNW854/300 (Filtro de salida dU/dt)

KSP1 (Kit Solar para suministro de fuente de alimentación para servicios auxiliares)

V9070iWLD + V9-APP-SP (Pantalla V9 y software de monitorización para bombeo solar)

Instalación de Bombeo Solar en Lidonero

Ventajas de la solución

Adaptación a las necesidades del cliente.

La principal ventaja de la solución para bombeo solar de Fuji Electric, es su integración al sistema de riego existente y la fácil adaptación a las necesidades hídricas planteadas por el cliente. 

Sistema robusto y compacto.

El software de bombeo solar está incluido en el equipo y por tanto, no son necesarios módulos o componentes externos tales como PLC’s o sondas de irradiancia para controlar el sistema.  

Solución llave en mano.

Gracias al amplio rango de potencias disponibles, nuestra solución puede integrarse dentro de un cuadro eléctrico con el fin de satisfacer las necesidades del cliente y las características o peculiaridades de la instalación.  

Control y monitorización.

Nuestra solución a través de pantalla V9 y software de monitorización no precisa supervisión humana y gracias al control remoto, permite reajustar o adaptar cambios en función de las necesidades.  

Resultado obtenido

Antes de ajustes:

Poco más de 4h funcionando, 8 arranques.

Después de ajustes:

Casi 11h de riego, 1 arranque, caudal garantizado para refrigerar bomba.

Cliente satisfecho!

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FRENIC-Ace para Bombeo Solar: Función dormir.

FRENIC-Ace para Bombeo Solar: Función dormir.

FRENIC-Ace para Bombeo Solar: Función dormir.

Te explicamos el funcionamiento de la función dormir de nuestro variador FRENIC-Ace para Bombeo Solar. Las imágenes que aparecen en este vídeo han sido registradas en una instalación real, mediante una pantalla Monitouch V9 con la aplicación de monitorización remota V9-APP-SP.

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