Energía Solar Para Bombeo De Agua
El “efecto fotovoltaico” es un proceso físico a través del cual la célula fotovoltaica convierte la luz solar en electricidad. La luz solar está compuesta de fotones. Cuando los fotones chocan con la célula fotovoltaica y son absorbidos por ésta, generan electricidad. Esto sucede debido a que la energía del fotón es transferida al electrón del átomo de la célula fotovoltaica (material semi conductor ). Las células fotovoltaicas pueden estar hechas con diferentes materiales y tecnologías. Algunas de estas tecnologías, usadas en los módulos más comerciales, incluyen células de silicio monocristalino, policristalino y amorfo. Usando esta tecnología cada célula produce una tensión en corriente continua de aproximadamente 0.5 volts y una intensidad en corriente continua de 1 a 8 A, se requiere una cantidad apreciable de células para producir un voltaje y una potencia apreciables. Las células fotovoltaicas están interconectadas entre sí en serie en grupos que van de 36 a 72 células que producen un voltaje a circuito abierto de aproximadamente 20 a 40 volts este conjunto de células conforman un módulo fotovoltaico.
Las bombas solares están diseñadas para trabajar en corriente directa proporcionada por un arreglo fotovoltaico. Debido a la naturaleza de la energía solar este tipo de sistemas tienen que aprovechar al máximo la energía solar, necesitan maximizar los litros de agua bombeados por watt eléctrico consumido. También deben de ser capaces de bombear agua durante periodos de baja insolación. Existen bombas solares sumergibles y superficiales.
Las bombas solares superficiales se colocan cerca de la fuente de agua, son mucho más económicas que las bombas sumergibles, bombean poca agua por día, se encuentran en modelos centrífugos y de desplazamiento positivo (diafragma).
Las bombas sumergibles se introducen dentro de la fuente de agua, están fabricadas en acero inoxidable, permiten bombear grandes cantidades de agua a poca altura, o poca cantidad de agua a grandes alturas, por ejemplo: una bomba centrifuga multi pasos puede bombear 100,000 litros de agua al día a 10 metros de altura, una bomba de desplazamiento positivo (rotor helicoidal) puede bombear a 200 metros de altura 5,000 litros por día.
Otros componentes:
Estructura soporte: Es la parte del equipo que soporta al panel fotovoltaico. Normalmente se fabrican de aluminio anodizado, se colocan en ella varios módulos fotovoltaicos. Esta estructura debe de aterrizarse eléctricamente, debe de soportar los vientos que se registran en la zona de instalación, por lo que su cimentación es debe ser la adecuada.
Conexión eléctrica y elementos de protección: El arreglo fotovoltaico se conecta directamente a un interruptor (on–off del sistema), y este se conecta al controlador de la bomba, desde el controlador se conecta la bomba solar, es importante el dimensionamiento del calibre del cable conducto que va a la bomba ya que por norma la caída de voltaje no debe ser mayor al 3%, el cable debe ser del tipo sumergible del calibre adecuado, la unión eléctrica con la bomba sumergible debe de utilizar empaques termo contráctiles para asegurar hermeticidad en la línea eléctrica. Se incorpora un sistema de protección contra descargas atmosféricas y se aterriza el sistema, tanto en la parte eléctrica como la estructura.
Controlador: Existen controladores con indicaciones visuales del funcionamiento del sistema que pueden incorporan un interruptor de nivel en el tanque de almacenamiento, este controlador también permite añadir diferentes fuentes de energía a la bomba como pueden ser la energía eólica o incluso un generador eléctrico convencional a gasolina o diesel de esta manera se puede tener un sistema hibrido de bombeo.
Tuberías: Las tuberías de conducción de agua van desde la bomba hasta el tanque de almacenamiento, los diámetros y materiales de la tubería dependen de la cantidad de agua a bombear, la distancia del recorrido, los materiales empleados suelen ser tubería de PVC, manguera negra cedula 80 ó tubería galvanizada. Dependiendo del terreno por donde pase la tubería de conducción de agua se recomienda enterrarla por lo menos cincuenta centímetros para evitar posibles fugas debidas al deterioro del material por exposición al sol, daño a las mismas por animales o tránsito de vehículos, etc.
Tanque de almacenamiento: El tanque de almacenamiento es el lugar donde se deposita el agua hasta que es consumida. Se recomienda almacenar agua suficiente para el consumo de por lo menos tres días, en el caso de cualquier posible mantenimiento del equipo. Si son varios los puntos de consumo se recomienda colocar el tanque de almacenamiento de tal manera que sea la gravedad la que se encargue de la distribución.
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