Estudio técnico - económico de un sistema de bombeo haciendo uso de la energía solar para riego por gravedad de un cultivo de arroz (2021)
Este proyecto tuvo como objetivo el diseño y evaluación técnico-económica de un sistema de bombeo haciendo uso de la energía solar para riego por gravedad de un cultivo de arroz con el fin de proponer una solución que reduzca el consumo de combustibles fósiles y emisiones asociadas al riego agrícola. El proyecto se trabajó mediante tres fases de desarrollo; iniciando con la determinación de los requerimientos de diseño para el sistema de bombeo, seguido del diseño del sistema junto con el arreglo fotovoltaico para culminar con la evaluación económica y ambiental. Además, con el ánimo de incorporar herramientas tecnológicas, se hizo uso del software de gestión de energías limpias y de diseño solar PV*SOL® y RETScreen® en los apartados del diseño fotovoltaico y análisis económico-ambiental. Producto del estudio, se determinó que la bomba adecuada para cubrir las necesidades de caudal y altura total es la Wilo Helix V 3602-1/16/E/KS/460-60. Por su parte, para suplir las necesidades energéticas del sistema de bombeo, el arreglo fotovoltaico debe contar con 180 paneles solares JA Solar JAM60S10-345/MR de 345 W que proporcionen 62,1 kWp junto con 3 inversores Schneider Electric Conext 18000 NA. La producción solar anual es de 85.564 kWh, de los cuales se destinan 36.918 kWh/año para cubrir el consumo, esto es el 46 % del consumo final -los 48.646 kWh/años restantes se inyectan a red. Por su parte, la red se encarga del 54 % restante del consumo con 43.388 kWh/año, aproximadamente, por lo que se evidencia un surplus energético promedio anual de 5.258 kWh/año. En el apartado ambiental, de acuerdo con RETScreen®, la implementación de la instalación fotovoltaica significa una reducción en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) de 86,9 tCO2/año o lo que es equivalente a dejar de consumir 37.318,9 litros de gasolina al año, esto es una reducción bruta del 93 % de las emisiones asociadas el consumo energético del sistema frente a una alimentación únicamente con gasolina. En el apartado económico, los costos iniciales del proyecto son aproximadamente US$210.736 ≈ COP$781.158.312,16 con costos anuales de US$2.242 ≈ COP$8.463.238,29 y ahorros y beneficios de 59.967 US$/año ≈ 226.393.834,87 COP$/año y establece un factor de rendimiento del 85,80 % para la planta solar. Además, se evidencia una amortización del proyecto en 3,7 años con una TIR antes de impuestos del 29,1 % y un VPN de US$384.002 ≈ COP$1.423.422.453,62.