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

Questions?barretocajina@hotmail.com