RIEGO POR GOTEO CON BOMBEO FOTOVOLTAICO

Carolina Barreto
RIEGO POR GOTEO CON BOMBEO
FOTOVOLTAICO

Outline
Antecedentes
Objetivos
Metodología
Resultados del modelo
Resultados del análisis
económico
Discusión, conclusiones y
recomendaciones

Inicio de mi trabajo en
bombeo fotovoltaico
Universidad Nacional de
Ingeriería
Managua, Nicaragua. Augosto
2002.
Bombeo fotovoltaico para
riego con paneles
construidos localmente.

Justificación
60% de los alimentos requeridos para sustentar
el mundo en el futuro deben de venir de una
agricultura irrigada.
Los países del tercer mundo tienen ¾ del área
irrigada en el mundo (1/2 pequeños agricultores)
Los pequeños agricultores tienen un promedio
de 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 para
regiones 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 una
pequeña 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 su
comportmiento económico
Proponer estrategias de trasnferencia de la tecnologías
de 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 diseño
autónomo)
Utilizar la modularidad
del bombeo FV para
incrementar el área de
riego a medida que
incrementen los ingresos
Calcular el volumen de
bombeo del sistema de
un día típico de cada
mes (m 3 /día)
Capacidad de bombeo
area = paso 2/paso 4
(ha)
Calcular la
evapotranspiración de la
planta (ETc) (m 3 /día/ha)
Método de riego
ETc*Kadj/Ea (m 3 /day/ha)

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 irrigada
utilizando la bomba de
diafragma Shurflo
Tipo de
sistema de
riego
Riego por
Goteo
Area
(m^2)
Energía
kWh/ha/cosecha
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% (Effective
interest 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
$80.000,00
$70.000,00
$60.000,00
$50.000,00
$40.000,00
$30.000,00
$20.000,00
$10.000,00
$-
$(10.000,00)
$(20.000,00)
Solar Drip
Diesel Drip
Diesel furrow
Gravity
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Diesel 1$/L , Asparagus 0.3$/kg
$40.000,00
$35.000,00
$30.000,00
$25.000,00
$20.000,00
$15.000,00
$10.000,00
$5.000,00
$-
$(5.000,00)
$(10.000,00)
$(15.000,00)
Solar Drip
Diesel Drip
Diesel furrow
Gravity
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Diesel (Sensitivity
Analysis)
$70.000,00
$60.000,00
$50.000,00
$40.000,00
$30.000,00
$20.000,00
$10.000,00
$-
$(10.000,00)
Diesel Drip
Diesel (Furrow)
Diesel Drip 2$/l
Diesel (Furrow) 2$/l
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

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 para
cadena de
suministros

Questions?
barretocajina@hotmail.com