El ahorro en la factura y evitar mantener un generador eléctrico convencional motivan en muchos casos la apuesta por la generación solar
En RKD Irrigación diferenciamos siempre dos escenarios a la hora de hablar del uso de la energía fotovoltaica. Hay que distinguir si lo que se pretende es sustituir la fuente de alimentación para que funcionen solo los sistemas de riego (pívots y laterales) o se pretende dar energía también al sistema de bombeo.
En el primer caso, la motivación no es tanto el ahorro energético (aunque también lo hay) sino evitar el mantenimiento de un generador eléctrico convencional (diésel), así como el llenado habitual de su tanque de combustible.
En la gran mayoría de los casos se descarta la instalación de una línea eléctrica para suministrar electricidad dado el alto coste de inversión, así como los altos precios de términos de potencia. Se trata de una pequeña potencia si la comparamos con la que requeriría cualquier bombeo. Los motores típicos de un pívot oscilan entre ½ y 1 ½hp. Los generadores fotovoltaicos que hay que diseñar son pequeños y fáciles de instalar.
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Si de lo que se trata es de usar energía fotovoltaica para todo el sistema (bombeo+pivotes+accesorios), la motivación es de ahorro energético, muchas veces impuesta por la inviabilidad de la explotación dados los altos costes de la energía. Cada caso es un proyecto de cierta entidad, que exige:
- Estudio de la situación previa. No es lo mismo una actuación donde solo disponemos de una superficie agrícola que partir de una explotación donde se disponen de sistemas de riego más o menos modernizados.
- Estudio pormenorizado de potencias disponibles de fuente de radiación solar a lo largo del periodo de riego. Se usan datos históricos. En la actualidad el uso de acumulación de una gran energía mediante baterías es inviable por motivos económicos.
- Estudio hidráulico. El caudal disponible y los desniveles a superar son los que definirán en último término los equipos necesarios para definir el generador fotovoltaico.
- Estudio agronómico. Replanteamiento de las rotaciones para optimizar la superficie de los cultivos de primavera y verano. Hay que adaptar las rotaciones al caudal y las horas de luz efectivas disponibles. En este punto se plantearía la posibilidad que hibridar la fuente de energía con fuentes tradicionales. Bien por cubrir una pequeña demanda temporal o por aumentar la superficie de riego en cultivos de verano (altas necesidades de riego). En el segundo caso los costes de generación subirían mucho conforme aumentásemos la superficie de verano o general.
El resultado de estos estudios culminaría en un sistema de generación energética que debería alcanzar un compromiso óptimo entre con los planes de inversión y la tasa de retorno esperada y la producción esperada. Esta es la gran decisión del agricultor, aunque como en cualquier sistema de riego el factor más decisivo es el caudal disponible.
El terreno
Las condiciones del suelo, relieve, etc. no afectarían en nada al sistema. Si hablamos solo de máquinas de riego no se requiere ninguna condición del terreno diferente de la que podría soportar otra máquina. Los motores y reductores son los mismos que en el caso de la alimentación eléctrica convencional (red o generador diésel/gas).
Cuando se trata de un bombeo hay que ser consciente de que cuanto más haya que elevar el agua mayor va a ser también la inversión. En términos de potencia la relación es directamente proporcional.
En el caso de solo el movimiento se realiza un estudio previo de las horas necesarias para dar la pluviometría mínima que requiera la rotación de cultivos. A partir de aquí se tienen en cuenta los motores con los que cuenta el equipo y la velocidad máxima de funcionamiento (precipitación mínima necesaria). Con los resultados de este estudio se plantea la potencia del generador fotovoltaico, así como las baterías necesarias si se necesita regar en horas sin radiación suficiente o con radiación nula.
Para los bombeos, existen unas especificaciones técnicas desarrolladas gracias al recientemente finalizado proyecto Maslowaten www.maslowaten.eu.
Este proyecto consistió en la financiación, a través de las líneas de subvención del Horizonte 2020 de la Comisión Europea, de un consorcio del que formamos parte. Uno de los resultados del trabajo realizado fue la definición de las especificaciones técnicas. Estas fijan los criterios técnicos y de calidad, que garantizan el éxito en el diseño de estos sistemas. En teoría no hay un límite de potencia. Más bien todo depende de la capacidad de financiación.
En términos de inversión, en el caso del movimiento de los pívots la inversión no es mucho más alta que un generador diésel convencional y, por supuesto, en la mayoría de los casos es mucho más barato que llevar la línea eléctrica a la parcela.
A los 25 años es conveniente renovar las placas solares fotovoltaicas
Si hablamos de un sistema total, aquí los números no son bajos. Depende mucho de la situación de partida. En una finca que ya disponga de bombeo y máquinas de riego, por mi experiencia la inversión sería de 1000 a 1500 euros por cada kilovatio de potencia necesaria.
La amortización es rápida. En el caso de solo el movimiento, la amortización de un generador fotovoltaico es rápida ya que el coste no es muy superior a un generador y no tendremos coste de energía, por lo que si lo comparamos con un generador diesel en unos 4 o 5 años se amortizaría.
La vida útil de las placas fotovoltaicas (de calidad) es de 25 años, garantizando un 80% de la generación original. Las baterías son otra cosa. Dependiendo de la tecnología sus ciclos de recarga varían y cuando se agotan estos ciclos no queda más remedio que cambiarlas.
Amortización
Cuando hablamos de la amortización de los sistemas integrales depende de compromiso alcanzado en la decisión de la inversión. Esto se basa en proyecciones inciertas de los costes de energía. La gran ventaja de estos sistemas es que en el momento que arrancas tu generador si el tiempo de retorno es 8 años conforme el precio actual de la energía, no te vas a equivocar, a no ser que el precio de la energía baje, lo cual sería muy raro.
A partir del primer encendido el precio de generación, si nos olvidamos de las amortizaciones, es 0 euros por kilovatio a la hora. Las especificaciones técnicas desarrolladas gracias al consorcio Maslowaten garantizan una vida útil no inferior a 25 años con un 80% de generación. Esto quiere decir que a los 25 años deberíamos renovar el 20% de la instalación (placas principalmente).
Respecto al mantenimiento, en el caso de solo el movimiento, prácticamente no hay. Si el sistema usa baterías que requieran de rellenado de agua destilada, hay que tener cuidado con esto. Y cuando las baterías cumplan con sus ciclos hay que cambiarlas.
Respecto a los sistemas completos, dada la gran integración de sistemas, se requerirá un programa de mantenimiento como en cualquier sistema de bombeo, añadiendo los sistemas de fotovoltaicos (placas, seguidores, etc.). Cabe destacar que, si desaparecen los generadores diésel, evitamos una gran labor de mantenimiento.
Las ventajas e inconvenientes respecto al uso de la red o el uso del gasóleo son:
En el caso del movimiento la ventaja principal es evitar el mantenimiento del motor diesel y sus frecuentes repostajes, o la inversión en la instalación de la red eléctrica. La principal desventaja es el uso de baterías dependiendo del diseño.
- Para los bombeos casi podemos decir que no es una cuestión de ventajas y desventajas. A los precios actuales de la energía es casi una cuestión de supervivencia de la explotación. La gran ventaja es que nos olvidamos de facturas de energía. La principal desventaja es la inversión inicial, aunque actualmente los agricultores que apuestan por estos proyectos tienen un acceso preferente a la financiación.
- Donde la energía es cara o no se dispone fácilmente de ella es la mejor alternativa. En Castilla y León cada vez hay más generadores fotovoltaicos aunque dada la complejidad del proyecto y la inversión los pasos se están dando con mucho cuidado.
Actualmente hay muchas ingenierías tratando de vender estos proyectos. Esto puede ser un problema, ya que muchas de ellas no tienen experiencia o visión global de lo que es un proyecto de riego fotovoltaico. Esto puede hacer fracasar la inversión. Es más que recomendable seguir las especificaciones técnicas desarrolladas gracias al consorcio Maslowaten, así como en RKD Irrigación.