\u00bfCu\u00e1l es el estado del emplazamiento?<\/td> Temperatura, longitud del cable, caja<\/td> Afecta a la fiabilidad<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>Paso 1: Empezar con la demanda de agua y la TDH<\/h2> Los agricultores suelen empezar por el agua, no por los kilovatios-hora:<\/p>
\u00bfCu\u00e1nta agua hay que mover cada d\u00eda?<\/strong><\/p>El concepto clave es Carga din\u00e1mica total<\/strong>o TDH. El TDH no es s\u00f3lo la elevaci\u00f3n vertical. Incluye toda la resistencia que debe vencer la bomba.<\/p>TDH = Elevaci\u00f3n est\u00e1tica + Reducci\u00f3n + Fricci\u00f3n de la tuber\u00eda + Altura de presi\u00f3n + Margen de seguridad<\/strong><\/p>TDH Art\u00edculo<\/th> Qu\u00e9 significa<\/th> Por qu\u00e9 los usuarios lo subestiman<\/th><\/tr><\/thead> Elevaci\u00f3n est\u00e1tica<\/td> Nivel del agua hasta el punto de vertido<\/td> Utilizan el nivel del suelo en lugar del nivel real del agua<\/td><\/tr> Drawdown<\/td> Ca\u00edda del nivel de agua durante el bombeo<\/td> Se ignoran los cambios estacionales del pozo<\/td><\/tr> Rozamiento de tuber\u00edas<\/td> P\u00e9rdidas por longitud de tuber\u00eda, di\u00e1metro, codos, v\u00e1lvulas<\/td> Se supone que las p\u00e9rdidas en las tuber\u00edas son nulas<\/td><\/tr> Altura de presi\u00f3n<\/td> Presi\u00f3n requerida por las l\u00edneas de goteo o los aspersores<\/td> El sistema est\u00e1 dimensionado s\u00f3lo para el llenado de dep\u00f3sitos abiertos<\/td><\/tr> Margen de seguridad<\/td> Tamp\u00f3n para variaciones de campo<\/td> No hay margen para el envejecimiento o los cambios clim\u00e1ticos<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>Dos explotaciones pueden necesitar ambas 10.000 litros al d\u00eda, pero la que eleva el agua 60 metros necesita mucha m\u00e1s energ\u00eda que la que eleva el agua 10 metros.<\/p>
Paso 2: Convertir el volumen de agua y la TDH en vatios-hora<\/h2> Una vez conocidos el volumen de agua y la TDH, calcula la energ\u00eda necesaria para mover el agua.<\/p>
Energ\u00eda necesaria, Wh \u2248 Volumen de agua, litros \u00d7 TDH, metros \u00f7 367 \u00f7 Rendimiento de la bomba<\/strong><\/p>Ejemplo: un rancho ganadero remoto necesita mover 10.000 litros al d\u00eda. La TDH es de 30 metros y el rendimiento de la bomba es de 60%.<\/p>
10.000L \u00d7 30m \u00f7 367 \u00f7 0,60 = 1.362Wh<\/strong><\/p>Por tanto, la demanda diaria total de energ\u00eda hidr\u00e1ulica es de 1,36 kWh al d\u00eda<\/strong>.<\/p>Esto no siempre significa que la bater\u00eda deba suministrar todos los 1,36 kWh. En muchos sistemas de bombeo solar, los paneles hacen funcionar la bomba cuando hay mucha luz solar, mientras que la bater\u00eda s\u00f3lo sirve para el funcionamiento a primera hora de la ma\u00f1ana, por la noche, en intervalos nublados o como reserva. Si el sistema tiene un dep\u00f3sito de agua, el agua almacenada puede reducir el tama\u00f1o de la bater\u00eda. Si el sistema debe bombear con poca luz solar o por la noche, la bater\u00eda debe cubrir una mayor parte de la demanda.<\/p>
Paso 3: Decidir qu\u00e9 debe cubrir realmente la bater\u00eda<\/h2> No dimensione la bater\u00eda a partir de la demanda diaria total de agua a menos que la bater\u00eda deba soportar el bombeo diario total.<\/p>Dise\u00f1o del sistema<\/th> Funci\u00f3n de la bater\u00eda<\/th> Mejor ajuste<\/th><\/tr><\/thead> Solar directo + dep\u00f3sito de agua<\/td> Bater\u00eda peque\u00f1a o sin bater\u00eda para bombeo normal<\/td> Explotaciones con suficiente luz diurna y capacidad de dep\u00f3sito<\/td><\/tr> Solar + bater\u00eda de reserva<\/td> Cubre lagunas matinales, vespertinas y nubladas<\/td> Explotaciones remotas que necesitan fiabilidad<\/td><\/tr> Bombeo programado con bater\u00eda<\/td> Admite el bombeo siempre que se necesite agua<\/td> Ganader\u00eda, invernaderos, suministro cr\u00edtico de agua<\/td><\/tr> Bater\u00eda que sustituye al almacenamiento de agua<\/td> Lleva la mayor parte de la carga de las copias de seguridad<\/td> S\u00f3lo cuando el almacenamiento del dep\u00f3sito es dif\u00edcil<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>Para el ejemplo del rancho, supongamos que los paneles solares se encargan de la mayor parte del bombeo durante el d\u00eda. La bater\u00eda s\u00f3lo se encarga del riego a primera hora de la ma\u00f1ana.<\/p>
Si 20% de la demanda diaria de agua debe proceder de la energ\u00eda de las bater\u00edas:<\/p>
1.362Wh \u00d7 20% = 272Wh<\/strong><\/p>Esos 272Wh son el objetivo diario normal de energ\u00eda de la bater\u00eda. Por eso, un dep\u00f3sito de agua m\u00e1s grande a veces puede reducir el coste de la bater\u00eda. En el bombeo agr\u00edcola, el almacenamiento de agua suele ser m\u00e1s barato que el almacenamiento el\u00e9ctrico.<\/p>
Paso 4: Convertir vatios-hora en amperios-hora de 12 V<\/h2> La capacidad de la bater\u00eda suele venderse en amperios-hora, pero el trabajo de la bomba se calcula en vatios-hora.<\/p>
Vatios-hora = Amperios-hora \u00d7 Tensi\u00f3n<\/strong><\/p>Para el ejemplo:<\/p>
272Wh \u00f7 12V = 22,7Ah<\/strong><\/p>As\u00ed que la bomba necesita unos 22,7 Ah de energ\u00eda utilizable de la bater\u00eda<\/strong> para bombear a primera hora de la ma\u00f1ana.<\/p>Ah utilizables no es lo mismo que Ah nominales. Una bater\u00eda de 12 V y 30 Ah no siempre proporciona 30 Ah de energ\u00eda de campo pr\u00e1ctica. La parte utilizable depende de la composici\u00f3n qu\u00edmica, los ajustes del BMS, la corriente de descarga, la temperatura, el envejecimiento y la clasificaci\u00f3n de vida \u00fatil del fabricante.<\/p>
Paso 5: Ajuste de la profundidad \u00fatil de descarga<\/h2> La profundidad de descarga o DoD (Depth of Discharge) describe qu\u00e9 parte de la capacidad nominal de una bater\u00eda puede utilizarse en condiciones normales de funcionamiento.<\/p>Tipo de bater\u00eda<\/th> Supuesto pr\u00e1ctico de dise\u00f1o<\/th> Significado para el bombeo<\/th><\/tr><\/thead> Plomo-\u00e1cido b\u00e1sico<\/td> Alrededor de 50% utilizable DoD<\/td> Necesita mayor capacidad nominal; los ciclos profundos acortan la vida \u00fatil<\/td><\/tr> AGM \/ GEL plomo-\u00e1cido<\/td> A menudo 50-70%<\/td> Mejor opci\u00f3n sellada, pero la sobredescarga sigue perjudicando la vida \u00fatil del ciclo.<\/td><\/tr> LiFePO4<\/td> A menudo 80-90%<\/td> Gran capacidad \u00fatil; la carga a baja temperatura necesita protecci\u00f3n<\/td><\/tr> Iones de sodio<\/td> A menudo dise\u00f1ado para DoD de alto uso<\/td> Resistente a los ciclos diarios, pero verifique la hoja de datos, el BMS, la tasa de C y los l\u00edmites de temperatura.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>Para el ejemplo del ion sodio:<\/p>
22,7Ah \u00f7 0,90 = 25,2Ah<\/strong><\/p>Una especificaci\u00f3n adecuada Bater\u00eda de iones de sodio de 12 V y 30 Ah<\/strong> puede cubrir la carga normal de primera hora de la ma\u00f1ana.<\/p>No considere la 90% DoD como universal. Debe confirmarse a partir de la hoja de datos de la bater\u00eda. La vida \u00fatil nominal, la velocidad de descarga, la temperatura de carga y los ajustes de desconexi\u00f3n del BMS son importantes.<\/p>
Paso 6: Comprobar la corriente de arranque de la bomba antes de finalizar la bater\u00eda<\/h2> Una bater\u00eda de bomba puede tener suficiente energ\u00eda y aun as\u00ed no arrancar la bomba.<\/p>
Esto suele ocurrir debido a corriente de irrupci\u00f3n del motor<\/strong>. Una bomba que consume 10 A durante el funcionamiento normal puede necesitar brevemente 30 A, 50 A o m\u00e1s durante el arranque. Si el BMS no puede soportar ese breve pico, puede apagarse. El usuario ve un fallo confuso: la bater\u00eda parece llena, pero la bomba hace clic, se reinicia o se niega a arrancar.<\/p>Para muchos sistemas de bombas peque\u00f1as de 12 V CC:<\/p>
La capacidad de descarga m\u00e1xima de la bater\u00eda debe ser de al menos 3\u00d7 a 5\u00d7 la corriente de funcionamiento de la bomba.<\/strong><\/p>Campo S\u00edntoma<\/th> Causa probable<\/th> Qu\u00e9 comprobar<\/th> Medidas correctoras<\/th><\/tr><\/thead> La bomba hace clic y se para<\/td> Corriente de pico del BMS demasiado baja<\/td> \u00cdndice de descarga m\u00e1xima de la bater\u00eda<\/td> Utilizar un BMS de mayor potencia o una bomba de menor descarga<\/td><\/tr> La bater\u00eda parece llena pero la bomba se reinicia<\/td> Ca\u00edda de tensi\u00f3n durante el arranque<\/td> Longitud del cable, calibre, p\u00e9rdida del conector<\/td> Utilice un cable m\u00e1s grueso o un tramo m\u00e1s corto<\/td><\/tr> El fusible se dispara al arrancar<\/td> Protecci\u00f3n no adaptada a la sobretensi\u00f3n<\/td> Valor nominal del fusible y corriente de arranque<\/td> Utilizar una protecci\u00f3n adecuada para CC<\/td><\/tr> La bomba s\u00f3lo arranca con sol fuerte<\/td> La bater\u00eda no puede soportar la sobretensi\u00f3n por s\u00ed sola<\/td> Pico de salida de la bater\u00eda y SOC<\/td> Aumentar la capacidad de corriente de pico<\/td><\/tr> La bomba del inversor se apaga<\/td> Sobretensi\u00f3n del inversor no soportada<\/td> \u00cdndice de sobretensi\u00f3n del inversor y BMS<\/td> Adapte la bater\u00eda a las necesidades de sobretensi\u00f3n del inversor<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>Compruebe la corriente continua del BMS, la corriente de pico del BMS, la duraci\u00f3n del pico, la tasa C de la c\u00e9lula, el tama\u00f1o del cable, el valor nominal del conector, el valor nominal del fusible y el comportamiento del controlador de la bomba. Si la bomba utiliza un inversor o un motor de CA, incluya la corriente de pico del inversor en el dise\u00f1o.<\/p>
Paso 7: A\u00f1adir d\u00edas de autonom\u00eda para condiciones nubladas o monz\u00f3nicas<\/h2> Un sistema que funciona con buen sol puede fallar en d\u00edas nublados, en invierno o en la estaci\u00f3n de los monzones.<\/p>
D\u00edas de autonom\u00eda<\/strong> significa cu\u00e1ntos d\u00edas puede la bater\u00eda mantener el bombeo necesario con una aportaci\u00f3n solar d\u00e9bil o limitada.<\/p>Utilizando el ejemplo:<\/p>
25,2Ah \u00d7 3 d\u00edas = 75,6Ah<\/strong><\/p>Despu\u00e9s de a\u00f1adir el margen de envejecimiento, el margen de temperatura, la p\u00e9rdida de cable y la variaci\u00f3n de uso en el mundo real, normalmente se redondear\u00eda a un Banco de bater\u00edas de iones de sodio de 12 V y 100 Ah<\/strong>.<\/p>Escenario de aplicaci\u00f3n<\/th> Autonom\u00eda sugerida<\/th> Por qu\u00e9 es importante<\/th><\/tr><\/thead> Riego de jardines o no cr\u00edtico<\/td> 1 d\u00eda<\/td> El retraso del agua tiene pocas consecuencias<\/td><\/tr> Peque\u00f1a explotaci\u00f3n o invernadero<\/td> 2 d\u00edas<\/td> Existe riesgo de estr\u00e9s en los cultivos<\/td><\/tr> Suministro de agua para el ganado<\/td> 3 d\u00edas<\/td> La interrupci\u00f3n del suministro de agua es grave<\/td><\/tr> Emplazamiento agr\u00edcola remoto<\/td> 3-5 d\u00edas<\/td> El acceso para mantenimiento puede ser limitado<\/td><\/tr> Monz\u00f3n o regi\u00f3n invernal de sol bajo<\/td> M\u00e1s de 5 d\u00edas<\/td> La recuperaci\u00f3n solar puede ser lenta<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>La bater\u00eda adecuada no siempre es la m\u00e1s peque\u00f1a que funciona en un d\u00eda soleado. Es la bater\u00eda que se ajusta al coste de la interrupci\u00f3n del agua.<\/p>
Sodio-i\u00f3n vs plomo-\u00e1cido vs LiFePO4 para bombas solares de riego<\/h2> La mejor qu\u00edmica de bater\u00eda depende del lugar. En el bombeo remoto, el mantenimiento, la capacidad \u00fatil, la carga parcial, la corriente de choque, la temperatura y la frecuencia de sustituci\u00f3n suelen importar m\u00e1s que el precio de compra.<\/p>Factor de decisi\u00f3n<\/th> Plomo-\u00e1cido<\/th> LiFePO4<\/th> Iones de sodio<\/th><\/tr><\/thead> Capacidad \u00fatil<\/td> M\u00e1s bajo en ciclos profundos<\/td> Alta<\/td> Alta, dependiendo del dise\u00f1o del envase<\/td><\/tr> Ciclismo diario<\/td> D\u00e9bil a moderado<\/td> Fuerte<\/td> Gran potencial<\/td><\/tr> Carga parcial<\/td> Sensible a la sulfataci\u00f3n<\/td> Generalmente tolerante<\/td> Generalmente tolerante; sin mecanismo de sulfato de plomo<\/td><\/tr> Corriente de arranque<\/td> Depende del modelo<\/td> Fuerte si BMS lo permite<\/td> Fuerte si BMS lo permite<\/td><\/tr> Mantenimiento<\/td> Mayor para los tipos inundados<\/td> Bajo<\/td> Bajo<\/td><\/tr> Peso<\/td> Pesado<\/td> Luz<\/td> Suelen ser m\u00e1s ligeros que los de plomo-\u00e1cido<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>Bater\u00eda de iones de sodio<\/a><\/strong> tiene una ventaja real sobre el plomo-\u00e1cido en las aplicaciones solares de carga parcial porque no sufre la cristalizaci\u00f3n del sulfato de plomo. Sin embargo, no hay que calificarla de envejecimiento cero. Como todas las bater\u00edas recargables, las de iones de sodio necesitan protecci\u00f3n BMS, control de temperatura y validaci\u00f3n basada en hojas de datos.<\/p>Lista de comprobaci\u00f3n de ingenier\u00eda antes de elegir una bater\u00eda de iones de sodio de 12 V<\/h2> Util\u00edcela como lista de comprobaci\u00f3n antes de solicitar al proveedor el dimensionamiento de la bater\u00eda.<\/p>Par\u00e1metro<\/th> Entrada m\u00ednima necesaria<\/th> Por qu\u00e9 es importante<\/th><\/tr><\/thead> Demanda de agua<\/td> Litros o galones al d\u00eda<\/td> Determina el trabajo total<\/td><\/tr> TDH<\/td> Elevaci\u00f3n, p\u00e9rdida de tubo, presi\u00f3n<\/td> Evita el infradimensionamiento energ\u00e9tico<\/td><\/tr> Tensi\u00f3n de la bomba<\/td> 12 V, 24 V o CA<\/td> Coincide con la bater\u00eda y el controlador<\/td><\/tr> Corriente<\/td> Corriente nominal o medida<\/td> Define la descarga continua<\/td><\/tr> Corriente de arranque<\/td> Pico estimado o medido<\/td> Define la necesidad de picos de BMS<\/td><\/tr> Programa de bombeo<\/td> De d\u00eda, de ma\u00f1ana, de noche, nublado de reserva<\/td> Determina los Wh de la bater\u00eda<\/td><\/tr> Objetivo de autonom\u00eda<\/td> N\u00famero de d\u00edas de reserva<\/td> Determina la capacidad de reserva<\/td><\/tr> Temperatura<\/td> Temperatura m\u00edn.\/m\u00e1x. de la caja de la bater\u00eda<\/td> Afecta al BMS y a la vida del ciclo<\/td><\/tr> Recorrido del cable<\/td> Longitud y calibre<\/td> Evita la ca\u00edda de tensi\u00f3n<\/td><\/tr> Recinto<\/td> Grado de protecci\u00f3n IP, ventilaci\u00f3n, exposici\u00f3n al calor<\/td> Afecta a la fiabilidad<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>Si env\u00edas estos valores a un proveedor de bater\u00edas, podr\u00e1 dimensionar la capacidad, la corriente del BMS, la caja y la estrategia de carga con mucha m\u00e1s precisi\u00f3n.<\/p>
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