Cada vez más, hay una mayor demanda de energía eléctrica que provenga de los recursos renovables, como la solar. Una utilidad muy interesante de la fotovoltaica es su aprovechamiento para el bombeo de agua en zonas en las que es difícil disponer de una línea eléctrica, pero también sirve para desengancharse de la red y evitar así pagar el alto precio de la factura de la luz.
Si bien el uso de variadores de frecuencia en aplicaciones de bombeo es muy habitual, su aplicación en el campo de la energía solar no se ha desarrollado masivamente posiblemente por desconocimiento de las ventajas y posibilidades que ofrece, como el coste inicial de la inversión, que se recupera en un plazo razonablemente corto, gracias al poco mantenimiento de los motores AC frente a los motores DC y al hecho de no tener que pagar factura eléctrica.
Variadores para bombeos
La gama de variadores 3G3MX2 y 3G3RX de Omron ofrecen prestaciones específicas para los bombeos mediante alimentación solar fotovoltaica, incorpora funciones de control que permiten obtener un rendimiento óptimo del sistema, de manera similar a como lo haría un inversor solar con seguimiento del punto de máxima potencia. El amplio rango de potencias cubierto por estas familias de variadores, desde 0.2KW hasta 132KW, da solución incluso a las instalaciones que requieren de una gran capacidad.
La serie 3G3MX2 está disponible en versión IP20 e IP54 tanto en tensión de alimentación 220Vac monofásica, como 220Vac y 380Vac trifásica, con un rango de potencias desde 0.2kW hasta 15kW. La serie 3G3RX está disponible en versión IP00 e IP20, con alimentación trifásica 220Vac y 380Vac, con un rango de potencias desde 0.4kW hasta 132kW.
Para el diseño de la instalación fotovoltaica, el rango de alimentación con tensión DC y la potencia de la bomba determinarán el número y configuración de los paneles solares. Los modelos 3G3MX2 y 3G3RX admiten un amplio rango de alimentación en tensión DC, entre
172Vdc y 400Vdc para los modelos de clase 220Vac, y entre 345Vdc y 800Vdc para los modelos de clase 380Vac.
Características técnicas
La solución Omron para bombeos fotovoltaicos ha sido implementada mediante la utilidad Drive Programming integrada en los variadores, que permite desarrollar de forma sencilla funcionalidades a medida de la aplicación que los variadores de empleo general no pueden realizar.
El algoritmo implementado obtiene el máximo rendimiento energético de la bomba según la irradiación solar en cada momento, es decir, obtiene el máximo caudal de la bomba en base a la energía disponible. Para ello, el control PID integrado se encarga de que la bomba trabaje a la velocidad máxima posible en base a la potencia instantánea suministrada por los paneles solares.
¿Qué ocurre cuando no hay sol?
Uno de los problemas habituales que presenta este tipo de instalación, son los continuos arranques y paradas de la bomba en los momentos de baja irradiación (principalmente al amanecer y al atardecer) al suministrar los paneles una potencia reducida. El sistema de control de Omron minimiza este efecto si la tensión de los paneles está por debajo del umbral necesario para el funcionamiento óptimo de la bomba.
Adicionalmente, si durante la regulación de la velocidad de la bomba las condiciones del sistema hacen que ésta llegue a trabajar a la frecuencia mínima recomendada por el fabricante, la función dormir/despertar detiene la operación para evitar que siga funcionando sin impulsar agua. Cuando las condiciones vuelvan a ser las adecuadas, el sistema reanuda la operación normal.
Ventajas y funcionalidades
Una de las ventajas del sistema de Omron es la sencillez de instalación, con un cableado mínimo y sin necesidad de elementos adicionales, y una sencilla puesta en marcha con los parámetros predefinidos por defecto. Una vez instalado el sistema, no es necesaria la intervención del usuario para ponerlo en marcha a diario.
En el caso de que la bomba sea utilizada para el llenado de un tanque, el sistema admite la conexión de un sensor de nivel que controla la operación y para el sistema cuando el tanque está lleno.
Para proteger contra un funcionamiento sin agua de la bomba, el sistema implementa una detección específica de fallo para prevenir esta situación. Además, la función de reset automático de fallos garantiza una operación continua sin interrupciones y sin necesidad de intervención externa. También puede incorporarse un sistema de monitorización y control remoto basado en modem GSM.
Adicionalmente, los variadores 3G3MX2 y 3G3RX disponen de características de serie muy adecuadas para mejorar el rendimiento de la instalación, como:
– Función de ahorro energético que optimiza el consumo de la bomba.
– La supresión de picos de tensión mediante técnica especial PWM, permite mayores longitudes de cable sin que se dañe el aislamiento del motor.
– Los diferentes modos de control de motor permiten incluso manejar motores síncronos, que tienen una mayor eficiencia energética.
Para más información, EnergyNews ha organizado una jornada en Toledo el próximo 26 de junio donde se informará a los asistentes sobre ello.
Carlos Sánchez Criado
Publicista por la Universidad Complutense. Director comercial de publicaciones técnicas del sector de la energía durante doce años. Director de Energy News Events, S.L. desde 2012 difundiendo información en Energynews.es, movilidadelectrica.com e hidrogeno-verde.es. Y por supuesto, organizando eventos como VEM, la Feria del Vehículo Eléctrico de Madrid.
