¿Cómo funciona una electrobomba sumergible solar?

¿Está buscando una solución eficiente para el riego agrícola sin depender de la electricidad tradicional? La bomba sumergible solar representa una alternativa sostenible y económica que está revolucionando la forma de gestionar el agua en diferentes sectores como el agrícola, agroindustrial, ganadería, consumo de agua en poblaciones, entre otros.

Estas bombas utilizan la energía del sol para funcionar, eliminando completamente la dependencia de combustibles fósiles y/o de red eléctrica, reduciendo significativamente los costos operativos a corto y mediano plazo. Además, son especialmente útiles en zonas remotas donde no hay acceso a la red eléctrica.

Otro aspecto importante de este tipo de electrobombas va dirigido a evitar las pérdidas de rendimiento pro altura sobre el nivel del mar (m.s.n.m). Esto se debe a que existen tipos de electrobombas donde le variador solar va encapsulado dentro del mismo cuerpo de la electrobomba sumergible.

En esta guía completa, aprenderás todo lo necesario sobre las bombas de agua sumergibles con energía solar: desde su funcionamiento básico hasta por qué estas bombas son una inversión inteligente no solo para tu bolsillo, sino también para el medio ambiente, ya que no emiten gases de efecto invernadero y requieren poco mantenimiento.

¿Qué es una bomba sumergible solar?

La bomba sumergible solar es un dispositivo de bombeo que se instala dentro del agua y utiliza la energía del sol para su funcionamiento. A diferencia de los sistemas tradicionales, estas bombas no requieren conexión a la red eléctrica ni combustibles fósiles, lo que las convierte en una solución ideal para zonas rurales o remotas.

Es importante destacar que existen diferentes tipos según su diseño y aplicación. Las bombas sumergibles solares están específicamente diseñadas para extraer agua de pozos, estanques y otras fuentes subterráneas, siendo más eficientes que las bombas de superficie para esta tarea.

Componentes principales del sistema

Un sistema de bomba sumergible solar está compuesto por varios elementos esenciales que trabajan en conjunto:

• Paneles fotovoltaicos: conjunto de celdas solares que convierten la energía solar en electricidad. Son la fuente de alimentación principal y representan la mayor parte del costo del sistema.
• Variador o controlador solar: este dispositivo cumple funciones cruciales como regular la energía (inversión y variación) que fluye hacia la bomba, proteger de sobrecargas, ajustar la potencia según la disponibilidad solar y proporcionar protección de voltaje. Algunos variadores o controladores modernos incluyen funciones adicionales como monitorización remota a través de aplicaciones móviles.
• Motor de la bomba: en las bombas solares de alta eficiencia, se utilizan motores de corriente continua sin escobillas o de imanes permanentes, que alcanzan eficiencias superiores al 90%, mientras que los motores tradicionales apenas llegan al 65%.
• Bomba o hidráulica: es el componente que realiza la tarea de mover físicamente el agua. Generalmente está fabricada con materiales resistentes como acero inoxidable y polímeros de alta resistencia.
• Sumidero: es el lugar donde se encuentra el agua que será bombeada, normalmente un pozo.

Ten en cuenta que antes de instalar este sistema, es fundamental dimensionar correctamente todos los componentes según la profundidad del pozo, la altura a la que se bombeará el agua, distancia que recorre el agua y el caudal necesario. Un sistema bien dimensionado garantiza un funcionamiento óptimo incluso en días con menor radiación solar.

¿Cómo funciona una bomba sumergible solar?

El funcionamiento de este sistema es relativamente simple pero efectivo. Los paneles solares captan la radiación solar y la transforman en energía eléctrica (corriente continua DC).

Esta electricidad es enviada a un variador/controlador solar que regula la energía y la transforma a corriente alterna AC antes de transmitirla al motor de la bomba, activando el mecanismo que impulsa el agua desde su fuente hasta donde se necesita.

Además, estas bombas pueden funcionar de manera directa, utilizando la energía eléctrica generada inmediatamente, o de forma indirecta, almacenando la energía en baterías para su uso posterior. Esta flexibilidad permite adaptarse a diferentes condiciones climáticas y requerimientos de uso.

Ventajas claves de usar una bomba sumergible solar

Las bombas sumergibles solares ofrecen numerosas ventajas como la rapidez en la instalación, ahorro energético, autonomía, eficiencia, sostenibilidad, amigable con el ambiente, entre otras. Estas ventajas las convierten en una opción superior a los sistemas tradicionales de bombeo. Estas ventajas van más allá del simple funcionamiento, representando beneficios reales para usuarios de diversos sectores, especialmente en agricultura.

Ahorro energético y económico

El beneficio económico de una electrobomba sumergible solar es inmediato y sostenido a lo largo del tiempo. Aunque la inversión inicial puede ser mayor que en sistemas convencionales, los costos operativos son significativamente menores. Una vez instalada, la bomba tiene gastos mínimos ya que no necesita electricidad convencional ni combustibles.

En términos prácticos, esto significa que no estarás sujeto a las fluctuaciones del precio de la electricidad. Además, en muchos países existen incentivos gubernamentales o subsidios para la adopción de energías renovables, reduciendo aún más el costo total.

Sostenibilidad y cero emisiones

Las electrobombas sumergibles solares contribuyen activamente a la protección del medio ambiente. Al no generar emisiones de CO2 ni otros gases de efecto invernadero, estas electrobombas ayudan en la lucha contra el cambio climático.

Por otro lado, el uso de energía solar, inagotable y gratuita, reduce significativamente la dependencia de combustibles fósiles. Esta característica resulta particularmente atractiva para agricultores y a otros sectores que buscan posicionar sus productos como ecológicos y responsables, respondiendo a la creciente demanda de alimentos producidos, otros productos y procesos, de forma sosteniblemente.

Funcionamiento en zonas sin red eléctrica

Una ventaja fundamental es su capacidad para operar en lugares remotos sin acceso a la red eléctrica. Efectivamente, estas electrobombas pueden funcionar en cualquier ubicación donde haya suficiente radiación solar, proporcionando independencia y autoabastecimiento energético.

Esta característica las hace ideales para zonas rurales o aisladas donde la infraestructura eléctrica es escasa o excesivamente costosa de implementar.

Bajo mantenimiento y larga vida útil

Las bombas sumergibles solares requieren considerablemente menos mantenimiento que las convencionales. Con el cuidado adecuado, pueden alcanzar una vida útil de hasta 15 años, significativamente superior a las bombas tradicionales. Si bien algunos fabricantes ofrecen garantías de 2 años, la vida útil real es mucho mayor.

La simplicidad del sistema, con menos componentes mecánicos, reduce la probabilidad de averías. El mantenimiento básico consiste principalmente en la limpieza anual de los paneles solares para asegurar su eficiencia óptima.

Aplicaciones más comunes

El campo agrícola se beneficia enormemente con la implementación de sistemas de bombeo solar, especialmente en regiones donde el acceso a la electricidad es limitado. Algunas de sus aplicaciones más comunes son:

Electrobomba sumergible solar para riego tecnificado (por goteo y aspersión)

Estos sistemas se potencian significativamente cuando se utilizan electrobombas sumergibles solares. Este tipo de instalación es ideal para cultivos leñosos al aire libre y arbolado como pistachos, almendros, vid, olivos o nogales. Sin embargo, su uso es menos frecuente en cultivos hortícolas debido a su alta demanda hídrica.

Las electrobombas sumergibles solares para estos sistemas ofrecen caudales de 10 m³/h, y 200 m de presión según las necesidades específicas del cultivo. Además, facilitan entre 4 a 6 horas en promedio de riego diarias (dependiendo de la ubicación geográfica y de la irradiación solar) con bombeo directo sin necesidad de baterías ni grupos electrógenos de apoyo.

Electrobomba sumergible solar para pozos profundos y estanques

Las electrobombas sumergibles solares para pozos profundos pueden extraer agua desde profundidades considerables, incluso superando los 200 metros en algunos modelos. Estas bombas se diseñan específicamente para trabajar sumergidas, logrando mayor eficiencia energética ya que empujan el agua hacia la superficie sin requerir cebado.

El caudal de riego dependerá de las características del pozo: profundidad, desnivel y distancia al depósito.

Proyectos de pequeña y mediana escala

En el ámbito de proyectos agrícolas de pequeña y mediana escala, las electrobombas sumergibles solares ofrecen soluciones escalables y adaptables.

Estos sistemas son particularmente valiosos para comunidades rurales que buscan autonomía hídrica. Por ejemplo, pueden utilizarse para abastecer reservorios trasladando agua desde ríos o quebradas, garantizando disponibilidad constante incluso en épocas de sequía.

¿Cómo elegir una electrobomba sumergible solar?

Para instalar una electrobomba sumergible solar con éxito, la planificación adecuada es fundamental. Considerar varios factores técnicos (datos del sistema y dimensionamiento) antes de la compra garantizará que el sistema funcione eficientemente durante años.

Perfil del pozo y caudal requerido

El primer paso consiste en conocer el perfil del pozo. Para ello, se requiere de un estudio y pruebas hidráulicas para obtener dicho perfil. Estos datos principalmente son: ubicación de inmersión dentro del pozo, diámetro del pozo, niveles dinámico/estático, tipo de agua y el caudal óptimo. Otro dato importante es determinar la presión del sistema hidráulico ó Altura dinámica total (ADT). Por lo tanto, se necesitan los datos del perfil del pozo, la altura sobre el nivel del suelo al punto de descarga, distancia recorrida de la boca del pozo al punto de descarga, las pérdidas de fricción en tuberías y accesorios.

Para bombas de agua sumergibles, la altura se mide en metros de columna de agua (m.c.a.), mientras que el caudal se expresa en m³/h. Estos dos valores son decisivos para seleccionar la electrobomba adecuada, ya que un sistema mal dimensionado puede resultar en ineficiencia o desgaste prematuro.

Cantidad de paneles fotovoltaicos solares necesarios

Para determinar cuántos paneles solares necesitarás, debes calcular primero la potencia del motor de tu electrobomba. Generalmente, la potencia total de los paneles fotovoltaicos debe ser 1,5 veces la potencia del motor de la electrobomba y considerar el rango de voltaje DC del variador más su valor recomendado por el fabricante.

Por ejemplo, una electrobomba de 1 HP requiere entre 3 a 5 paneles fotovoltaicos de al menos 460 Wp . Para electrobombas más grandes de 2 HP (aproximadamente 1500 W vatios), necesitarás entre 6 a 8   paneles de  460 Wp cada uno.

Condiciones climáticas y ubicación geográfica

La eficiencia del sistema depende directamente de la radiación solar disponible. Las horas solares pico (HSP) varían según la ubicación geográfica, generalmente entre 4 y 6 horas diarias.

En zonas con buena radiación solar, se podrá reducir la cantidad de paneles necesarios. Además, la temperatura ambiente afecta el rendimiento—debe mantenerse entre -20°C y +60°C para un funcionamiento óptimo.

Importancia del variador/controlador de carga

El equipo regula la energía que fluye desde los paneles fotovoltaicos a la electrobomba, previniendo sobrecargas y optimizando el rendimiento. Normalmente, en el mercado se usan los de tipo MPPT (seguimiento del punto de máxima potencia) con eficiencia del 90%. Este dispositivo es esencial pues también protege contra picos de voltaje que podrían dañar el sistema.

Disponibilidad de servicio técnico

Antes de comprar, verifica la disponibilidad de servicio técnico en tu área. Los expertos capacitados pueden ofrecer asesoría sobre configuración, realizar diagnósticos y reparaciones cuando sea necesario.

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Sin duda, las electrobombas sumergibles solares representan una inversión inteligente para cualquiera, tanto para el agricultor/propietario u otros usuarios que busquen eficiencia energética, sostenibilidad y rentabilidad. Además, su versatilidad permite adaptarse a diversas aplicaciones agrícolas, desde sistemas tecnificados hasta extracción de agua en pozos profundos.

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