Alimentación de rociadores con energía fotovoltaica y almacenamiento de aire comprimido

Fuente: https://www.pv-magazine.com/

Un grupo de investigación en China ha propuesto resolver los problemas típicos de alta presión de trabajo de los aspersores solares mediante el uso de almacenamiento de energía de aire comprimido (CAES). Según sus hallazgos, los aspersores combinados PV-CAES pueden lograr fácilmente una pulverización de agua de alta calidad a alta presión y baja intensidad.

Aspersores en viñedo – Trentino-Alto Adige, Italia

Imagen: Marek Slusarczyk, Wikimedia Commons

Investigadores de la Universidad A&F del Noroeste de China han propuesto combinar la energía fotovoltaica con el almacenamiento de energía de aire comprimido (CAES) para alimentar sistemas de riego por aspersión.

Explicaron que los aspersores suelen trabajar a mayor presión de trabajo y mayor consumo energético que los sistemas de riego por goteo y subterráneo, y que la fotovoltaica por sí sola puede tener algunas limitaciones para solucionar problemas derivados de su suministro energético intermitente. «No se puede garantizar la calidad de la pulverización», añaden. «Por lo tanto, a menudo se necesitan dispositivos de almacenamiento de energía para un suministro de energía estable».

El sistema de riego CAES-PV diseñado por el grupo consta de una fuente de agua, una bomba de agua de 150 W, un panel fotovoltaico de 240 W compuesto por dos paneles de 120 W, un tanque de presión fabricado en acero al carbono, un interruptor temporizado y un aspersor. Los paneles fotovoltaicos alimentan la bomba para extraer agua de la fuente de agua e inyectarla en el tanque de presión cerrado.

“A medida que aumenta el agua en el tanque, el aire del tanque se comprime gradualmente”, subrayó. “Cuando la energía interna del aire en el tanque alcanza el valor crítico, la válvula del tanque se abre y la energía interna del aire se convierte en energía cinética del agua rociada, manteniendo la pulverización que dura unos segundos”.

El sistema realiza este proceso en ciclos que activan la pulverización por impulsos.

A través de una serie de pruebas, los académicos descubrieron que el aspersor CAES-PV propuesto es capaz de proporcionar una pulverización por pulsos intermitente estandarizada y estable. «Una selección razonable del factor de regulación del almacenamiento de energía y el espaciado de la combinación de boquillas puede lograr un coeficiente de uniformidad de pulverización del 91,5 %,», especificaron, y señalaron que el sistema también puede proporcionar una pulverización de alta calidad a alta presión y baja intensidad.

El novedoso diseño del sistema se presenta en el artículo » Solar fotovoltaico acoplado con almacenamiento de energía de aire comprimido: un método novedoso para el ahorro de energía y el riego por aspersión de alta calidad «, publicado en Agriculture Water Management .

“Debido a la limitada investigación a este respecto, se deben realizar más investigaciones en términos de la eficiencia de conversión de energía del sistema de riego por aspersión CAES-SPV, así como la infiltración de agua en el suelo, los cambios en el microambiente del suelo y sus efectos en el rendimiento y la calidad de los cultivos en condiciones climáticas adversas. fumigación intermitente de baja intensidad y a largo plazo”, dijo el grupo de investigación, esperando mejorar la tecnología.