UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNO

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA, ELECTRONICA Y SISTEMAS

ESCUELA PORFESIONAL DE INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

INSTALACIÓN DE UNA BOMBA SOLAR DE AGUA SUMERGIBLE EN EL DISTRITO DESAGUADERO DE LA

COMUNIDAD LUPACA

Presentado por:

Mamani Quilluya Obed Rudy 033291 Sanchez Mamani Willy Luis Jaime 095129 Huanca Añamuro Juan Alberto 093877 Pacori Paredes Adrian 092726 V ilca Mamani David Constantino 083840

2014 – Perú

TÍTULO : INSTALACIÓN DE UNA BOMBA SOLAR DE AGUA

SUMERGIBLE EN EL DISTRITO DESAGUADERO DE LA

COMUNIDAD LUPACA

AUTOR : GRUPO N° 01

I. PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA

FORMULACIÓN

La falta de agua potable para el consumo humano y de animales y la

no existencia de energía convencional en comunidad Lupaca de

distrito de Desaguaderonos conducen a la necesidad de instalar una

bomba solar para llenar un reservorio con una capacidad de

abastecer 3 dias a la población de dicha comunidad con agua

potable.

OBJETIVOS

Instalar una bomba solar de agua sumergible.

Evitar el uso de una bomba diesel y asiconsumo de combustible en

el uso de bombas de combustión y evitar la emanación de gases de

CO y CO2

JUSTIFICACIÓN

Mejorar la calidad de vida mediante el abastecimiento de agua a

través de una bomba solar sumergible aprovechando la energía solar

para impulsar el agua deun pozo al tanque de captación,

disminuyendo el gasto económico de la red convencional o en el

consumo de combustible.

LIMITACIÓN

Para mejorar la calidad de vida en este trabajo se realizara solo

laadecuación de una bomba solar de agua sumergible en pozos en

la Comunidad de Lupaca del Distrito de Desaguadero.

ÁREA EN LA QUE SE INSCRIBE

Está inscrito dentro del área de mecánica, más explícitamente dentro

del área de turbomáquinas, energía renovable.

II. MARCO CONCEPTUAL

ANTECEDENTES

No es hasta la segunda mitad del siglo XX cuando se dan las

condiciones necesarias para que la nueva tecnología solar

fotovoltaica encuentre su oportunidad dentro del panorama

energético en general y en el de su utilización para el bombeo de

agua en particular. La crisis petrolífera fue la que hizo que algunos

ingenieros buscaran otras fuentes de energía. En esta época, ya

existían una producción de módulos fotovoltaicos, y éstos eran

utilizados en campos de la industria muy restringidos.

La energía solar y eólica se denomina renovable debido a que son

un recurso inagotable respecto del ciclo de vida humano. Además,

presentan la característica de ser abundantes y limpias. Con

tecnologías maduras, las fuentes renovables de energía tienen un

gran potencial para la generación de energía, la tecnología

fotovoltaica disponible comercialmente es una alternativa real para

su aplicación en diversas tareas domésticas, industriales y

agropecuarias. Sin embargo es necesario un análisis de viabilidad

económica y factibilidad técnica para determinar si es la más

apropiada para tal fin. (Aqueveque Medina, 2009)

Las aplicaciones más comunes en el sector agropecuario son

bombeo de agua, cercos eléctricos, calentadores de agua,

congeladores y sistemas de secado de productos agrícolas, además

de la electrificación básica para fines domésticos.

El bombeo de agua en pequeña escala es una aplicación de mucha

trascendencia en el mundo; tiene especial impacto en comunidades

rurales donde no hay suministro de energía eléctrica convencional.

Los sistemas de bombeo fotovoltaicos se caracterizan por ser de alta

confiabilidad, larga duración y mínimo mantenimiento, lo cual se

traduce en un menor costo a largo plazo si se le compara con otras

alternativas, de manera que pueden adecuarse para satisfacer las

necesidades específicas del usuario en cualquier momento.

Estos sistemas son muy sencillos en su operación. Para realizar un

proyecto con éxito es necesario entender conceptos como la energía

solar fotovoltaica, la hidráulica del sistema y el funcionamiento del

conjunto motor-bomba. Los sistemas activados por el sol

representan una solución costeable para muchos usuarios alejados

de fuentes convencionales de energía eléctrica, el éxito de un

proyecto está directamente relacionado con el conocimiento de las

condiciones y recursos del sitio. (Wikipedia, 2013)

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Un sistema de bombeo alimentado por energía solar está compuesto

de dos componentes básicas. La primera, son los paneles

fotovoltaicos que proporcionan la potencia. Cada panel está

compuesto por varias células solares las que producen corriente

directa (DC) cuando se exponen a la luz. Esta corriente DC es

recolectada por el cableado en el panel. Luego, es abastecida a una

bomba DC que bombea agua mientras el sol brille, o almacenada en

baterías para su posterior uso por las bombas.

También puede usarse un convertidor de frecuencia DC/AC para

usar una bomba con un motor de inducción de corriente alterna.

(Gasquet, 2004)

Las células solares o fotovoltaicas (o PV cellsen inglés) están hechas

de materiales semiconductores que pueden convertir la luz del sol

directamente en electricidad. La luz incidente en las células desaloja

y libera electrones dentro del material, los cuales se mueven para

producir una corriente eléctrica directa (DC).

Los fabricantes de paneles normalmente miden el voltaje (Volts) y la

corriente de salida (Amperes) de los paneles bajo condiciones de

potencia. La potencia (Watts = Volts x Amperes) es la máxima

potencia que se puede obtener del panel fotovoltaico con una

radiación solar de 1000 W/m2 y una temperatura de 25°C. La

corriente DC producida por un panel fotovoltaico es mucho más

sensible a la intensidad de la luz incidente en el panel que el voltaje.

Gruesamente, si la intensidad de luz se reduce a la mitad, la

corriente DC también se reduce a la mitad y el voltaje se reduce muy

poco. (Aqueveque Medina, 2009)

El volumen de agua requerido diariamente no es suficiente indicador

del tamaño y costo del sistema de bombeo. También debe

conocerse la carga dinámica total, CDT (profundidad de bombeo

más la altura de descarga más la carga de fricción en la longitud total

de la tubería).

Una buena indicación del tamaño y costo es el ciclo hidráulico

definido como el producto del volumen diario, expresado en metros

cúbicos, m3 (1,000 litros = 1 m3), por la CDT, expresada en metros, m

[(m)(m3)]. Con estas unidades, el ciclo hidráulico se expresa en

unidades de m4. (Jenkins, 2012)

BIBLIOGRAFÍA

Aqueveque Medina, E. J. (2009). Bombeo de agua para riego. Chile:

Universidad de Chile.

Gasquet, H. L. (2004). Manual teorico y practico sobre los sistemas fotovoltaicos. Cuernavaca, Morelos, Mexico: Solartronic.

Jenkins, P. T. (2012). Manual de Instrucciones del Diseño de Bomba de Agua Solar, Ingeniería Tecnológica. Nuevo Mexico: Universidad Estatal de Nuevo Mexico.

Wikipedia. (14 de Julio de 2013). Wikipedia.com. Recuperado el 28 de Febrero de 2014, de Wikipedia.com: http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Bomba_sumergible&oldid=68357579

III. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN

TIPO DE INVESTIGACIÓN

Tiene un enfoque cualitativo debido a que en el proceso se trabajara en

base a datos de investigadores y técnicos, y esto ayudara en la toma de

decisiones, pero también es cuantitativo ya que las decisiones que se

tomara satisfaceran las necesidades de la población beneficiada. Por tal

razón es una investigación cualicuantitativa.

En cuanto al aspecto descriptivo, se determinara las bondades que

brinda el Módulo fotovoltaico solar para la generación de energía

eléctrica, ello gracias a que se establecerá propuestas bien definidas

para cumplir con los objetivos que nos planteamos.

Para cumplir nuestros objetivos, se recurrirá a bibliografías establecidas,

catálogos, tablas, diagramas, páginas web, datos fuente SENAMHI y

otros con la finalidad de aplicar el sistema del módulo.

HIPÓTESIS

1. Se instalara una bomba solar sumergible para el bombeo de agua de

un pozo a un tanque de captación.

2. Mediante la aplicación de una bomba solar de agua se tratara de

evitar el consumo de combustible en el uso de bombas

convencionales y el consumo de energía eléctrica convencional con

bombas electicas.

3. Para la generación de energía eléctrica, se logrará aprovechar

nuestros recursos renovables con procedimientos de producción

menos contaminantes para nuestro medio ambiente aplicando la

energía solar.

IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES

Las variables que influyen esta investigación se identificaran de manera

cómo influyen clasificando en independientes y dependientes los cuales

los dependientes son: la potencia del panel solar en horas punta del día,

caudal máximo que se tiene de acuerdo a la potencia transmitida, si es

necesario un conversor de DC-AC. Las variables independientes son: la

altura a lo que se tendrá el tanque de captación, y se tiene también las

variables que son intervinientes como es la temperatura, clima,

temporada.

Algunas de las variables que se tiene se presentan en la siguiente tabla:

VARIABLES

UNIDAD INSTRUMENTO TIPO

1.

Potencia del panel

fotovoltaicoWatts Dependiente

2.

Altura de bombeo

Metros MetroIndependient

e

3.

Caudal máximo

Metros cúbicos/segundo

sDependiente

OPERACIONALIZACIÓN

METODOLOGÍA

Primeramente se analizara el lugar de la instalación para así poder

determinar el tipo de bomba sumergible a utilizar, luego de tener los

datos de campo se tendrá que procesar…………………

IV. Planificación y presupuesto

1. Cronograma: se tendrá en cuenta el siguiente cronograma en la que

se trabajara en esta investigación.

DURACION (MESES)

ACTIVIDADES 1 2 3 4 5 6

Estudio del lugar de instalación X

marco teórico X

Cálculos X X

Procesar los datos X

Analizar los resultados X X

Elaborar informe final X

2. PRESUPUESTO: el presupuesto planteado es un monto tentativo de

acuerdo a la investigación realizada.

PRECIO (S/.)

ESPECIFICACIONESSueldo/

mesMeses Total

Responsable 300 6 1800

Asistente 1 80 6 480

Asistente 2 80 4 320

Total 2600

Precio unitario

Cantidad Total

Infraestructura 300 1 300

Equipos 2000 1 2000

Materiales 400 1 400

Insumos 100 1 100

Total 2800

TOTAL 5400

V. ANEXOS