FIC AgroPV Electricidad solar

FIC Region Metropolitana

PRESENTACIÓN DEL PROYECTO

Como actividades principales, se coordinó la visita de la experta de Fraunhofer ISE Alemania, la ingeniero Dipl. Tabea Obergfell, que se materializó durante el mes de Julio de 2016. El trabajo conjunto de la Ing. Obergfell junto con el equipo local de Fraunhofer Chile, permitió desarrollar la transferencia tecnológica inicial del concepto Agro PV, y sobre todo, apoyar el proceso de selección de los 3 lugares en los cuales se instalaron las tres plantas piloto del proyecto.

Para la selección de los lugares, el equipo de trabajo contó con el apoyo del coejecutor Fedefruta y, además por intermedio del Gobierno Regional, se contó con la valiosa colaboración de INDAP Región Metropolitana.

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Visita a terreno en Localidad Curacaví – Revisión de Maquinaria Utilizada

Los lugares elegidos para el desarrollo del proyecto son los siguientes:

  • Comuna de Lampa – Agrícola Sobreterra Ltda. (Familia Aguilar, representada por don Marcos Aguilar)

  • Comuna de Curacavi – Agrocesar Ltda. – (4 familias y oficina de Agrocesar Ltda., representados por el sr. Cesar Veliz)

  • Comuna de El Monte – 5 familias, representadas por la Sra. Rosa Mallea, con apoyo y coordinación de oficina Prodesal El Monte e INDAP

siguiente plano indica las localizaciones de los proyectos elegidos:

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El Posteriormente se definió el diseño de la estructura, que debía seguir los parámetros requeridos por el concepto Agro PV, en términos sobre todo de distancia entre filas de paneles, para mantener el sombramiento uniforme requerido, y adicionalmente la altura de la instalación, para permitir el adecuado funcionamiento de maquinaria agrícola en la zona cubierta por la estructura de soporte. A continuación se muestran fotos de las tres instalaciones:

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Planta Curacaví

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Planta Lampa

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Planta El Monte

Cada planta cuenta con 48 paneles de 260 Wp. En total en los 3 pilotos, de Lampa, Curacaví y El Monte, se instalaron 146 paneles con una potencia nominal acumulada de 37.44 kWp. Se instalaron 10 equipos inversores marca SMA, en las 3 plantas. De estos, 9 son inversores monofásicos y uno de tipo trifásico

Sistema de Monitoreo en Línea:

Con el objeto de tener información en línea en cada planta, y evaluar tanto variables de producción eléctrica como datos relevantes para el análisis de elementos relativos a los cultivos, se instaló en cada una de las plantas un Sistema de Medición y Monitoreo diseñado y fabricado por el ingeniero Marcos Muñoz.

Dicho sistema mide radiación solar, viento, humedad (a nivel ambiente, suelo y a varias profundidades), temperatura y producción de energía eléctrica. Además permite almacenar la información recopilada de forma local y enviarla al servidor central de Fraunhofer para facilitar el análisis de datos y programar las tareas de mantención.

Las siguientes figuras muestran de manera esquemática y real la disposición de los sensores en cada planta:

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Monitoreo Bajo Paneles Fotovoltaicos

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Monitoreo en Zona de Referencia de Suelo

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Imágenes de sistema de monitoreo instalado en terreno (Planta Curacaví)

RESULTADOS PRELIMINARES

 

Estimaciones de Producción de Energía

Se estimó la producción de energía mediante PVsist. Como ejemplo se muestra la proyección de energía a producir en kWh para la localidad de Lampa:

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En este cuadro se aprecia que la producción total anual será de 21.437 kWh, que estimativamente corresponde al consumo total de al menos 6 casas promedio a nivel nacional. En términos monetarios, dado que se trata de conexiones en baja tensión (tarifa BT1), esta cantidad de energía a producir correspondería a un monto de $ 2.140.000, aproximadamente.

Mediciones del Sistema de Monitoreo

Como un ejemplo del tipo de mediciones obtenidas, se presenta en el siguiente gráfico la representación del sombreamiento recibido en el cultivo que se encuentra debajo de la planta fotovoltaica. La línea continua azul, muestra la radiación solar medida a nivel de los paneles fotovoltaicos (no afectada por la sombra), mientras que la línea roja, muestra la medición de radiación a nivel de suelo, en uno de los sensores. Las caídas son sombras, que se desplazan a lo largo del día, según el movimiento del sol, y producen de esta manera la reducción uniforme de 30% en la radiación total recibida en el cultivo.

En el segundo gráfico, se muestra la radiación solar medida durante un periodo de tiempo, comprendido entre febrero y abril de 2016, de igual forma comparando con y sin panel. En este caso se indica el dato acumulativo (radiación solar semanal / mensual). Se aprecia la menor radiación recibida debajo del panel.

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Metodología de Evaluación de Impacto en Producción Agrícola

Para estudiar el impacto del sistema Agro PV en los cultivos desarrollados debajo de las plantas fotovoltaicas, se implementó una metodología basada en el “grupo de control”. Para ello, junto con la zona de cultivo donde se ubica el piloto fotovoltaico, se destina la implementación de un tratamiento de control con iguales características de manejo, disposición espacial y de iguales dimensiones que el sistema de paneles, dispuesto a una distancia mínima de 10 metros respecto del tratamiento Agro PV, con el fin de evitar sombreado en el control. El sistema completo se ilustra en la siguiente figura:

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Este sistema sirve como una unidad comparativa, en la cual se realizará el seguimiento y estudio de ciertas variables (mediante el empleo de sensores de medición, según se ha expuesto previamente) comparando las características de los cultivos en la zona del piloto con los del grupo de control, permitiendo medir el impacto (positivo o negativo) del sistema sobre los cultivos. Para ello se implementa un sistema de medición en cada piloto, basado en un controlador digital que gestiona los diversos sensores a instalar, almacena la información y envía los datos a un control central, para su procesamiento y análisis. Las variables medidas son las siguientes:

  • Irradiación en el plano de los paneles, horizontal y a nivel del cultivo

  • Temperatura ambiente y humedad relativa

  • Humedad del suelo

  • Potencia producida por el sistema fotovoltaico

  • Velocidad del viento

Asimismo, se realizó una evaluación física de la producción agrícola, tomando muestras de cultivos debajo de la planta y comparando con cultivos en la zona de control, con el propósito de identificar diferencias en rendimientos por unidad de superficie, tallas, tamaño y peso de los vegetales cosechados, entre otros aspectos.

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Planta Lampa / Estudio de Cosecha de Variedades de Lechugas