FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA PROPUESTA PROP UESTA DE INSTALACIÓN FOTOVOLTAIC FOTOVOLTAICA A PARA BOMBEAR AGUA SUBTERRÁNEA EN VIVIENDA UBICADA EN EL CASERIO LA LAGUNA-DISTRITO LAGUNA-DISTRITO DE MORROPE, 2016 TESIS DE INGENIERÌA
PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA AUTOR:
William José Lorenzo Prada Araujo
ASESOR: Ing. JAMES SKINNER CELADA PADILLA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:
GENERACIÓN, TRANSMISIÓN Y DISTRIBUCIÓN CHICLAYO-PERÚ 201
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL PROFESION AL DE INGENIERÍA INGENIER ÍA MECÁNICA ELÉCTRICA PROPUESTA PROP UESTA DE INSTALACIÓN FOTOVOLTAIC FOTOVOLTAICA A PARA BOMBEAR AGUA SUBTERRANEA SUBTERRANE A EN VIVIENDA UBICADA EN EL CASERIO LA LAGUNA-DISTRITO LAGUNA-DISTRITO DE MORROPE, 2016 TESIS DE INGENIERÌA
PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA AUTOR:
!"##"$% J&'( L&)*n+& P)$$ A)$& APROBADO POR !URADO
PRESIDENTE:
______________________________ ING. RED! D"#ILA $%RTAD& $%RTAD&
SE'RETARI&:
______________________________ ING. $%(ERT DIA) AL'ALDE
#&'AL:
______________________________ ING. ART%R& NA# NA#ARRETE N*+E)
CHICLAYO-PERU 201
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL PROFESION AL DE INGENIERÍA INGENIER ÍA MECÁNICA ELÉCTRICA PROPUESTA PROP UESTA DE INSTALACIÓN FOTOVOLTAIC FOTOVOLTAICA A PARA BOMBEAR AGUA SUBTERRANEA SUBTERRANE A EN VIVIENDA UBICADA EN EL CASERIO LA LAGUNA-DISTRITO LAGUNA-DISTRITO DE MORROPE, 2016 TESIS DE INGENIERÌA
PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO MECÁNICO ELECTRICISTA AUTOR:
!"##"$% J&'( L&)*n+& P)$$ A)$& APROBADO POR !URADO
PRESIDENTE:
______________________________ ING. RED! D"#ILA $%RTAD& $%RTAD&
SE'RETARI&:
______________________________ ING. $%(ERT DIA) AL'ALDE
#&'AL:
______________________________ ING. ART%R& NA# NA#ARRETE N*+E)
CHICLAYO-PERU 201
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
La ,resen-e no se a/r0a ,odido realizar sin la a1ud a1uda a de al2u al2una nass ,ers ,erson onas as a las las 3ue 3ue dese deseo o e4,resar mi a2rade5imien-o. Primero Primero deseo deseo a2rade5er a2rade5er a Dios ,or mi salud ,ara realizar es-e -ra/ajo en-re o-ras 5osas6 a mis ,adr ,adres es ,or ,or su a,o1 a,o1o o in5o in5ond ndi5 i5io iona nall 1 darm darme e la 7or7or-al alez eza a 1 mora morall ,ara ,ara se2u se2uir ir d0a d0a a d0a6 d0a6 mis mis erm erman anos os 3ue 3ue ,or ,or ello elloss 5on5on-in in8o 8o 1 siem siem,r ,re e d9ndome alien-o a nun5a rendirme6 en-re o-ras ,erso rsonas 3ue 5reen en m0 ,ro7esionalmen-e6 2ra5ias.
1 me a,o1an
'i5la1o6 Julio del ;<=
_____________________________ William José Lorenzo Prada Araujo
DNI: 71233647
PRESENTACIÓN
En res,e-o a las normas es-a/le5idas del re2lamen-o de 2rados 1 -0-ulos de la 7a5ul-ad de In2enier0a de la >%ni?ersidad 'esar #allejo@6 ,on2o
a ?ues-ra dis,osi5in el ,resen-e ,ro1e5-o de desarrollo de
-esis -i-ulado6
PROPUESTA DE INSTALACIÓN FOTOVOLTAICA
PARA BOMBEAR AGUA
SUBTERRÁNEA
EN
VIVIENDA
UBICADA EN EL CASERIO LA LAGUNA-DISTRITO DE MORROPE, 216 La misma 3ue ,on2o a dis,osi5in ,ara ser e?aluada 1 merez5a 5um,lir 5on los re3uerimien-os de 5on7ormidad ,ara o/-ener el T0-ulo Pro7esional de INGENIER& BE'"NI'& ELE'TRI'ISTA.
'i5la1o6 Julio del ;<=
A!"#$
_____________________________ William José Lorenzo Prada Araujo
DNI: 71233647
%NDICE
DEDI'AT&RIA ...........C AGRADE'IBIENT& DE'LARAT&RIA DE A%TENTE'IDAD PRESENTA'IFN
HNDI'E = RES%BEN
<
A(STRA'T
I.
INTR&D%''IFN ..........< <.<.
REALIDAD PR&(LEB"TI'A ...........< <.<.<. Realidad Pro/lem9-i5a In-erna5ional..................................< <.<.. Realidad Pro/lem9-i5a Na5ional.........................................< <.<.C. Realidad Pro/lem9-i5a Re2ional.........................................< <.<.. Realidad Pro/lem9-i5a Lo5al..............................................<
<..
TRA(AJ&S PRE#I&S.................................................................... <=
<.C.
TE&RHA RELA'I&NADA AL TEBA
......;
<.C.<. Ener20a solar.....................................................................; <.C.. Na-uraleza de la Ener20a Solar. <.C.C. Sis-emas Es-ru5-ura Solar................................................. . <.C.. Radia5ion solar so/re la su,er7i5ie de la -ierra ............... <.C.. Sis-emas Solares o-o?ol-ai5os......................................... C< <.C.. (om/eo de a2uas Su/-err9neas....... CC <..
&RB%LA'IFN
DEL
PR&(LEBA .....................................................<
<..
J%STII'A'IFN DEL EST%DI&
.<
<..<. Jus-i7i5a5in e5onomi5a......................................................< <... Jus-i7i5a5in so5ial..............................................................< <..C. Jus-i7i5a5in -e5nolo2i5a..................................................... <... Jus-i7i5a5in am/ien-al....................................................... <..
$IPFTESIS..................................................................................
<.=.
&(JETI#&S C
<.=.<. &/je-i?o 2eneral.................................................................C <.=.. &/je-i?os es,e507i5os..........................................................C II. BT&D& C .<.
DISE+& DE IN#ESTIGA'IFN C
..
# ARIA(LES ! &PERA'I&NALI)A'IFN
C
..<. &,era5ionaliza5inde #aria/les......................................... .C.
P&(LA'IFN ! B%ESTRA
.C.<. Po/la5in............................................................................ .C.. Bues-ra............................................................................... ..
T'NI'AS E INSTR%BENT&S DE RE'&LE''IFN DE DAT&S
..<. #alidez................................................................................ ... 'on7ia/ilidad.......................................................................= ..
BT&D&S DE AN"LISIS DE DAT&S =
..
ASPE'T&S TI'&S K
III. RES%LTAD&S C.<.
&(TENER EL REGISTR& DE BEDI'I&NES DE RADIA'IFN DE LA ESTA'IFN BETE&R&LFGI'A
SENAB$I M'$I'LA!& PARA DETERBINAR
S% APLI'A'IFN EN LA INSTALA'IFN &T&#<AI'A
C.<.<. %/i5a5in 2eo2ra7i5a.......................................................... C..
DETERBINAR LA DEBANDA DE AG%A NE'ESARIA AL DIA %E RE%IERE LA #I#IENDA.
C..<. 'ara5-eris-i5as del ,ozo -u/ular .........................................K C.C.
SELE''I&NAR %N DISP&SITI#& DE (&B(E& DE AG%A S%(TERR"NEA PARA
SATISA'ER
&T&#<AI'A
EL
RE%ERIBIENT&
DE
LA
INSTALA'IFN
C.C.<. Tiem,o de -ra/ajo de la ele5-ro/om/a al dia..................... C.C.. 'al5ulo del 5onsumo ener2e-i5o........................................ C.C.C. 'al5ulo de 5onsumo ener 2e-i5o real.................................. C.C.. Sele55in del /an5o de /a-erias........................................ C.C.. Sele55in del numero de ,aneles solares.......................... C.C.. Sele55in de re2ulador de 5ar2a........................................< C.C.=. Sele55in del in?ersorr ....................................................... C.C.K. In5lina5ion del ,anel solar..................................................
C.C.. Dimensionamien-o de 5ondu5-ores.................................... C.C.<;.E3ui,o de ,ro-e55ion..........................................................= C.C.<<.So,or-e de e3ui,o 1 a55esorios......................................... C.C.<.Pasos ,ara la ins-ala5ion...................................................=; C.C.
' AL'%LAR ! SELE''I&NAR L&S ELEBENT&S DEL SISTEBA &T&#<AI'&
=C
C.. E#AL%A'IFN E'&NFBI'A PARA DETERBINAR LA A'TI(ILIDAD DE LA INSTALA'IFN &T&#<AI'AC . DIS'%SIFN
K
. '&N'L%SI&NES . RE'&BENDA'I&NES <;< =. REEREN'IAS (I(LI&GR"I'AS.
<;
K. ANEO&S...........................................................................................<;
Hndi5e de ilus-ra5iones Ilus-ra5in <: Posi5ion de la -ierra res,e5-o al sol............................................ Ilus-ra5in : An2ulo solar................................................................................K Ilus-ra5in C:Diseo de ins?es-i2a5ion.............................................................C Ilus-ra5in : %/i5a5in ,ozo su/-erraneo.......................................................< Ilus-ra5in :A-las solar ....................................................................................C Ilus-ra5in : #i?ienda donde se u/i5a el ,ozo ................................................ Ilus-ra5in =: Pozo -u/ular ................................................................................ Ilus-ra5in K: Ganado.......................................................................................= Ilus-ra5in : 'ar5-eris-i5a /om/a sumer2i/le ,edrollo SR<;G .....................C Ilus-ra5in <;: 'ur?as de 5audal al-ura manome-ri5amen-e 1 e7i5ien5ia... ....... Ilus-ra5in <<: (om/a sumer2i/le ,edrollo medlo SR<;G............................. Ilus-ra5in <: Es,e5i7i5a5iones /a-eria ri-ar RA<M<;...................................K Ilus-ra5in
Hndi5e de -a/las Ta/la <: Ti,os de radia5ion emi-ios ,or el sol..................................................... Ta/la : Dis-ri/u5in del a2ua en la -ierra..........................................................CC Ta/la C: &,era5ionaliza5ion de ?aria/les...................................... ..................... Ta/la : Te5ni5as e ins-rumen-os de re5ole55ion de da-os............................... Ta/la : As,e5-os e-i5os........................................................................ .............K Ta/la : Da-os de la irradia5ion diario ;<M;<..................................... ......... Ta/la =: 'onsumo -i,i5o de a2ua........................................................ ...............K Ta/la K: Pérdida ,or ri55in...................................................................... ....... Ta/la : 'oe7i5ien-e de ri2urosidad.................................................................... Ta/la <;: #alores ,ara di7eren-es di9me-ros.............................................. ........= Ta/la <<: Lon2i-ud de -u/er0a e3ui?alen-e en me-ros.........................................= Ta/la <: #ersin 5on 7lo-ador GE............................................................ ..........=< Ta/la
RESUMEN El ,resen-e es-udio se o5u,a la ins-ala5in 7o-o?ol-ai5o ,ara el /om/eo de a2ua su/-err9nea ,ara lo2rar mejorar la 5alidad de ?ida en el 'aser0o la La2una6 Dis-ri-o de Borro,e6 Pro?in5ia de Lam/a1e3ue6 1a 3ue a5-ualmen-e no 5uen-a 5on el ser?i5io elé5-ri5o ,ara el /om/eo de a2ua su/-err9nea6 el 5ual es una
ne5esidad /9si5a ,ara el desem,eo de di7eren-es a5-i?idades -an-o domés-i5as6 5omo en el 9m/i-o la/oral 3ue es el sus-en-o e5onmi5o de la 7amilia. La ,o/la5in de la la2una o/-iene sus re5ursos e5onmi5os 2ra5ias a la 5rianza de animales6 los 5uales ne5esi-an alimen-a5in 1 /uen 5uidado. 'omo se sa/e -odo ser ?i?o ne5esi-a un re5urso indis,ensa/le ,ara la ?ida 3ue es el a2ua6 los ,o/ladores lo2ran o/-enerla 2ra5ias a un ,ozo -u/ular6 an lo2rado e4-raer a2ua de ese ,ozo de manera rus-i5a6 lo 5ual demanda un es7uerzo 70si5o 1 es-o limi-a o/-ener una 5an-idad de a2ua a5e,-a/le ,ara su alimen-a5in6 la 7al-a de a2ua es la ,rin5i,al 5ausa de mu5as en7ermedades6 -an-o ,ara la 7amilia 5omo ,ara los animales. Por lo 5ual el 2anado no es-ar9 den-ro de los es-9ndares de 5alidad 3ue se ne5esi-an ,ara lo2rar ser 5om,e-en-e en el mer5ado lo5al. Es a3u0 donde o,-amos ,or las ener20as reno?a/les6 siendo una de ellas la ener20a solar6 2ra5ias a es-a ener20a se ar9 un diseo ,re5iso ,ara o/-ener ele5-ri5idad ,ara /om/ear a2ua6 se28n la ne5esidad de la 7amilia 1 5omo una demanda ,ro1e5-ada a 7u-uro. El ,resen-e es-udio -iene ,or 7inalidad ,lan-ear la medida 3ue solu5ione la 7al-a de ele5-ri5idad ,ara el /om/eo de a2ua su/-err9nea6 1 as0 darle una mejor 5alidad de ?ida6 a -ra?és de una ,ro,ues-a de ins-ala5in o-o?ol-ai5o. Pala/ras 5la?es: Ins-ala5in6 solar6 irradia5in6 ,aneles6 mo-or
ABSTRACT Te ,resen- s-ud1 ,o-o?ol-ai5 ins-alla-ion 7or ,um,in2 2roundQa-er deals in order -o im,ro?e -e 3uali-1 o7 li7e in -e ?illa2e o7 La La2una6 Borro,e dis-ri5-6 Pro?in5e o7 Lam/a1e3ue6 as i- 5urren-l1 does no- a?e ele5-ri5al ser?i5e 7or ,um,in2
2roundQa-er Qi5 i- is a /asi5 ne5essi-1 7or 5arr1in2 ou- di77eren- a5-i?i-ies /o- domes-i5 and in -e Qor,la5e is -e e5onomi5 li?eliood o7 -e 7amil1. Te ,o,ula-ion o7 -e la2oon 2e-s i-s 7inan5ial resour5es /1 raisin2 animals6 Qi5 need 7ood and 2ood 5are. As Qe noQ all li?in2 needs essen-ial -o li7e -a- is Qa-er resour5e6 -e ,eo,le mana2e -o 2e- i- -rou2 a -u/e Qell6 a?e mana2ed -o e4-ra5- Qa-er 7rom -a- Qell rus-i5 Qa16 Qi5 re3uires ,1si5al e77or- and -is limi-s o/-ain a a55e,-a/le amoun- 7or Qa-er su,,l16 la5 o7 Qa-er is -e main 5ause o7 man1 diseases6 /o- 7or -e 7amil1 and animals. So -e 5a--le Qill no- /e Qi-in -e s-andards o7 3uali-1 in order -o 5om,e-e in -e lo5al mare-. Tis is Qere Qe 5oose reneQa/le ener216 one o7 Qi5 is solar ener216 -ans -o -is ener21 Qill /e a55ura-e 7or ele5-ri5i-1 7or Qa-er ,um,in2 desi2n6 a55ordin2 -o -e need o7 -e 7amil1 and as a ,roje5-ed 7u-ure demand. Tis s-ud1 aims -o ,resen- -e solu-ion -o -e la5 o7 ele5-ri5i-1 7or ,um,in2 2roundQa-er6 and -us 2i?e a /e--er e1Qords: ins-alla-ion6 solar irradia-ion6 ,anels6 en2ine
1& INTRODUCCIÓN& 1&1& R'()*+(+ $#)'./"*0(&
Realidad ,ro/lem9-i5a In-erna5ional.
>'ons-an-emen-e en5on-ramos ,ro/lemas rela5ionados 5on la e7i5ien5ia ener2é-i5a de di?ersas ins-ala5iones. ! nos en7ren-amos 7ren-e a6 no -an nue?os -érminos6 -ales 5omo ener20as al-erna-i?as6 /iomasas6 e7i5ien5ias6 res-ri55iones ener2é-i5as6 2eo-ermia6 e-5.@ Gar50a6 ;<6 ,. =U. >elizmen-e -enemos en nues-ra manos6 ener20as m9s lim,ias 1 so/re -odo 2ra-ui-a 3ue nos ,ro,or5iona nues-ra la ,ro,ia na-uraleza6 1 a es-a ener20a se le llama 7o-o?ol-ai5a@ Gar50a6 ;<6 ,. =U. Es-a ener20a 1 su rele?an5ia no es al2o nue?o6 ,ues en
Sin ser mu1 idealis-a6 me in-erro2o si 5on la -e5nolo20a a5-ual 1 los ,re5ios reales en el mer5ado ,odr0amos sa-is7a5er las ne5esidades ener2é-i5as de una ?i?ienda media en Es,aa Gar50a6 ;<6 ,. =U.
1&1&2& R'()*+(+ $#)'./"*0( N(0*#()& >Los 7a5-ores de ,resin son 7undamen-almen-e la so/ree4,lo-a5in de a5u07eros6 el ?er-imien-o de sus-an5ias 5on-aminan-es a los 5uer,os de a2ua6 los 5am/ios en el uso del suelo -ales 5omo la de7ores-a5in6 el in5remen-o de ur/aniza5iones en zonas de ,rodu55in 0dri5a@ &rdoez6 ;<<6 ,. <;U. En de5re5imien-o de la dis,oni/ilidad a5u9-il jun-ando al ele?ado in5remen-o ,o/la5ional6 ,rodu5e una dis,u-a los
5uales es-9n aumen-ando 1 3ue e4-ienden a em,eorarV si no se o5u,an las al-erna-i?as de solu5in ade5uadas6 5omo la orden del uso del a2ua a -ra?és de dis,osi-i?os de ,ro1e5-os norma-i?as 1 le1es 3ue a55edan a su de7ensa 1 re,ar-i5in en 7orma ra5ional. &rdoez6 ;<<6 ,. <;U >'omo 5onse5uen5ia de la llamada 5risis de ,e-rleo es 3ue ini5i en el Per8 el in-erés ,or la u-iliza5in de las ener20as lim,ias6 es,e507i5amen-e la ,rodu5ida ,or el sol@ $orn6 ;;6 ,. U. >Se realiz 5a,a5i-a5iones en di?ersas 5iudades del ,a0s6 es,e5ialmen-e en /om/eo de a2ua 5on molinos de ?ien-o6 5alen-adores solares de a2ua 1 se5adores solares de ,rodu5-os a2r05olas@ $orn6 ;;6 ,. U. >Los resul-ados de es-as a,li5a5iones 7ueron e4i-osos6 ,or ejem,lo la -e5nolo20a de los 5alen-adores solares de a2ua6 o1 /ien 7irme en Are3ui,a6 1 los se5adores solares ar-esanales de ma0z u-ilizados en la a5-ualidad ,or #alle Sa2rada del %ru/am/a@ $orn6 ;;6 ,. U. >Sin em/ar2o6 ,or m9s a79n de in5remen-ar la ener20a elé5-ri5a en -odo el -erri-orio ,a-rio6 7undamen-almen-e median-e de la e4-ensin de redes elé5-ri5as6 -oda?0a e4is-en mu5os ,o/ladores ,eruanos sin ele5-ri5idad@ $orn6 ;;6 ,. U. La ma1or0a de és-a 2en-e ?i?e en zonas rurales 1 5uan-o m9s aumen-e la ele5-ri7i5a5in m9s 5aro es in5remen-ar un ,un-o ,or5en-ual es-a. Es-o se de/e a la menor densidad ,o/la5ional 1 las ,o5as 5on?enien-es zonas 2eo2r97i5as 3ue reinan en el -erri-orio ,eruano. Para es-os millones de ,eruanos la 8ni5a ,ro/a/ilidad e5onmi5amen-e ?ia/le a 5or-o e in-ermedio ,lazo es la 2enera5in lo5al de ele5-ri5idad6 /asada -o-almen-e en
re5ursos reno?a/les: idr9uli5a6 eli5a6 solar 1 /iomasa. $orn6 ;;6 ,. U
1&1&3& R'()*+(+ $#)'./"*0( $'*#()& >Los 0ndi5es de 5onsumo de ener20a elé5-ri5a en Lam/a1e3ue6 son el de la indus-ria 3ue duran-e el ,eriodo ;;C ;;= se man-iene 5on un C=.X de los 5uales en ,romedio el ==.X es-9 re,resen-ado ,or:@ #ela6 ;<;6 ,. =U >En la a5-ualidad e4is-en a5-i?idades 3ue 5onsumen m9s ener20a 3ue o-rasV 5om,le-9ndose el dia2ns-i5o de ,ar-i5i,a5in ,or5en-ual 5on el ,ro5edimien-o mensual del 5onsumo de ener20a de los se5-ores m9s re,resen-a-i?os6 re?el9ndose as0 la din9mi5a del se5-or@ #ela6 ;<;6 ,. =U.
1&1&4& R'()*+(+ $#)'./"*0( )#0()& En el se5-or la La2una6 dis-ri-o de Borro,e no 5uen-a 5on ser?i5io elé5-ri5o ,ara el /om/eo de ,ozo -u/ular. Por la ne5esidad de o/-ener a2ua u-ilizan mé-odos r8s-i5os 1 de es7uerzo 70si5o 3ue limi-an la o/-en5in de es-e re5urso /9si5o. Es-o 5onlle?a a una serie de ,ro/lemas de salud 5omo en7ermedades 5rni5as6 una i2iene limi-ada 1 en el as,e5-o e5onmi5o la mala alimen-a5in de su 2anado. De -al manera el 2anado no 5um,le 5on los modelos de 5alidad ,ara la 5omer5ializa5in en el mer5ado lo5alV a la ?ez no 5on-ri/u1e en el /ienes-ar so5ioe5onmi5o.
1&2& T$((#5 P$'*#5&
Arija6 ;<;6 ,. <;U. En su -esis -i-ulada >PR&T&TIP& DE SISTEBA DE (&B(E& &T&#<AI'& PARA PR&!E'T&S DE '&&PERA'IFN AL DESARR&LL& '&N TE'N&L&GHAS APR&PIADAS M %NI#ERSIDAD
'ARL&S III DE BADRID6
ES'%ELA P&LIT'NI'A S%PERI&R
DEPARTABENT& DE INGENIERHA EL'TRI'A@. Se28n la 5andidez de un sis-ema de /om/eo dire5-o se ,uede a,re5iar en el ensa1o un é4i-o en 5uan-o a la ,ro-e55in del res-a/le5imien-o de es-e -i,o de e3ui,os ,ara ,a0ses 5on re5ursos e5onmi5os redu5idos. El manejo de un sis-ema de /om/eo dire5-o 3ue /om/ea a2ua desde un 7ondeo as-a un -an3ue de reser?a es6 sin duda al2una6 una solu5in es-u,enda ,ara a3uellas aldeas aisladas 3ue ne5esi-an de unas 5an-idades de a2ua moderadas a diario a/as-e5imien-o de a2ua ,o-a/le o re2ad0oU. 'erd9n6 ;<<6 ,. <<U. En su -esis -i-ulada >DISE+& DE %N SISTEBA DE (&B(E& S&LARMEFLI'& PARA '&NS%B& DE AG%A EN 'A(A+AS E'&T%RISTI'AS
EN
LA
PITA!A6
#ERA'R%)6
BOI'&
M
%NI#ERSIDAD INTERNA'I&NAL DE ANDAL%'HA@. El in5on?enien-e del a/as-e5imien-o de ser?i5ios en zonas alejadas 1Yo de di705il a5er5amien-o es 5om8n en mu5os ,a0ses6 a8n en los m9s desarrollados. El ,ro1e5-o 5omo el 3ue se e4,uso en es-e -ra/ajo de in?es-i2a5in6 a,o1an a solu5ionar ,ro/lemas ener2é-i5os 1 de a2ua ,o-a/le 3ue ,erjudi5a radi5almen-e el 5re5imien-o de las 5omunidades6 es-o sin ol?idar de ?is-a la ,ro-e55in del medio am/ien-e. Por es-os mo-i?os6 el 7omen-o al uso de es-e -i,o de -e5nolo20as se a ?uel-o im,or-an-e ,ara la a5-ualidad 1 es 3ue el uso ra5ional 1 e7i5ien-e de la ener20a ,uede de-erminar el 7u-uro del ,lane-a. En el 5aso es,e507i5o del Pro1e5-o E5o-ur0s-i5o Pi43uia5 se ,resen-aron duran-e el an9lisis dos si-ua5iones no ,re?is-as 3ue 5ondujeron a 3ue el -amao del sis-ema de /om/eo resul-ara ser m9s 2rande de lo es,erado 1 3ue duran-e ?arios meses se en5uen-re so/redimensionado. En ,rimer lu2ar el re5urso eli5o en el si-io resul- ser mu1 /ajo. 'on ?elo5idades ,romedio de ?ien-o menores a mYs la m94ima ,o-en5ia ,rodu5i/le ser9 menor a ; Qa--s6 es-o si se -u?iera un aero2enerador 5u1a e7i5ien5ia 7uera 5er5ana al l0mi-e de (e-z la 5ual no es al5anzada ,or
nin2uno de los aero2eneradores 3ue se en5uen-ran a5-ualmen-e en el mer5ado. Al -ener ,o5o re5urso eli5o se soli5i-ar9 la ins-ala5in de un al-o n8mero de aero2eneradores ,ara 5onse2uir sa-is7a5er la demanda ener2é-i5a del sis-ema de /om/eo. Es-a 5on5lusin ele?a la in?ersin ori2inal 1 es ,osi/le 3ue los dueos no ,uedan ,a2arla. Al -ener ,o5o re5urso eli5o ,odr0a o,-arse ,or un sis-ema mono?alen-e solar6 sin em/ar2o6 es-e sis-ema es-ar0a so/redimensionado ,ara la ma1or0a de los meses. Del ao de/ido al se2undo ,ro/lema 3ue se ,resen- duran-e el desarrollo de es-e -ra/ajo: La demanda ener2é-i5a ,ara el mes de 7e/rero es mu5o ma1or 3ue ,ara el res-o de los meses del ao6 es-o se de/e a 3ue duran-e es-e mes las llu?ias son es5asas 1 se re3uiere /om/ear ma1ores 5an-idades de a2ua ,ara el rie2o de las 9reas ?erdes. Es-e ,ro/lema a7e5-a a 5ual3uiera de las -res solu5iones /asadas en ener20as reno?a/le 3ue se ,lan-earon en es-e -ra/ajo. %na ,osi/le solu5in es ins-alar un sis-ema /asado en 7uen-es al-ernas 3ue sa-is7a2a la demanda ,romedio anual de ener20a <=C.C WYd0aU ,ara el sis-ema de /om/eo 1 u-ilizar un 2enerador de 5om/us-i/le 3ue ,roduz5a la ener20a e4-ra re3uerida en los meses 3ue se en5uen-ran ,or en5ima de di5o ,romedio.
Analizando la -a/la <6 es-e 2enerador a 5om/us-i/le
slo se u-ilizar0a en los meses de 7e/rero6 di5iem/re 1 un ,o5o duran-e marzo. Aun3ue es-o en ,rin5i,io ,uede sonar 5omo una /uena solu5in6 de/en 5onsiderarse los 5on-inuos 2as-os en 5om/us-i/le 1 las a7e5-a5iones am/ien-ales ,rodu5idas ,or la 3uema de és-e ,ara ,oder -omar la mejor de5isin6 la 5ual 7inalmen-e 3uedar9 en manos de los dueos.
Piriz6 ;ENERGHA S&LAR TRBI'A ! &T&#<AI'A AISLADA PARA PE%E+AS '&B%NIDADES EN PER* M %NI#ERSIDAD %P'
(AER'EL&NA TE'$ ES'%ELA DE
'ABIN&S6 'ANALES ! P%ERT&S ;
La inno?a5in del modelo an ,ermi-ido 3ue la ener20a 7o-o?ol-ai5a a,ar-ada es una /uena solu5in ,ara 5omunidades 3ue no -ienen a55eso
a la ele5-ri5idad@ re2in de la 5os-aU. Las -ermas solares6 en la ,ar-e andina de Per8 son em,leados desde a5e mu5o -iem,o a-r9s6 mien-ras 3ue en la 5os-a 1 sel?a no se
em,lea/an De/e -enerse
5uidado 5on los ni?eles de ener20a u-iliza/les6 de/e
/asarse en in7orma5in 5on7ia/le en re5ursos ,ara e?i-ar 5aer en 7alsas e4,e5-a-i?as en-re los usuarios.
Es im,or-an-e el ,u/li5i-ar -odo -i,o de a5-os in-erse5-oriales 1 a di?ersos ni?eles de la adminis-ra5in ,8/li5a ,ara as0 5on-ri/uir 5on el aorro ener2é-i5o /asado en 7uen-es de ener20a reno?a/le. 'ornejo 1 Ga1oso6 ;<;6 ,. KE#AL%A'IFN T'NI'A ! E'&NFBI'A PARA LA GENERA'IFN DE ENERGHA EL'TRI'A $I(RID& EFLI'A S&LAR PARA LA '&B%NIDAD DE SAN L%IS EN EL DISTRIT& DE PIBENTEL6 REGIFN LAB(A!E%E M %NI#ERSIDAD 'SAR #ALLEJ& PIBENTEL ;<;@. En la ,rimera o,5in de solu5in a la ,ro/lem9-i5a de ener20a elé5-ri5a6 los ,ro5edimien-os 0/ridos se 5am/ian6 en ,ue/los dis-an-es de la redes de dis-ri/u5in elé5-ri5a6 1 -am/ién se ,ueden o/-ener 5asi en a/solu-o median-e ener20as al-erna-i?as. El an9lisis ?in5ulado 5on la eje5u5in de ,ro5edimien-os 0/ridos ,ara la re,rodu55in de ener20a elé5-ri5a soli5i-a de in7ormes de-allados de in?es-i2a5in6 7undamen-almen-e en lo 3ue se des5ri/e a los re5ursos dis,oni/les sol 1 ?ien-oU. Por lo 3ue es ne5esario in5i-ar la eje5u5in de es-udios de ,o-en5iales ener2é-i5os en di?ersas zonas de Lam/a1e3ue. Para 3ue es-o o5urra es ne5esario 3ue se 5uen-e 5on una em,resa 7inan5iera 3ue 5u/ra los 2as-os de ins-ala5in de es-e -i,o de ,ro1e5-os 1 mano de o/ra.
1&3& T'#$(5 $')(0*#(+(5 () "'.(&
1&3&1& E'$( S#)($& I"$#+!00*8 +' T'$.#+*/.*0( >La e4,resin Termodin9mi5a ,ro?iene de las ?o5es 2rie2as Termos6 3ue si2ni7i5a >5alor@6 1 D1namis6 3ue si2ni7i5a >,oder@ o >7uerza@6 es,e5i7i5o en su rela5in 5on el mo?imien-o@ uezada6 ;<6 ,. CCU. En 5on5lusin se ,uede de7inir a la Termodin9mi5a 5omo la >7uerza del 5alor@6 3ue ,odr0a e4,resar 5osas -ales 5omo la -rans7orma5in 3ue se lo2ra al 3uemar 5ar/n6 madera o ,e-rleo. Si u-ilizamos la ,ala/ra >5alor@ o >ener20a@ se im,lemen-ar9 5on ma1or e4a5-i-ud el si2ni7i5ado es-a dis5i,lina. uezada6 ;<6 ,. CCU.
L( $*.'$( L'9 +' T'$.#+*/.*0( >La ,rin5i,al ener20a 3ue se en5uen-ra o5ul-a es uno es una de las m9s ?aliosas a5e,5iones en -ermodin9mi5a. Se e4,li5a 5uando nos re7erimos a los 5am/ios de ener20a de un 5uer,o 3ue se res/ala 5on 7ri55in6 1a 3ue al 5alen-ar un 5uer,o aumen-a su ener20a in-erna 1 al en7riarlo disminu1e es-a ener20a@ uezada6 ;<6 ,. CCU. La ener20a in-erior ,uede ser o/ser?ada de ?arios modosV 5omenzando 5on uno 3ue se 7undamen-a en las ideolo20as de la me59ni5a. La ma-eria se 5om,one en 9-omos 1 molé5ulas6 1 es-as a su ?ez es-9n 5om,ues-as ,or ,ar-05ulas 3ue ,oseen ener20a 5iné-i5a 1 ,o-en5ial. uezada6 ;<6 ,. CCU
L( 5'!+( L'9 +' T'$.#+*/.*0( >El ,rin5i,io de es-a se2unda le1
es la di7eren5ia en-re la
na-uraleza de la ener20a in-erna 1 la de la ener20a me59ni5a ma5ros5,i5a@ uezada6 ;<6 ,. CU.
>En el mo?imien-o de un 5uer,o6 las molé5ulas -ienen des,lazamien-o alea-orio6 al 3ue se su,er,one un mo?imien-o 5oordinado de -odas las molé5ulas en dire55in de la ?elo5idad del 5uer,o@ uezada6 ;<6 ,. CU. >En es-a ener20a 5iné-i5a ins5ri-a a es-e6 mo?imien-o ma5ros5,i5o 5oordinado es lo 3ue llamamos ener20a 5iné-i5a del 5uer,o en mo?imien-o. Las ener20as 5iné-i5as 1 ,o-en5iales aso5iadas al mo?imien-o alea-orio 5ons-i-u1en la ener20a in-erna@ uezada6 ;<6 ,. CU. Si la se2unda le1 no 5um,liera6 ,odr0amos im,ulsar un au-o u o,erar una ,lan-a de ele5-ri5idad em,leando el aire 5ir5undan-e6 ,ues nin2una de es-as ,osi/ilidades ?iola la ,rimera le1 de -ermodin9mi5a. En la se2unda ,or -an-o6 no se dedu5e de la ,rimera sino 3ue es una le1 inde,endien-e de la na-uraleza. uezada6 ;<6 ,. CU. >La -rans7orma5in de ener20a es im,or-an-e en la ?ida 1 la -e5nolo20a ser umano6 as0 3ue en la se2unda le1 nos men5iona 3ue -iene una im,or-an5ia 7undamen-al ,ara el mundo en 3ue ?i?imos@ uezada6 ;<6 ,. C=U.
T$(5'$'0*( +' C()#$ >Si en un 5uer,o 59lido se 7ri55iona 5on o-ro 7r0o6 ,odemos a,re5iar 3ue el ,rimero se en7r0a 1 el se2undo se 5alien-a 1 7inalmen-e am/os i2ualan sus -em,era-uras@ uezada6 ;<6 ,. C=U. >Es-e 5aso o5urre ,or3ue la ener20a del 5uer,o 5alien-e se -rans7iri al 7r0o. Es-a ener20a -rans7erida6 5ons-i-u1e 5alor@ uezada6 ;<6 ,. C=U. >El 5alor es un 7enmeno 7u2az. &ri2inalmen-e ni el 5uer,o 5alien-e ni el 7r0o 5on-ienen 5alor ,ero ener20a s0@ uezada6 ;<6 ,. C=U >E4is-en -res modos di7eren-es 3ue mani7ies-an 3ue el 5alor ,uede -rasladarse de un 5uer,o a o-ro: 5ondu55in6 5on?e55in 1 radia5in@ uezada6 ;<6 ,.C=U.
C#+!00*8 >La 7orma 5omo se
-rans7iere el 5alor en los slidos es la
5ondu55in. Al 5alen-arse un e4-remo de una ?ara me-9li5a as-a 3ue aumen-e su -em,era-ura6 a3u0 el 5alor se -ras7iere as-a el e4-remo m9s 7r0o ,or 5ondu55in@ uezada6 ;<6 ,. CKU >Es in5om,rensi/le el me5anismo de 5ondu55in de 5alor en los slidos6 mu5o se di5e 3ue se de/e al mo?imien-o de los ele5-rones li/res 3ue -rans,or-an ener20a 5uando a1 di7eren5ia de -em,era-uras@ uezada6 ;<6 ,. CKU. >Bedian-e es-a -eor0a se -ra-a de e4,li5ar ,or 3ué los /uenos 5ondu5-ores elé5-ri5os ser0an /uenos 5ondu5-ores de 5alor. Tal 5omo lo seal el ma-em9-i5o 7ran5és Jose, ourier 5uando realiz una ,re5isa e4,resin ma-em9-i5a@ uezada6 ;<6 ,. CKU.
C#'00*8 >La e4is-en5ia de di7eren-e -em,era-ura en el in-erior de un l03uido o un 2as6 es induda/le 3ue se o5asionar9 mo?imien-o del 7luido@ uezada6 ;<6 ,. CU. La 5on?e55in es el 5alor -rans7erido del mo?imien-o de una ,ar-e del 7luido a o-ra.6 el mo?imien-o del 7luido ,uede ser na-ural o 7orzado. Al 5alen-arse un l03uido o un 2as6 su densidad suele redu5ir. Si el l03uido o 2as se en5uen-ra en el 5am,o 2ra?i-a-orio6 el 7luido m9s 5alien-e 1 menos denso as5iende6 mien-ras 3ue 7luido m9s 7rio 1 m9s denso des5iende. uezada6 ;<6 ,. ;U
R(+*(0*8 >La radia5in se di7eren5ia de la 5ondu55in 1 la 5on?e55in 1a 3ue las sus-an5ias 3ue in-er5am/ia 5alor no ne5esariamen-e de/en es-ar en 5on-a5-o6 es-as ,ueden es-ar se,aradas ,or un ?a50o@ uezada6 ;<6 ,.
La radia5in en un ?o5a/lo 3ue se em,lea 2eneralmen-e a -oda 5lase de 7enmenos 5oeren-es 5on ondas ele5-roma2né-i5as. Bedian-e la -eor0a de ondas se ,uede des5ri/ir al2unos 7enmenos de la radia5in. Pero solo la -eor0a 5u9n-i5a e4,li5a sa-is7a5-oriamen-e la radia5in ele5-roma2né-i5a. uezada6 ;<6 ,. De a5uerdo a la le1 de Plan5 solamen-e un 5uer,o ideal emi-e radia5in. Los 5uer,os reales se e4,resan 5on una in-ensidad al2o menor@ uezada6 ;<6 ,. U. >La 5on-ri/u5in de -odas las lon2i-udes de onda a la ener20a radian-e emi-ida se denomina ,oder emisor del 5uer,o6 1 5orres,onde a la 5an-idad de ener20a emi-ida ,or unidad de su,er7i5ie del 5uer,o 1 ,or unidad de -iem,o@ uezada6 ;<6 ,. U.
1&3&2 N("!$()';( +' )( E'$( S#)($& A)*0(0*#'5 9 D'5($$#))# >De -odas las es-rellas 3ue a1 en es-a 2ala4ia6 el sol es la m9s 5er5ana e induda/lemen-e la m9s im,or-an-e 1a 3ue sin ella no e4is-ir0a ?ida so/re la Tierra@ uezada6 ;<6 ,. KU. >Las rea55iones nu5leares 3ue se realizan en su in-erior del sol son las 3ue ori2inan su ener20a e irradia5in@ uezada6 ;<6 ,. KU. Los 9-omos de idr2enos 3ue a/undan en el sol6 se 5om/inan en-re s0 ,ara 5rear 9-omos de elio 1 al mismo -iem,o6 una ,e3uea ,ar-e de la masa de di5os 9-omos6 se 5on?ier-en en ener20a de a5uerdo 5on la 7amosa 7ormula de Eins-ein EZm
la 5ual 7lu1e desde el
in-erior as-a la su,er7i5ie 7o-os7eraU 1 desde all0 es
irradiada al es,a5io en -odas las dire55iones. uezada6 ;<6 ,. U >En el /re?e la,so de -iem,o de un solo se2undo6 el sol irradia mu5o m9s ener20a 3ue la 5onsumida ,or -odo el 2énero umano desde sus al/ores as-a nues-ros d0as@ uezada6 ;<6 ,. U.
I)!5"$(0*8 N< 1&
1&3&3 S*5"'.(5 E5"$!0"!$(5 S#)($ >La or2aniza5in del sol es 5onsidera/lemen-e 5om,li5ada6 su -em,era-ura 5on-enida en el n85leo 5en-ral es ?aria/le en-re K 1 ; millones de 2rados el?in [U@ uezada6 ;<6 ,. ;U. Posee una 5onsis-en5ia en-re K; 1 <;; ?e5es ma1or a la del a2ua 1 se 2enera a0 5er5a del ;X de la ener20a -o-al. En es-a re2in 5en-ral 5om,rendida en-re ; CR RZradio solarU6 es-9 5om,rendido el ;X de la masa -o-al del sol. uezada6 ;<6 ,. ;U >Si se da un -ra1e5-o radial6 a ,ar-ir del 5en-ro6 i2ual a ;.= RaninU la -em,era-ura redu5e 5onsidera/lemen-e a unos
donde la densidad es del orden de ;.;= 2Y
@ uezada6 ;<6 ,.
;U. >Des,ués de la 7o-s7era6 se u/i5a una -rans,aren-e a-mos7era solar 1 se ,uede o/ser?ar 5uando su5ede un e5li,se solar6 a3u0 se u/i5a una zona de 2ases 7r0os 1 5ons-i-u1en la 5a,a in?ersora o de in?ersin@ uezada6 ;<6 ,. ;U. Des,ués en adelan-e en5on-ramos a la 5roms7era de a,ro4imadamen-e <; ;;; m de es,esor6 en es-a zona los 2ases en5on-ramos los 2ases a una ma1or -em,era-ura 1 5on una densidad menor 3ue los de la 7o-os7era6 5a,az de en?ol?er a -odos6 es-9 la 5orona de mu1 /aja densidad 1 al-a -em,era-ura 1 su es,esor es alrededor de un milln de ilme-ros. uezada6 ;<6 ,.
1&3&4 R(+*(0*8 S#)($ 5#$' )( S!'$*0*' +' )( T*'$$( >No ne5esariamen-e -odo lo 3ue irradia del sol e in-er5e,-a la -ierra lle2a a la su,er7i5ie de la misma6 aun en 5ondi5iones de 5ielo des,ejado@ uezada6 ;<6 ,. U. >La a-mos7era es-9 5ons-i-uida ,or una masa 2aseosa6 su al-ura no ,uede de-erminarse 1 es menor a millonésima ,ar-e de la masa del ,lane-a@ uezada6 ;<6 ,. U. Solo la radia5in solar e4-ra-erres-re 3ue a/ar5a en-re ;.\m 1 .K\m es -ras7erida 5on a-enua5iones a la su,er7i5ie de la -ierra6 de/ido a los 7enmenos de
a/sor5in ,or
6
1
asi in5luso de o-ros
elemen-os en la a-mos7era: Bolé5ulas de aire6 ,ol?o. uezada6 ;<6 ,. U >Se 5on5i/e a la ener20a radian-e 5omo una l0nea de ,ar-05ulas denominadas 7o-ones 1 3ue se -rans,or-an en ondas -rans?ersales a la ?elo5idad de la luz. Los 7o-ones ,osee una lon2i-ud de onda ]U 1 un mon-o de ener20a EU@ uezada6 ;<6 ,. U.
T()( N< 1
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B(+( +' $'0!'0*( ($#& @C*0)#5?S
T*#5 +' I"'$()#5 +' )#*"!+ $(+*(0*8 +' #+( @M Ra1os 2ama Ra1os 4 Ra1os &6 ( &3 ul-ra?iole-a &3 ( &7 Luz ?isi/le &1 ( 3 In7raroja 'or-a &ndas de radio T*#5 +' $(+*(0*8 '.*"*+#5 #$ ') 5#) Las radia5iones se di7eren5ian se28n las lon2i-udes de onda6 5on /andas de lon2i-ud de onda6 el m9s 7re5uen-e es luz o radia5in ?isi/le6 la radia5in in7rarroja es la 3ue ,osee
lon2i-ud
de
onda
de
;.
a
<;;
\m
a,ro4imadamen-e. uezada6 ;<6 ,. U
T*#5 +' R(+*(0*8 T'$$'5"$' >E4is-en -res 7ormas de radia5in solar ,ara 5a,-ar la ener20a del sol6 es-as son: radia5in dire5-a6 di7usa o re7lejada@ uezada6 ;<6 ,. U.
R(+*(0*8 D*$'0"(
>La radia5in dire5-a -iene ra1os ,aralelos 3ue ,ro?ienen dire5-amen-e del sol. Es-a radia5in es la 3ue o5asiona som/ras en d0as des,ejados@ uezada6 ;<6 ,. U.
R(+*(0*8 D*!5( >La radia5in es-9 5om,ues-a ,or ra1os dis-an-es no ,aralelos. Es-a radia5in o5asiona 3ue el 5ielo se ?ea azulado en d0as des,ejados 1 2ris en d0as ne/ulosos@ uezada6 ;<6 ,. U.
R(+*(0*8 R')'(+( >La radia5in re7lejada es ener20a del sol 5uando lle2a a su,er7i5ies ad1a5en-es6 a los edi7i5ios o desde el suelo. Todo ?a de,ender de la 7orma 1 -e4-ura de los alrededores@ uezada6 ;<6 ,. U. >La lim,ieza de la a-mos7era 1 de su 5on-enido de ?a,or6 ,ol?o 1 umo 5omo -am/ién el 9n2ulo de sol6 son los 3ue ori2inan su e7e5-o en la ener20a@ 'ruz 1 Gar50a6 ;<;6 ,. U. >La 5an-idad rela-i?a de radia5in 3ue re5i/e la -ierra disminu1e 'uando el sol se en5uen-ra m9s dis-an-e6 /ajo el 5ieloV en-on5es la 5an-idad de radia5in 3ue re5i/e el suelo -erres-re disminu1e@ 'ruz 1 Gar50a6 ;<;6 ,. U. >Las nu/es 1
,ar-05ulas 3ue 7lo-an en la a-mos7era re7lejan 1
a/sor/en la ener20a del sol 1 a su ?ez son las en5ar2adas de es,ar5irlas en -odos lados@ Luna 1 Re1es6 ;;K6 ,. C;U.
Á!)#5 S#)($'5 Resul-a im,or-an-e es-a/le5er los mo?imien-os de ro-a5in 1 -rasla5in de la -ierra en el sis-ema solar6 ,ara es-a/le5er el 9n2ulo ideal de in5lina5in 5on el 7in de lo2rar una al-a asimila5in de ener20a solar ,or los mdulos 7o-o?ol-ai5os@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;
>Todos sa/emos6 3ue el deslizamien-o de la -ierra alrededor del sol -iene dura un ao so/re una r/i-a el0,-i5a6 1 ,aralelamen-e ro-a so/re su ,ro,io eje duran-e un d0a@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;De o-ro lado6 es im,or-an-e 5ono5er el 9n2ulo de in5lina5in de la -ierra en su eje ,olar6 es-9 de7inido ,or C.^ en el ,lano de su r/i-a 5on res,e5-o al sol@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;Es-a in5lina5in ori2ina 3ue el sol es-é m9s ele?ado en el 5ielo duran-e el ?erano 3ue en el in?ierno@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;
>Es-a e5ua5in6 resul-a 5er5ana 5uando se 3uiere -ener 5ono5imien-o de la -rasmisin del sol en el 5ielo en 5ual3uier momen-o del ao@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;&-ro ,ar9me-ro im,or-an-e en la 2eo2ra70a solar es el 5on5e,-o zeni-6 5on5e,-ualizado 5omo una l0nea ,er,endi5ular a la -ierra6 5u1o 9n2ulo zeni- U es-9 de7inido 5omo el 9n2ulo 7ormado en-re el sol 1 el zeni-@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;La de5lina5in ,uede ser 5on2ruen-e al 9n2ulo zeni- a medio d0a6 o/ser?ando 3ue es-e es el momen-o en 3ue el sol es-9 m9s al-o en el 5ielo@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;U.
En-on5es rela5ionando
>Donde
:
es la la-i-ud del lu2ar6 o la dis-an5ia an2ular 5on res,e5-o
al e5uador. Es-e 9n2ulo es ,osi-i?o 5uando se mide a5ia el nor-e 1 ne2a-i?o 5uando se mide a5ia el sur@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;U.
I)!5"$(0*8 N<2&
>Para am,liar la irradia5in solar en el mdulo 7o-o?ol-ai5o6 es im,or-an-e es-a/le5er el 9n2ulo de in5lina5in ,ara los mdulos6
,ara es-o se de/e re5o2er da-os de radia5in solar en ,osi5in orizon-al@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;U. >De es-a e5ua5in se 5on5lu1e 3ue si el ,lano es-9 u/i5ado ,er,endi5ularmen-e
al
9n2ulo zeni-
a
medio d0a6
ser9
,er,endi5ular -am/ién al sol@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;U. >En es-e ,un-o el sol es-9 m9s al-o en el 5ielo6 3uiere de5ir6 en la dis-an5ia m0nima en-re la -ierra 1 el sol 1 a su ?ez e4is-e menor masa de aire 3ue ,ueda redu5ir la radia5in dire5-a@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;U. >Dado 3ue el sol re5orre a,ro4imadamen-e un 9n2ulo de <^ ,or ora6 el ,lano ser9 ,er,endi5ular a la radia5in solar ,or un ,er0odo de a,ro4imadamen-e oras@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;U.
1&3& S*5"'.(5 5#)($'5 #"##)"(*0#5 >Son 7uen-es de ener20a 3ue u-ilizan 5eldas 7o-o?ol-ai5as ,ara 5on?er-ir en 7orma inmedia-a la ener20a lum0ni5a en ele5-ri5idad@ Arrie-a6 Iz3uierdo 1 "l?arez6 ;<<6 ,.<;U. Las ?en-ajas ,rin5i,ales de es-os sis-emas son: no 5onsumen 5om/us-i/le6 no ,rodu5en ,olu5in
o
5on-amina5in am/ien-al6 es silen5io6 -iene una ?ida 8-il a m9s de ; aos6 es resis-en-es a 5ondi5iones 5lim9-i5as e4-remas 5omo el 2ranizo6 el ?ien-o6 -em,era-ura 1 umedad6 no ,osee ,ar-es me59ni5as6 ,ermi-e aumen-ar la ,o-en5ia ins-alada in5or,orando nue?os mdulos.
L( C)!)( S#)($ >El 2enerador es el ,rin5i,al elemen-o ,ara 5ual3uier ins-ala5in de ener20a ,ro?enien-e del sol6 1 -iene el nom/re de 5élula solar@
'om,onen-es de una ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a_ medu5a-ion6 ,. <U. >Se iden-i7i5a ,or 5am/iar los 7o-ones ,ro?enien-es de la luz del sol en ele5-ri5idad. Su a5-i?idad se 7undamen-a en el e7e5-o 7o-o?ol-ai5o@ 'om,onen-es de una ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a_ medu5a-ion6 ,. <U. >La 5élula del ad3uiere el 5om,or-amien-o de un diodo: el lu2ar 3ue se e4,one a la radia5in solar es la N6 1 el lu2ar si-uado en la zona de os5uridad6 la P@ 'om,onen-es de una ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a_ medu5a-ion6 ,. <U. P($/.'"$#5 P$*0*()'5 +' )( C)!)( S#)($ >La 5orrien-e de ilumina5in es la 3ue se 2enera 5uando in5urre la radia5in del sol so/re la 5élula. ! la 5orrien-e de os5uridad se de/e a la mez5la de los ,ares ele5-rnMue5o 3ue se ori2ina en el in-erior del semi5ondu5-or@ 'om,onen-es de una ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a_ medu5a-ion6 ,. <U. >La -ensin de 5ir5ui-o a/ier-o es la m94ima -ensin en los e4-remos de la 5élula solar6 3ue se da 5uando no es-9 rela5ionada a nin2una 5ar2a@ 'om,onen-es de una ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a_ medu5a-ion6 ,. La 5orrien-e de 5or-o5ir5ui-o es el B94imo ?alor de 5orrien-e 3ue es ,osi/le 5ir5ular ,or la 5élula del sol. Es-a se ,rodu5e 5uando sus -erminales an 5ausado 5or-o5ir5ui-os@ 'om,onen-es de una ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a_ medu5a-ion6 ,. Si la 5élula solar es 5one5-ada a una 5ar2a6 en-on5es los ?alores de in-ensidad se al-eran@ 'om,onen-es de una ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a_ medu5a-ion6 ,.
>Permi-iéndonos as0 de7inir un ,ar9me-ro de la 5élula solar llamado 7a5-or de 7orma U@ 'om,onen-es de una ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a_ medu5a-ion6 ,.
1&3&6 B#.'# +' (!(5 5!"'$$/'(5 I.#$"(0*( >Es-a -iene un ?alor m9s 3ue im,or-an-e en el desarrollo 1 su/sis-en5ia de ,o/ladores donde no 5uen-an 5on la red de a2ua ur/ana@ #élez6 <6 ,. ;CU. Para a/as-e5er de a2ua ,o-a/le6 se u-iliza el a2ua su/-err9nea6 -an-o en ?i?iendas indi?iduales6 5omo en ur/anas6 en el a2ro ,ara rie2o 1 ,ara uso animalV de la misma 7orma es-e re5urso se u-iliza en las indus-rias 5onsumidoras de 2randes 5an-idades de a2ua. #élez6 <6 ,. ;CU >El a2ua su/-err9nea es 8-il ,ara el 5onsumo umano ,or la menor 5on-amina5in a la 3ue se some-e 1 la 5a,a5idad de 7il-ra5in del suelo 3ue la a5e uni?ersalmen-e m9s ,ura 3ue las a2uas su,er7i5iales@ #élez6 <6 ,. ;CU.
T()( N< 2
O0(#5 G)(0*($'5 9 *''5 '$'"!(5
.316
=. .<
A!(5 5!"'$$/'(5 ( .'#5 +' . A!(5 5!"'$$/'(5 ( ./5 +' .
;.C<
;.C<
, H H H 1 , # $ ( 6 ) / " 4 D*5"$*!0*8 +') (!( ' )( O & ; ' ) D EL V CICLO JIDROLÓGICO : ' " 2 >El ' a2ua na-ural ,asa ,or di?ersos es-ados: ! F
"*'$$(
slido6 l03uido 1
2aseoso@ #élez6 <6 ,.
>El es-ado l03uido del a2ua se en5uen-ra en la a-ms7era6 la2os6 mares6 r0os6 llu?ia 1 en el suelo 1 su/suelo@ #élez6 <6 ,. El a2ua en es-ado slido la en5on-ramos en la nie?e6 ielo o 2ranizo 1 el a2ua en es-ado 2aseoso la 7orma el ?a,or de a2ua ?i2en-e en la a-ms7era@ #élez6 <6 ,.
F*!$( N< 3 6 L L L < 6 o r a ? l 9 & z e l é # T : e . n U e ; u . ,
C*0)# K*+$#)8*0# +') (!(
E5"(0*8 +' #.'# >Es el 5onjun-o de es-ru5-uras 5i?iles6 e3ui,os6 -u/er0as 1 a55esorios6 3ue u-ilizan el a2ua dire5-a o indire5-amen-e de la 7uen-e de a/as-e5imien-o 1 la im,ulsan a un es-an3ue de ,ro?isin o dire5-amen-e a la red de dis-ri/u5in@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,. ;CU.
E)'.'"#5 +' #.'# +' (!( >En los sis-emas de a2ua e4is-en dis-in-os -i,os de /om/as 1 a,li5a5iones. Las /om/as 5en-r07u2as son las 3ue se u-ilizan ,ara -rasladar a2ua >&PSY'EPIS6 ;;6 ,. <U. >Al2unas a,li5a5iones usan /om/as de des,lazamien-o ,osi-i?o ,ara ,or ejem,lo dosi7i5ar sus-an5ias 3u0mi5as6 mues-reo 1 5om,resin de aire@
B#.(5 +' 0(!+() ($*()', ()*0(0*#'5 9 0#.#'"'5 ( C(!+() ($*()' >Las /om/as de des,lazamien-o ?aria/le se u-ilizan ,ara 2randes ?ol8menes
re3uiriéndose
una
-asa
de
5audal
5ons-an-e@
&PSY'EPIS6 ;;6 ,.
B#.(5 0'"$*!(5 K#$*;#"()'5 >Es-os e3ui,os -ienen el eje de -ransmisin de la /om/a en 7orma orizon-al. Se ,ueden ins-alar en un lu2ar dis-in-o de la 7uen-e de a/as-e5imien-o6 ,ermi-iendo as0 u/i5arlas en lu2ares se5os6 ,ro-e2idos de inunda5iones6
?en-ilados6
de
795il
a55eso@
&PSY'EPIS6 ;;6 ,.
0 B#.(5 0'"$*!(5 '$"*0()'5 >Es-as /om/as -ienen el eje -ransmisin en 7orma ?er-i5al 1 so/re es-e se a,o1a un de-erminado n8mero de im,ulsores 3ue en2rande5en el a2ua ,or e-a,as@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,. <U. Su u/i5a5in de/e es-ar dire5-amen-e so/re el ,un-o de 5a,-a5in6 limi-9ndose su uso a ,ozos ,ro7undos. Es-as /om/as ,oseen di9me-ros ,e3ueos6 ,ara as0 ,oder
in-rodu5irlas en las ,er7ora5iones de los ,ozos6 3ue e4i2en di9me-ros ,e3ueos. &PSY'EPIS6 ;;6 ,. <U
+ B#.(5 5!.'$*)'5 >Es-os e3ui,os 3ue ,oseen la /om/a 1 mo-or 5one5-ados en 7orma 5om,a5-a6 7un5ionando am/os sumer2idos en el ,un-o de 5a,-a5inV se em,lean solamen-e en ,ozos mu1 ,ro7undos6 -eniendo ?en-ajas en 5om,ara5in 5on el uso de /om/as de eje ?er-i5al@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.<U. Las des?en-ajas de es-as /om/as es 3ue ,oseen e7i5ien5ia rela-i?amen-e /aja6 aun3ue su 5os-o sea /ajo6 el 5os-o de o,era5in es ele?ado ,or su al-o 5onsumo de ener20a. &PSY'EPIS6 ;;6 ,.<U.
C#5*+'$(0*#'5 !' 5' +'' +' "''$ ' 0#5*+'$(0*8& I&T*# +' ((5"'0*.*'"# >La 5a,a5idad de la -u/er0a de su55in6 e3ui,o de /om/eo 1 -u/er0a de im,ulsin de/en ser 5al5uladas 5on /ase en el 5audal m94imo diario 1 el n8mero de oras de /om/eo@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.;U.
N
= Número de horas de bombeo.
II&C($( +*/.*0( # ()"!$( .(#."$*0( "#"()
>La al-ura din9mi5a es el in5remen-o de la 5ar2a del 7lujo a -ra?és de la /om/a. Se suma la 5ar2a de su55in m9s la de im,ulsin@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.;U.
III&C($( +' 5!00*8 @J5 >Se da ,or el 5on-ras-e de ele?a5in en-re el eje de la /om/a 1 el ni?el m0nimo del a2ua en la 7uen-e o 5a,-a5in6 a7e5-ado ,or la ,érdida de 5ar2a en el lado de la su55in@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.;U.
>De/e re7le4ionarse 3ue la 5ar2a de su55in es-9 limi-ada ,or la 5ar2a ne-a de su55in ,osi-i?a NPS$U6 adem9s6 3ue de/e e4is-ir un sumer2imien-o m0nimo de la -u/er0a de su55in en el a2ua@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.;U. >El NPS$ dis,oni/le es 7un5in del sis-ema de su55in de la /om/a6 se 5al5ula en me-ros de a2ua6 median-e la si2uien-e 7rmula@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.;KU.
>Para e?i-ar el ries2o de la 5a?i-a5in ,or ,resin de su55in6 se de/e 5um,lir 3ue@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.;KU.
IV&C($( +' *.!)5*8 >Es-9 dada ,or la di7eren5ia de ele?a5in en-re el ni?el m94imo de las a2uas en el si-io de lle2ada 1 el eje de las /om/as m9s la ,érdida de 5ar2a del lado de la -u/er0a de im,ulsin@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.;U. Dnde: i Z Al-ura de im,ulsin6 o sea6 la al-ura del ni?el su,erior en rela5in al eje de la /om/a6 m. `i Z Pérdida de 5ar2a en la -u/er0a de im,ulsin6 m. >Reem,lazando las e5ua5iones de 5ar2a de su55in 1 de 5ar2a de im,ulsin en la e5ua5in de al-ura manomé-ri5a -o-al se -ienen las si2uien-es rela5iones@ &PSY'EPIS6 ;;6 ,.;U. (om/eo 5on /om/as de eje orizon-al 1 de eje ?er-i5al:
(om/eo son /om/as sumer2i/les:
V&P#"'0*( +') '!*# +' #.'#
La si2uien-e 7rmula sir?e ,ara 5al5ular la ,o-en5ia de la /om/a 1 del mo-or:
De/e 5onsul-arse al ,ro?eedor o 7a/ri5an-e6 so/re las 5ur?as 5ara5-er0s-i5as de 5ada /om/a 1 mo-or ,ara 5ono5er sus 5a,a5idades 1 rendimien-os reales. La /om/a sele55ionada de/e im,ulsar el ?olumen de a2ua ,ara la al-ura din9mi5a deseada6 5on una e7i5ien5ia U ma1or a =;X. &PSY'EPIS6 ;;6 ,.<
N#$.("**+(+ ''$"*0( Para el desarrollo del ,resen-e es-udio de in?es-i2a5in se -endr9 en 5onsidera5in normas in-erna5ionales 5omo na5ionales:
Le1 N[K= Le1 General de Ele5-ri7i5a5in Rural6 la 5ual 2aran-iza la am,lia5in e7e5-i?a de la 7ron-era elé5-ri5a en el 9m/i-o Na5ional 1 el a/as-e5imien-o de un ser?i5io ,8/li5o de ele5-ri5idad 5on es-9ndares de 5alidad6 se2uridad6 1 sos-eni/ilidad en /ene7i5io de las ,o/la5iones menos 7a?ore5idas del Pa0s.
Le1 N[=C Le1 de Promo5in del %so E7i5ien-e de la ener20a 1 su re2lamen-o.
D.L. <;;M;;K Promo5in de la 2enera5in de ele5-ri5idad RER6 la 5ual de7ine 5omo re5ursos ener2é-i5os reno?a/les a las 7uen-es de Ener20a Reno?a/le No 'on?en5ional: Solar6 Eli5o6 Geo-érmi5a6 (iomasa e $idroelé5-ri5a as-a ;BW.
1&4
F#$.!)(0*8 +') P$#)'.(& b'mo in7lu1e la ,ro,ues-a de una ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a en el /om/eo de a2ua su/-err9nea en ?i?ienda del 5aser0o la la2una dis-ri-o Borro,ec
1&
!5"**0(0*8&
1&&1 !5"**0(0*8 E0#8.*0(& La ener20a solar se a 5on?er-ido a5-ualmen-e en una ,ieza ,rimordial6 ,ara el a55eso a la ener20a elé5-ri5a en di?ersas zonas6 es,e5ialmen-e alejadas6 si 5on-rolamos el 5onsumo de ener20a6 1 5on-amos 5on una e45elen-e o/ser?a5in ener2é-i5o6 1 5on-amos 5on una /uena -e5nolo20a en-on5es o/-endremos una ?en-aja 5om,e-i-i?a 5on una si2ni7i5a-i?a redu55in de 5os-os 1 ,or 5onsi2uien-e o/-ener una mejor 5alidad de ?ida ,ara la ,o/la5in. !a 3ue no se es-ar0a realizando nin28n ,a2o ,or 5on5e,-o de uso de la ener20a ,rimaria6 solo en la in?ersin de las ins-ala5iones radia5in solarU. El a2ua su/-err9nea es un re5urso 3ue ,or na-uraleza ,resen-a ,ro/lemas e5onmi5as e4-ernas 5uando su e4-ra55in 5ausa un des5enso 2eneral de ni?eles 3ue a7e5-a los 5os-os de /om/eo de a2ua en los ,ozos de una de-erminada re2in.
1&&2 !5"**0(0*8 S#0*()& Es rele?an-e desarrollar in?es-i2a5iones so/re la ener20a solar en los 5en-ros de in?es-i2a5in6 ,ara /ene7i5io del ,a0s. Es-e -i,o de -e5nolo20a %so de ,aneles solaresU in5remen-a6 in5en-i?a 1 ,ermi-e la ele5-ri7i5a5in de a3uellos lu2ares aislados donde es in?ia/le la ele5-ri7i5a5in ,or el sis-ema elé5-ri5o in-er5one5-ado na5ional SEINU.
'omo -am/ién al im,lemen-arse un sis-ema de /om/eo de a2ua su/-err9nea6 es-e a1udar0a a in5remen-ar la 5o/er-ura de las ne5esidades /9si5as 3ue en -oda 5omunidad de/er0an de 5on-arV se es-ar0a ,ar5ializando la 5ondi5in de ?ida 5on a3uellas ,ersonas 3ue 5uen-an 5on el ser?i5io de a2ua ,o-a/le6 donde -am/ién se es-ar0a im,ulsando la a2ri5ul-ura 1 2anader0a 5omo medio de sus-en-o e5onmi5o de las 7amilias de la 5omunidad an-eriormen-e men5ionada 1 aledaas.
1&&3 !5"**0(0*8 T'0#)8*0(& Es-a in?es-i2a5in es mu1 8-il ,or3ue ,ermi-e ,rodu5ir ener20a elé5-ri5a median-e una -e5nolo20a
a?anzada 2u0a solar 3ue
,ermi-ir9 es-a/le5er una ,rodu55in ener2é-i5a. La ener20a solar 7o-o?ol-ai5a a des,er-ado el in-erés ,or realizar in?es-i2a5iones en los lu2ares 5on ma1or ,o-en5ial a,ro?e5a/le 1 as0 in-er5one5-ar las nue?as 7uen-es al sis-ema -radi5ional6 de 7orma se2ura 1 e7i5ien-e.
1&&4 !5"**0(0*8 A.*'"()& El /ene7i5io ,rin5i,al de las 5en-rales 7o-o?ol-ai5as es el des,lazamien-o de 2enera5in 5on 5en-rales -érmi5as u-ilizando 5om/us-i/les 7siles6 de/ido a 3ue 2enera5in solar no emi-e 2ases 5on-aminan-es al medio am/ien-e. Es-o resul-a mu1 /ene7i5ioso ,ara nues-ro ,lane-a 1 en es,e5ial ,ara el ser umano. La ins-ala5in de sis-emas de 2enera5in solar ,rodu5en im,a5-os medioam/ien-ales 5onsidera/lemen-e menores a los ,rodu5idos ,or o-ros sis-emas de 2enera5in.
1&6
J*8"'5*5& >Si se ,ro,one una ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a en-on5es mejorar0a el /om/eo de a2ua su/-err9nea en una ?i?ienda del 5aser0o la la2una dis-ri-o de Borro,e ;<@
1&7
O'"*#5&
1&7&1 O'"*# ''$()& >Pro,oner una ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a 3ue ,ermi-a /om/ear a2ua su/-err9nea en ?i?ienda u/i5ada en el 5aser0o la la2una dis-ri-o Borro,e@.
1&7&2 O'"*#5 '5'0*0#5&
&/-ener el re2is-ro de medi5iones de radia5in de la es-a5in me-eorol2i5a
SenamiM'i5la1o
,ara
de-erminar
su
a,li5a5in en la ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a .
De-erminar la demanda del /om/eo de a2ua ne5esaria al d0a 3ue re3uiere la ?i?ienda.
Sele55ionar el dis,osi-i?o de /om/eo de a2ua su/-err9nea ,ara sa-is7a5er el re3uerimien-o.
'al5ular 1 sele55ionar los elemen-os del sis-ema 7o-o?ol-ai5o.
Realizar una e?alua5in e5onmi5a ,ara de-erminar la 7a5-i/ilidad de la ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a.
2& MTODO& 2&1 T*# 9 D*5'# +' I'5"*(0*8& T*# +' I'5"*(0*8: Por su na-uraleza el -i,o de in?es-i2a5in es 5uali-a-i?aM des5ri,-i?a6 ,or 3ue 2enerara un 5ono5imien-o 3ue ,uede ser usado de manera inmedia-a ,ara dar solu5in al ,ro/lema de in?es-i2a5in.
D*5'# +' I'5"*(0*8: Es-e -ra/ajo de in?es-i2a5in es de
diseo N& EOPERIBENTAL6 ,or3ue no se mani,ula la
?aria/le de,endien-e6 es-a en 7un5in al 2rado de es-udio des5ri,-i?o6 5u1a 7inalidad es re5ole5-ar in7orma5in ,ara es-a/le5er o des5ri/ir la ,ro,ues-a 7o-o?ol-ai5a 1 o/ser?ar 5omo in7lu1e en el /om/eo de a2ua su/-err9nea de 7a5-i/le o no 7a5-i/le en una ?i?ienda del 5aser0o la la2una dis-ri-o de Borro,e ;<.
2&2 V($*()'5 9 O'$(0*#()*;(0*8& V($*()' I+''+*'"'& Ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a.
V($*()' D''+*'"'& (om/eo de a2ua su/-err9nea.
T()( N< 3
11
2&3 P#)(0*8 9 M!'5"$(& 2&3&1P#)(0*8 K; #i?iendas del 'aser0o la la2una.
2&3&2 M!'5"$(& Para ,oder realizar la in?es-i2a5in se -om 5omo mues-ra una 7amilia ,romedio den-ro de la zona 3ue o/ede5e a su 5om,osi5in de ,a,a6 mama 1 C ijos.
2&4 T0*0(5 ' I5"$!.'"#5 +' $'0#)'00*8 +' +("#5& En la Té5ni5as e Ins-rumen-os de re5ole55in de da-os de es-e in7orme de Tesis son los si2uien-es:
T()( N< 4
2&3 P#)(0*8 9 M!'5"$(& 2&3&1P#)(0*8 K; #i?iendas del 'aser0o la la2una.
2&3&2 M!'5"$(& Para ,oder realizar la in?es-i2a5in se -om 5omo mues-ra una 7amilia ,romedio den-ro de la zona 3ue o/ede5e a su 5om,osi5in de ,a,a6 mama 1 C ijos.
2&4 T0*0(5 ' I5"$!.'"#5 +' $'0#)'00*8 +' +("#5& En la Té5ni5as e Ins-rumen-os de re5ole55in de da-os de es-e in7orme de Tesis son los si2uien-es:
T()( N< 4 ( TECNICA * # $ 2 8 * AN"LISIS 0 ( $ D&'%BENTARIA # ( ) E
USO INSTRUMENTO Se es-udi in7orma5in do5umen-ada ,or la es-a5in SENAB$I M Gu0a de an9lisis 'i5la1o6 en el ,er0odo do5umen-aria ;< ,ara 5ono5er la irradia5in diaria en la zona de es-udio. T0*0(5 ' *5"$!.'"#5 +' $'0#)'00*8 +' +("#5
Se izo uso de la o/ser?a5in dire5-a es una -é5ni5a /as-an-e
o/je-i?a
de
re5ole55in
median-e
la
&/ser?a5in Es-ru5-urada donde se o/ser?an los e5os es-a/le5iendo de an-emano 3ué as,e5-os se an de es-udiarV 5on la 3ue se ?eri7i5 las 5asas6 los a/i-an-es6 1 lo ,rin5i,al la ?i?ienda u/i5a5in donde ir9 la ins-ala5inU en la 3ue se realiz los de-alles ,ara la ,ro,ues-a de la ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a ,ara la mejorar0a del /om/eo de a2ua su/-err9nea en una ?i?ienda del 5aser0o la la2una dis-ri-o de Borro,e ;<.
EN EL CASER%O LAGUNAS
INSTALA'IFN &T&#<AI'
VIVIENDA DONDE SE UBICA EL POO
POO TUBULAR 2&4&1 V()*+';& Se re7ieren a la medida en 3ue los resul-ados de la ,rue/a se rela5ionan 5on al2una o-ra medida de la misma a,-i-ud.
2& 2&4& 4&22
C# C#*( *(* *)* )*+( +(+& +&
Es 5uando en 7orma real 1 o/je-i?a lo 3ue se 3uiere medir6 a,li5 a,li5an ando do en ?ari ?arias as o,or o,or-u -uni nida dade dess 1 o/-e o/-eni nien endo do el mism mismo o resul-ado6 solo as0 se ,uede de-erminar su 5on7ia/ilidad.
2& M"#+#5 +' (/)*5*5 +' D("#5& 2&&1 P)( +' (/)*5*5 '5"(+5"*0# +' +("#5& %na ?ez 3ue se alla re5ole5-ado los da-os se analizar9n e in-e in-er, r,re re-a -ar9 r9n n los los resu resul-a l-ado dos6 s6 ,ara ,ara lo 5ual 5ual se se2u se2uir ir9n 9n66 los los si2uie si2uien-e n-ess ,asos: ,asos: Re?isi Re?isin n 1 5odi7i5 5odi7i5a5i a5in n de la in7orm in7orma5 a5in in66 lue2o se ar9 la ?eri7i5a5in de los re2is-ros de in7orma5in.
2&&2 A/)*5*5 +' )#5 +("#5 PosPos-er erior iorme menn-e e se anal analiz izar ar9n 9n los los da-o da-oss a5i a5ien endo do uso uso de la es-ad0s-i5a des5ri,-i?a 1 a,li5ando los ,or5en-ajes median-e el uso de ojas de 59l5ulo.
2&6
A5'0"#5 "*0#5& T()( N< CRITERIOS
A I P O R P N Ó I C A R O B A L E
CARACTER%STICAS TICAS DEL CRITERIO
Se ase2urar9 la ,ro-e55in de la iden-idad de las ins-i-u5iones 3ue C#*+'0*()*+(+ /rinden El an9lisis de la si-ua5in en5on-rada O'"**+(+ se /asar9 en 5ri-erios -é5ni5os Se 5i-ar9n las 7uen-es /i/lio2r97i5as de O$**()*+(+ la in7orma5in mos-rada La in7orma5in mos-rada ser9 ?erdadera6 5uidando la 5on7iden5ialidad de és-a V'$(0*+(+ La ,ro,ues-a de solu5in ,ro,i5iar9 el res,e-o a los dere5os la/orales en la D'$'0K#5 ins-i-u5in donde se re5o,ile la in7orma5in de es-udio )(#$()'5
III&RESULTADOS&
O"' O"'' '$$ ') $'*5 '*5"$ "$# # +' .'+* .'+*0* 0*# #'5 '5 +' $(+* $(+*(0 (0*8 *8 +' )( '5 '5"( "(0* 0*8 8 .'"'#$#)8*0( S'(.K*-CK*0)(9# ($( +'"'$.*($ 5! ()*0(0*8 ' )( *5"()(0*8 #"##)"(*0(& Se o/-u?i o/-u?iero eron n los re2isre2is-ros ros de la su/es su/es-a5 -a5in in me-eor me-eorol ol2i5 2i5a a 'i5la 'i5la1o 1o re? re?is isar ar el ane4 ane4o o
Promedio (Kw.h/m d"#$
MAYO
JUNIO
ENERO
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
4.66
5.92
5 .3 8
5 .2 5
5 .2 8
5 .5 7
5 .7
Para es-a in?es-i2a5in se de-ermin -ra/ajar 5on la radia5in m9s 5ri-i5a -eniendo en 5uen-a 3ue si se disea el sis-ema /ajo es-a radia5in no -endr9 ,ro/lemas en 2enerar la ener20a re3uerida duran-e los si2uien-es mese mesess 3ue 3ue son son los los 3ue 3ue -ien -ienen en ma1o ma1ore ress ?alo ?alore ress de radi radia5 a5i in n el mes mes de-erminado es:
M'5
Ba1o
R(+*(0*8 $#.'+*#
.
D'"'$.*($ )( +'.(+( +') #.'# +' (!( '0'5($*( () +( !' $'!*'$' )( **'+(&
La demanda de do-a5in de a2ua se 5onsidera en /ase a los a/i-an-es de la mues-ra una 7amilia ,romedio 5om,ues-a ,or a/i-an-esU re?isar el ane4o 6 1 de a5uerdo 5on or2anismos 5omo el ondo de las Na5iones %nidas ,ara la In7an5ia 1 la &r2aniza5in Bundial de la Salud6 el 5onsumo de a2ua m0nimo su2erido ,or ,ersona es de ; li-ros al d0a de una 7uen-e 3ue se en5uen-re a6 m94imo6 un ilme-ro del o2ar. Es-a 5an-idad ser0a su7i5ien-e ,ara /e/er 1
,ara la i2iene ,ersonal /9si5a6 ,ero se in5remen-a a ; li-ros si se 5onsideran las ne5esidades de a2ua ,ara el /ao 1 ,ara la?ar. %#&'d#d de er)o&#) *o+#,i-& or er)o&# *o+#,i-& +o+#
5 50 L/d 250 L/d
'onsiderando la zona se es-a/le5en C d0as de au-onom0a ,ara 3ue la ?i?ienda es-e a/as-e5ida de a2ua aun 5uando no e4is-a la su7i5ien-e radia5in 3ue ,uede lo2rar el /om/eo de a2ua6 ,ara es-o se 5al5ula la do-a5in de a2ua ,ara -res d0as lo 3ue a5e un ?olumen de =; L.
S')'00 S')'00*# *#($ ($ ') +*5# +*5#5*" 5*"*# *# +' #.' #.'# # +' (!( (!( 5!"'$ 5!"'$$/ $/'( '( ($( ($( 5("*5(0'$ ') $'!'$*.*'"# @$'*5($ ') ('# 3.
'onsiderando 3ue se -endr9 . oras ,ara a/as-e5er una do-a5in de a2ua de =; L el 5audal re3uerido ser de: 750 "*'+!,
V!"#m$% &$" '%#$
0.75 m3
-PS
4 .6 6
%#d# de di)e0o
1.262 1.11114
m3/h m3/)
Para de-erminar la ,o-en5ia de la /om/a se re3uiere no solo la ,o-en5ia ne5esaria ,ara a/as-e5er el 5audal es-a/le5ido sino -am/ién ,ara ?en5er las ,érdidas de la ins-ala5in 2enerada ,or al-uras -an-o 2eodis-i5as 5omo de ,érdidas ,ara es-o ,rimero se de-ermin el re5orrido de las -u/er0as 1 las al-uras 5onsiderando la u/i5a5in del ,ozo 1 la u/i5a5in del -an3ue 5al5ulado:
NIVEL ESTATICO (m) ABATIMIENTO (m)
3 .3 0 .5
ALTURA DE DESCARGA (m)
4 .2
CARGA ESTATICA (m) CARGA POR RICCION (m) CARGA ESTATICA (m)
8 0.24 8
CARGA DINAMICA TOTAL (m)
8.24
La ,o-en5ia de la /om/a la 5al5ulamos 5on la e5ua5in: 'on lo 3ue o/-enemos una ,o-en5ia re3uerida ,ara el /om/eo de: POEN%IA EORI%A *E LA BOMBA
3.6433
w
El 8ni5o 5ri-erio de sele55in a,ar-e de 5um,lir 5on los re3uerimien-os es 3ue es-e en e4is-en5ia en los mer5ados lo5ales6 ,ara es-o se sele55iono de un ,ro?eedor en el 9rea Lam/a1e3ueU la /om/a sumer2i/le ,ara /om/eo solar:
BOMBA SUMERGIBLE SOLAR Q SJURFLO H3 C()0!)($ 9 5')'00*#($ )#5 ')'.'"#5 +') 5*5"'.( #"##)"(*0#
@$'*5($ ') ('# 4 Normalmen-e en un sis-ema 7o-o?ol-ai5o se 2es-iona el 59l5ulo de ,aneles6 5on-rolador de /a-er0as6 a5umuladores e in?ersoresV en el 5on5e,-o de rie2o solar 7o-o?ol-ai5o solo se realizara el 59l5ulo de los ,aneles solares 5onsiderando los si2uien-es 5ri-erios: M
No re3uiere alma5enamien-o de ener20a 1a 3ue el /om/eo lo realizara duran-e las oras de sol6 ,ara llenar el reser?orio 3ue 5onsidera los d0as
M
no soleados. La /om/a es ,ara /om/eo solar ,or lo 3ue su -ensin de -ra/ajo ser9 en 5orrien-e 5on-inua lo 3ue no re3uerir9 usar in?ersores.
'onsiderando es-os 5ri-erios de-erminamos el -iem,o de -ra/ajo real de la /om/a:
/!"#m$% &$" '%#$ #&" &$ " 1!m1 $m! &$ ""$%&!
iemo (redo&de#do$
750 L 432 L .736
2.5 h
La ener20a re3uerida: P!'$%* &$ " 1!m1
65
T*$m!
.8
E&er"# re7erid#
228 h
A,li5ando un 7a5-or 2lo/al de ,erdidas:
Se 5orrie2e o/-eniendo:
&/-eniendo una ,o-en5ia ,ara el 5am,o solar E%$+ !++$*& T*$m!
49.044586 .8
Po+e&,i# de ,#mo
5.51485
Di5a ,o-en5ia se 5u/rir9 5on un solo ,anel solar PANEL S&LAR DE LA BAR'A S&LARLAND6 B&DEL& SLP<;SM<%. En 5uan-o al 5on-rolador se usara el des5ri-o ,or a7inidad ,ara la /om/a sele55ionada: '&NTR&LAD&R L'(MG=.
R'()*;($ !( '()!(0*8 '0#8.*0( ($( +'"'$.*($ )( (0"**)*+(+
+' )( *5"()(0*8 #"##)"(*0( @$'*5($ ('# Para la e?alua5in e5onmi5a se 2enero un ,resu,ues-o de in-ala5ion 1 mon-aje -eniendo unos -o-ales de:
MATERIAL E:UIPOS MONTA
S. 3;466.90 S. ;00.00
TOTAL
S. 4;476.90
Se realizo el an9lisis e5onmi5o -omando 5omo in2resos el 2as-o 3ue -endr0a una 5asa den-ro del dis-ri-o si 5on-ara 5on el ser?i5io de a2ua ,o-a/le6 se 5onsideraron los si2uien-es 5ri-erios:
!,'! %#" #
S.
08.8
!,'! %#" $%$+*
S.
68.03
!,'! !+ m%'.
S.
20.00
:/.
96.54
Se es-a/le5i un an9lisis e5onmi5o en un -iem,o de aos6 -iem,os es-imado 3ue durar el sis-ema de /om/eo solar 7o-o?ol-ai5o o/-eniéndose 5omo resul-ado de los e?aluadores: VAN
S. =2;48.72
TIR
4>
Para una -asa in-erna de re-orno de <X6 5omo se o/ser?a 3ue es-os e?aluadores son ne2a-i?os se 5onsider la ,osi/ilidad de 3ue se 2es-in ,ar-e de la in?ersin ,or al28n or2anismo 2u/ernamen-al o no 2u/ernamen-al6 ,ara lo 5ual de/er0an in?er-ir un mon-o de SY. ;;.;; 5omo m0nimo ,ara o/-ener e?aluadores ,osi-i?os:
VAN TIR
S.
5.28 2>
IV&
DISCUSIÓN En la ,resen-e -esis se in?es-i2 la ,ro,ues-a de ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a6 ,ara el /om/eo de a2ua su/-err9nea en ?i?ienda u/i5ada en el 5aser0o la la2una dis-ri-o de Borro,e6 5on da-os me-eorol2i5os -omados de la es-a5in SENAB$I Lam/a1e3ue6 ,or ser la m9s 5er5ana a la u/i5a5in del ,ro1e5-o6 lo2rando re5o,ilar medi5iones ,or meses ,ara el ,eriodo ;< 1 ,eriodo ;<6 1 'on /ase a es-a da-a me-eorol2i5a se e?aluaron las es,e5i7i5a5iones de la ins-ala5in 7o-o?ol-ai5a. De a5uerdo 5on los resul-ados o/-enidos en es-a in?es-i2a5in se ,uede de5ir 3ue e4is-e una 5orrela5in dire5-amen-e ,ro,or5ional de irradia5in solar6 2uardando rela5in 5on la -eor0a 5onsul-ada. Es-o si2ni7i5a una ma1or 2enera5in de ener20a elé5-ri5a ,ara alimen-ar a la /om/a 1 -en2a un /uen 7un5ionamien-o. La ?alidez de los da-os o/-enidos se 5orro/ora ,or la ins-i-u5in radia5in solar a-las del Per86 1 SENAB$I6 1 sus res,e5-i?as /ases de da-os. Pero la 5alidad de es-os se en5uen-ra limi-ada ,or las ,o5as medi5iones a las 3ue se -u?o a55eso6 siendo ,osi/le solo el ,ro5esamien-o de la da-a ,ara el ,eriodo ;<M;<. El desarrollo del ,resen-e ,ro1e5-o 1 los resul-ados o/-enidos son de a,li5a5in ,ara em,lazamien-o de similares 5ara5-er0s-i5as6 mien-ras 3ue a di7eren-es re2iones o 5ondi5iones 5lima-ol2i5as6 no se re5omienda el uso de es-os resul-ados ,ara sis-emas en los 3ue ?ar0a los 7a5-ores in7lu1en-es al momen-o de realizar los 59l5ulos6 1a 3ue es-o si2ni7i5ar0a una 2ran di7eren5ia.
Se 5om,ar los resul-ados o/-enidos en el ,resen-e ,ro1e5-o 5on los mos-rados en ,ro1e5-os de similar en?er2adura6 ,ara no o/-ener 2randes
di7eren5ias al momen-o de 5on-ras-ar la in7orma5in6 se sele55ionaron los si2uien-es ,ro1e5-os: Rodr02uez Bar5os #05-or6 Es,aa ;<U en su -esis -i-ulada >Ins-ala5in Solar o-o?ol-ai5a ,ara una 'asa Rural en %5ieda@ mues-ra los resul-ados ,ara una Ins-ala5in solar 7o-o?ol-ai5a ,ara una ?i?ienda rural en %5ieda 5on una ,o-en5ia uni-aria de C.= W6 lo2r9ndose una in?ersin -o-al de
CONCLUSIONES
V&
Los da-os de radia5in se o/-u?ieron de la (ase Be-eorol2i5a de 'i5la1o6 la 5ual nos da 5omo mes 5ri-i5o Ba1o 5on una radia5in ,romedio de . Q.Y
La Ne5esidad a5-ual
dia. de a2ua de la 7amilia es de =;L ,or d0a6
5onsiderando 3ue se a/as-e5er9 ,ara C dias sin sol.
La (om/a sumer2i/le solar S$%RL&MC;; de 5orrien-e 5on-inua. 'on una ,o-en5ia de Q6 5audal de C li-ros ,or ora6 al-ura de /om/eo <. me-ros.
El sis-ema 7o-o?ol-ai5o solo 5uen-a 5on PANEL S&LAR DE LA BAR'A S&LARLAND6 B&DEL& SLP<;SM<%6 el 5ual -iene una ,o-en5ia de <;W6 3ue -ra/ajara 5on el 5on-rolador S$%RL& L'(MG=
El 5os-o del Sis-ema o-o?ol-ai5o ser9 de SY. 6=.;6 si 5onsdieramos los in2resos de una 5asa normal ,or el 5onsumo de a2ua domi5iliaria 1 de ener20a es-a -iene anualmen-e una 2as-o de SY. .K. 5on lo 3ue se 5onsi2uen e?aluadores e5onmi5os ne2a-i?os #AN SY. M6<K.= 1 TIR X.
VI& RECOMENDACIONES
Se re5omienda6 realizar medi5iones 5on e3ui,os ,iranomé-ri5os en la zona del es-udio6 5on el 7in de o/-ener mejora 5alidad de da-os me-eorol2i5os.
Se re5omienda ra5ionar el 5onsumo de a2ua a los m0nimos ne5esarios en los meses de /aja radia5in6 duran-e la é,o5a de in?ierno.
Se re5omienda se2uir las indi5a5iones del ,ro?eedor ,ara el res,e5-i?o man-enimien-o ,re?en-i?o da la /om/a 5on el 7in de e?i-ar 7u-uros mal 7un5ionamien-o.
Se2una la e?alua5in e5onmi5a el ,ro1e5-o no es ren-a/le ,ero si se 5onsi2ue 7inan5iamien-o ,ara la in?ersin ini5ial de ,or lo menos sY. ;;.;; se 5onsi2uen e?aluadores e5onmi5os ,osi-i?os #AN SY. <.K 1 TIR <X .
VII& BIBLIOGRAF%A
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,
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'ASTR& &li?e16 #05-or. Pro1e5-o de un a,ro?e5amien-o de ener20as reno?a/les. Tesis In2eniero Ele5-ri5is-aU. Bé4i5o: Ins-i-u-o Poli-é5ni5o Na5ional6 Es5uela Su,erior De In2enier0a Be59ni5a Elé5-ri5a6 ;<<. <=; ,,.
'$"#E) 'ieza6 )oila. Diseo de sis-ema de /om/eo de a2ua su/-err9neas. Tesis In2enier0a Be59ni5aU. Badrid: %ni?ersidad In-erna5ional de Badrid6 a5ul-ad de In2enier0a6 ;<.
ENERGHA reno?a/le Bensaje en un /lo2. Badrid: S9n5ez6 J.6 < de Ba1o de ;<U. e5a de 5onsul-a: << de Julio de ;<. Re5u,erado de --,:YYQQQ.unesa.esYse5-orMele5-ri5oY7un5ionamien-oMdeMlasM5en-ralesM ele5-ri5asY
SISTEBAS de (om/eo Bensaje en un /lo2. 'ara5as: Ara2n6 .6 K de junio de ;<U. e5a de 5onsul-a: << de a/ril de ;<. Re5u,erado de --,:YYQQQ./?sde.,ao.or2Y-e5a,roYdo5umen-osYa2uaY<
PINILLA Lozano6 Gus-a?o. Ener20as Reno?a/les en l0nea. f. ed. Badrid: Re?er-e6 In5.6 ;<< e5a de 5onsul-a: < de A/ril de ;<. Dis,oni/le en: --,s:YY/oos.2oo2le.5om.,eY/oosc idZ/lLKE_-<'g,2ZPA<;gd3Z,o-en5iahdehunaholaglZesM <gsaZOg?edZ;a%EQjR-5mCPBA%1!$dleA7oAEI&DAG?Zon e,a2eg3g7Z7alse IS(N: =KMKM
ANEO 1&- OBTENER LOS DATOS DE RADIACION DE LA ONA
1&1&- D'50$*0*8 +') )!($ +#+' 5' +'5($$#))( )( *'5"*(0*8
La in?es-i2a5in se desarroll en:
De,ar-amen-o : Pro?in5ia : Dis-ri-o : 'aser0os : 'oordenadas GPS: La-i-ud Lon2i-ud
: :
Lam/a1e3ue Lam/a1e3ue Borro,e La La2una M.= M=.<
1&2&- R(+*(0*8 5#)($
El ins-i-u-o na5ional de Ser?i5io Na5ional de Be-eorolo20a e $idrolo20a del Per8 -iene en 'i5la1o una es-a5in me-eorol2i5a de la 5ual se o/-u?o los da-os de radia5in de la zona6 o-ra al-erna-i?a era el A-las Solar del Per8 ,ero no 7ue 5onsiderado ,or ser su 8l-ima a5-ualiza5in el ao ;;C
La si2uien-e -a/la mues-ra los ni?eles de radia5in de la es-a5in me-eorol2i5a 'i5la1o:
R(+*(0*8 D*($*# +') M'5 +' M(9# +') 21 @=&K?.2 +( < C = K <; << <
= K C; <; ;. . =. K.< =.= = K C; C< . C. <.C <; = K C; C< ; .= .= .= K.= . .= = K C; C< .= K. K. K.< =.K = K C; C< . .C = .K . ;.C K. <; = K C; . ; K.K .C .C . . = K C; C< =.< <.K .= . K.= .= <.=
Para el es-udio se 2ener un ,romedio de 5ada mes o/-eniéndose:
Promedio (Kw.h/m d"#$
MAYO
JUNIO
ENERO
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
4.66
5.92
5.38
5.25
5.28
5.57
5.7
'onsiderando es-as medidas las medidas ,ro,or5ionadas Senami ,ara el ,resen-e es-udio se 5onsider el mes 5on ,romedio de radia5in m9s dé/il 1a 3ue se /as en el 5ri-erio de a/as-e5er la ener20a re3uerida 5on la menos radia5in e4is-en-e duran-e -odo el ao.
M'5
Ba1o
Para el es-udio se 2ener un ,romedio de 5ada mes o/-eniéndose:
Promedio (Kw.h/m d"#$
MAYO
JUNIO
ENERO
FEBRERO
MARZO
ABRIL
MAYO
4.66
5.92
5.38
5.25
5.28
5.57
5.7
'onsiderando es-as medidas las medidas ,ro,or5ionadas Senami ,ara el ,resen-e es-udio se 5onsider el mes 5on ,romedio de radia5in m9s dé/il 1a 3ue se /as en el 5ri-erio de a/as-e5er la ener20a re3uerida 5on la menos radia5in e4is-en-e duran-e -odo el ao.
M'5
Ba1o
R(+*(0*8 $#.'+*#
.
31
ANEO 2&- DEMANDA DE AGUA REUERIDA
2&1&- R'0!$5# K*+$#)8*0# El a/as-e5imien-o de a2ua ,ara la ?i?ienda en es-udio se -oma de un ,ozo ,or el 5ual se a a/as-e5ido es-a ?i?ienda 1 las 5er5anas duran-e los < aos 3ue la 7amilia lle?a ?i?iendo en la zona ,or lo 3ue se -oma 5omo 5onsis-en-e el a/as-e5imien-o de es-e ,ozo ,ara la in?es-i2a5in.
32
El ,ozo -u/ular ,er-ene5e a los es-udios idrol2i5os realizados ,ara el del ,ro1e5-o &lmos6 5u1a in7orma5in 7ue /rindada ,or el Binis-erio de A2ri5ul-ura 1 Rie2o6
dire55in
Lam/a1e3ue6
donde
se
mues-ra
las
5ara5-er0s-i5as
idro2eol2i5as ,ara nues-ro ,ro1e5-o.
' + # 3 # * ' * $ ' R " 5 9 * 2 ( $ * ! M " : ) ' ! 0 " 2 * $ ' 3 ! F A
G$!# D*/.'"$#
Pozo =G
P$#!+*+(+
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R'5*5"**+(+ N*') '5"/"*0# +') (!(
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C(!+()
M C LYs
C6Cm
C($(0"'$5"*0(5 +') #;#
2&2&- D'.(+( D' A!(
Para de-erminar la demanda de a2ua es ne5esario de-erminar ,ara 3ue ser9 su 5onsumo6 en es-a in?es-i2a5in 3ued es-a/le5ido 3ue se usara ,ara una 7amilia de la zona la 3ue 5orres,onde a ,ersonas siendo es-as ,adres ,a,a 1 mamaU 1 -res ijos6 es-e da-o de 7amilia ,romedio se o/-u?o del Ins-i-u-o Na5ional de Es-adis-a e In7orm9-i5a6 1 de a5uerdo 5on or2anismos 5omo el ondo de las Na5iones %nidas ,ara la In7an5ia 1 la &r2aniza5in Bundial de la Salud6 el 5onsumo de a2ua m0nimo su2erido ,or ,ersona es de ; li-ros al d0a de una 7uen-e 3ue se en5uen-re a6 m94imo6 un ilme-ro del o2ar. Es-a 5an-idad ser0a su7i5ien-e ,ara /e/er 1 ,ara la i2iene ,ersonal /9si5a6 ,ero se in5remen-a a ; li-ros si se 5onsideran las ne5esidades de a2ua ,ara el /ao 1 ,ara la?ar. 33
%#&'d#d de er)o&#) *o+#,i-& or er)o&# *o+#,i-& +o+#
5 50 L/d 250 L/d
'onsiderando la zona se es-a/le5en C d0as de au-onom0a ,ara 3ue la ?i?ienda es-e a/as-e5ida de a2ua aun 5uando no e4is-a la su7i5ien-e radia5in 3ue ,uede lo2rar el /om/eo de a2ua6 ,ara es-o se 5al5ula la do-a5in de a2ua ,ara -res d0as lo 3ue a5e un ?olumen de =; L. Se re3uerir9 una -an3ue de alma5enamien-o de ,olie-ileno ro-o,las de =; L la ?i?ienda se en5uen-ra al mismo ni?el 3ue la a,er-ura del ,ozo as0 3ue es-e -an3ue de/er9 ser ins-alado a ,or los menos ,or so/re la al-ura del -e5o de la ?i?ienda6 dado 3ue la 5asa es de un solo ,iso 5on una al-ura de ,aren de C me-ros el -an3ue de/er9 es-ar a ,or lo menos -res me-ros so/re el ni?el del suelo so,or-ado ,or una /ase.
34
ANEO 3&- EUIPO DE BOMBEO 3&1&- C(!+() +' #.'# Para 5al5ular el 5audal de /om/eo se de-ermin las $oras Pi5o Solar6 en 7un5in de la -eor0a de ,aneles es-os son es-a/le5idos en la/ora-orio ,ara a/as-e5er una irradia5in de < QYm 5onsiderando 3ue en la zona se -iene una radia5in m0nima al ao de . QYm la 5an-idad de oras 3ue el ,anel ,odr9 en-re2ar su irradia5in ser9 de:
'onsiderando 3ue se -endr9 . oras ,ara a/as-e5er una do-a5in de a2ua de =; L el 5audal re3uerido ser de: 750 "*'+!,
V!"#m$% &$" '%#$
0.75 m3
-PS
4.66
%#d# de di)e0o
1.262 1.11114
m3/h m3/)
3&2&- P#"'0*( "'8$*0( +' #.( Para de-erminar la ,o-en5ia de la /om/a se re3uiere no solo la ,o-en5ia ne5esaria ,ara a/as-e5er el 5audal es-a/le5ido sino -am/ién ,ara ?en5er las ,érdidas de la ins-ala5in 2enerada ,or al-uras -an-o 2eodis-i5as 5omo de ,érdidas ,ara es-o ,rimero se de-ermin el re5orrido de las -u/er0as 1 las al-uras 5onsiderando la u/i5a5in del ,ozo 1 la u/i5a5in del -an3ue 5al5ulado:
35
M'+*+(5 +' )( *5"()(0*8 36
( C($( '5"/"*0( La 5ar2a es-9-i5a es la al-ura 2eodis-i5a 3ue -iene en-re el ,un-o de su55in 1 de en-re2a de 5audal6 se 5onsidera un a/a-imien-o al-ura ,or de/ajo del ni?el es-9-i5o 3ue ,odr0a 3uedarse sin 7luido duran-e el 7un5ionamien-o de la /om/aU de ;. m 1a 3ue el 5audal del ,ozo es C.C lYs 1 el de /om/eo ser9 ;. lYs el a/a-imien-o ser9 demasiado ,e3ueo ,or se2uridad se le 5olo5a la medida a 3ue a5emos re7eren5ia 5onsiderando es-os da-os o/-enemos una 5ar2a es-9-i5a de: NIVEL ESTATICO (m) ABATIMIENTO (m)
3.3 0.5
ALTURA DE DESCARGA (m)
4.2
CARGA ESTATICA (m)
8
C($( +*/.*0( La 5ar2a din9mi5a es la 5ar2a -o-al 3ue re3uiere ser im,ulsada ,or la /om/a es de5ir la 5ar2a es-9-i5a mas las ,edidas ,or 7ri55in 1 ,or a55esorios en la -u/er0a6 la 5ar2a ,or 7ri55in en la -u/er0a la do5umen-a5in en /om/eo 7o-o?ol-ai5o: RECORRIDO TOTAL DE TUBERIA (m) ACTOR DE RICCION (&$*m")
2 0.02
CARGA POR RICCION (m)
0.24
La 5ar2a din9mi5a la o/-endremos de la suma de la 5ar2a ,or 7ri55in 1 la 5ar2a es-9-i5a 5onsi2uiendo una 5ar2a de: CARGA POR RICCION (m)
0.24
CARGA ESTATICA (m)
8
CARGA DINAMICA TOTAL (m)
La ,o-en5ia de la /om/a la 5al5ulamos 5on la e5ua5in: Donde 47
8.24
:
densidad del a2ua <;;; 2YmCU
2
:
Gra?edad .K mYsU
'DT :
5ar2a din9mi5a -o-al
'audal re3uerido
:
'on lo 3ue o/-enemos una ,o-en5ia re3uerida ,ara el /om/eo de: POEN%IA EORI%A *E LA BOMBA
3.6433
w
Se a,re5ia una ,o-en5ia -eor0a en la /om/a mu1 ,e3uea6 el mo-i?o es 7undamen-almen-e el ,e3ue0simo 5audal diario 3ue se re3uiere.
3&3&- S')'00*8 +' )( #.( De a5uerdo a lo 5al5ulado an-eriormen-e los da-os ,ara sele55ionar la /om/a ser9 los 3ue su,eren o i2ualen 5omo m0nimo a: ;.<< ;.;;;; Al-ura de /om/eo K. Po-en5ia -eori5a C.CC 'audal de diseo
mCY mCYs m Q
El 8ni5o 5ri-erio de sele55in a,ar-e de 5um,lir 5on los re3uerimien-os es 3ue es-e en e4is-en5ia en los mer5ados lo5ales6 ,ara es-o se sele55iono de un ,ro?eedor en el 9rea Lam/a1e3ueU la /om/a sumer2i/le ,ara /om/eo solar:
BOMBA SUMERGIBLE SOLAR Q SJURFLO H3 A 5on-inua5in se a2re2an al2unas dis,osi5iones -é5ni5as im,or-an-es a 5ono5er de es-a sele55in
4
:
4/
'onsiderando ,ara los ,ar9me-ros es-a/le5idos se -endr9 5omo ,ar9me-ros de /om/eo real: 'audal C Al-ura de /om/eo <. Po-en5ia -eori5a
40
LY m Q
ANEO 4&- CALCULO DEL SISTEMA FOTOVOLTAICO
Normalmen-e en un sis-ema 7o-o?ol-ai5o se 2es-iona el 59l5ulo de ,aneles6 5on-rolador de /a-er0as6 a5umuladores e in?ersoresV en el 5on5e,-o de rie2o solar 7o-o?ol-ai5o solo se realizara el 59l5ulo de los ,aneles solares 5onsiderando los si2uien-es 5ri-erios: M
No re3uiere alma5enamien-o de ener20a 1a 3ue el /om/eo lo realizara duran-e las oras de sol6 ,ara llenar el reser?orio 3ue 5onsidera los d0as no
M
soleados. La /om/a es ,ara /om/eo solar ,or lo 3ue su -ensin de -ra/ajo ser9 en 5orrien-e 5on-inua lo 3ue no re3uerir9 usar in?ersores.
( C()0!)# +' )#5 (')'5 5#)($'5 De-erminamos la ener20a 3ue se re3uiere ,ara a5er 7un5ionar la /om/a sele55ionada6 en5on-rando el -iem,o real de /om/eo6 5on los da-os de 5audal real de la /om/a se 5al5ula el -iem,o 3ue demorar en llenar el -an3ue de =; L: /!"#m$% &$" '%#$ #&" &$ " 1!m1 $m! &$ ""$%&!
750 L 432 L .736
iemo (redo&de#do$
2.5 h
'onsiderando la ,o-en5ia 3ue ne5esi-a la /om/a ,ara 7un5ionar 1 el -iem,o de 7un5ionamien-o o/-enemos la ener20a 3ue 5onsumir9 la /om/a: P!'$%* &$ " 1!m1
65
T*$m!
.8
E&er"# re7erid#
228 h
41
Es-a ener20a se 5orri2e ,or medio de un 7a5-or de ,érdidas 2lo/ales de-erminado ,or:
Donde: /: a5-or ,or ener20a 5iné-i5a. ;. 5. a5-or ,or ener20a 5alor07i5a. ;.; ?: a5-or ,or e7e5-o de ?or-i5idad. ;.< a: a5-or ,or e7e5-o de 2ol,e de arie-e. ;.;; Se 5orre2ir9 la ener20a deseada ,or medio de la e5ua5in:
Para 5onsiderar la ,o-en5ia del 5am,o es-e de/e dar la ener20a 5orre2ida en el -iem,o de 7un5ionamien-o de la /omda es de5ir: E%$+ !++$*& T*$m!
49.044586 .8
Po+e&,i# de ,#mo
5.51485
Sele55ionamos el PANEL SOLAR DE LA MARCA SOLARLAND, MODELO
SLP12S-12U6 el 5ual -iene una ,o-en5ia de <;W. Para a/as-e5er la demanda del 5am,o solar solo se re3uerir9 un ,anel6 se des5ri/en sus es,e5i7i5a5iones -é5ni5as
42
D*5#5*0*8 +') (') 5#)($& La dis,osi5in del ,anel 7o-o?ol-ai5o de7inido ,or su orien-a5in 1 dis,osi5in re,er5u-e de manera de5isi?a en su rendimien-o ,ara es-e ,ro1e5-o se em,lear9 ,aneles ins-alados 7ijos en una ,osi5in de-erminada6 Teniendo en 5uen-a la 5oordenada de la-i-ud de la zona /ajo es-udio6 [;.CK La-i-ud Sur6 es de5ir6 .CC[. El ?alor ,romedio de des?ia5in del sol6 de5lina5in U ,ara un ao es de <.C;<^. ! 5u1o ?alor es-9 dado ,or la si2uien-e e5ua5in se o/-iene 3ue el 9n2ulo de in5lina5in es:
Sin em/ar2o6 ,ara 9n2ulos menores de <;[6 es re5omendada una in5lina5in m0nima de <;[6 5on el 7in de e?i-ar es-an5amien-o de a2ua.
43
0 C#"$#)(+#$ El 5on-rolador no re3uiere 5al5ulo solo sele55in6 se eli2i el re5omendado ,or las es,e5i7i5a5iones -é5ni5as de la /om/a solar. El 5on-rolador sele55ionado es el6 CONTROLADOR LCB-G7 Se 5olo5an al2unas es,e5i7i5a5iones -é5ni5as de es-e dis,osi-i?o:
ANEO &- EVALUACION ECONOMICA Se des5ri/e los 5os-os a 5onsiderar ,rimero so/re los ma-eriales 1 e3ui,os a 5om,rar
44
ITEM
PRESPUESTO
CANTIDAD COSTO UNITARIO
< SISTEMA DE BOMBEO Panel Solar Bono5ris-alino C 5eldas <;W, S&LARLANDM<#'D REGULADOR DE CARGA '&NTR&LAD&R L'(MG= C ELECTROBOMBA SUMERGIBLE (&B(A S%BERGI(LE S&LAR S$%RL& C;; TANUE ELEVADO TAN%E R&T&PLAS =;; L ESTRUCTURAS ESTR%'T%RA DE S&P&RTE PARA TAN%E ELE#AD& ESTR%'T%RA DE S&P&RTE PARA PANEL
<
SY.
=;.;;
<
SY.
K;.;;
<
SY.
<6;.;;
< SY.
C.;
<
SY.
C;.;;
< SY.
K.;;
S?&
3,466&H
TOTAL GENERAL
Se 5onsidera el mon-aje 5omo un 2lo/al 5o-izado ,or la em,resa RgS Solu5iones Elé5-ri5as: ITEM
PRESPUESTO
CANTIDAD
COSTO UNITARIO
COSTO DE INSTALACION DE TAN:UE ELEVADO EN CON
560
2
INSTALACION DE SISTEMA DE BOMBEO SOLAR (PANEL SOLAR; CONTROLADOR; BOMBA SOLAR SUMERGIBLE
450
OAL ;ENERAL
:/.
2121
$a5iendo un -o-al ,ara la ins-ala5in de. SY. 6=.;. El man-enimien-o solo 5uen-a: M M
Diario la lim,ieza del ,anel solar 'ada meses el desarme de la /om/a 3ue ,uede ser dado ,or los usuarios
De/ido a es-o no se 5onsidera 5os-os de o,era5in 1Yo man-enimien-o. 45
En 5uan-o a los in2resos 3ue 2enerar la /om/a6 si /ien no se 5uen-a 5on ser?i5io de a2ua ,o-a/le en la zona6 se 5om,ara 5on el 5os-o 3ue ,a2a una 5asa 5on di5o ser?i5io ,or el ,ro?eedor de la zona6 ,ara a/as-e5erse de es-e ser?i5io se 5onsidera 3ue una 5asa domi5iliaria en la zona de Borro,e 2as-ar0a: %ON:UMO *E A;UA CONSUMO RE:UERIDO CARGO I
0.25 m3 .4 ,. ,. .02 m3 0.25525 ,. 9.0675 ,.
COSTO DE AGUA COSTO DIARIO COSTO MENSUAL COSTO ANUAL
08.8 ,.
%ON:UMO *E ENER;IA 49.044586 0.49044586 3.3 0.5299 0.078978726 5.66936783
ENERGIA CONSUMIDA CARGO I
&* ?&* S. D* S. ? ,. m3 ,.
68.032344 ,.
Tam/ién se 5onsidera el man-enimien-o de la /om/a 5ada seis meses: MANENIMIENO *E LA BOMBA SEMESTRAL
60 S.
ANUAL
20 S.
Para lo 3ue se 5onsidera un 5os-o -o-al al ao en 5uan-o a 2as-o de: !,'! %#" #
S.
08.8
!,'! %#" $%$+*
S.
68.03
C!,'! !+ m%'.
S.
20.00
:/.
96.54
Se realiza un /alan5e de 5aja es de5ir 5onsiderando los 2as-os 3ue in?olu5ra el ,ro1e5-o 5omo e2resos 1 los 5os-os 3ue se 2eneran en una ?i?ienda 3ue 5uen-a 5on el ser?i5io 5omo in2resos se lo2ran: 46
A
E;RE:O
0 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 4 5 6 7 8 9 20 2 22 23 24 25
S. 4;476.90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
IN;RE:O
FLUJO *E %AJA
0 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84
S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S.
S. =4;476.90 S. 296.84 S. 296.84 S. 296.84 S. 296.84 S. 296.84 S. 296.84 S. 296.84 S. S. S. S. S. S.
296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84
S. S. S. S. S. S. S. S. S. S. S.
296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84 296.84
S.
296.84
'onsiderando una -asa in-erna de re-orno del <X los e?aluadores e5onmi5os nos resul-an ne2a-i?os: VAN
S. =2;48.72
TIR
4>
Lo 3ue 3uiere de5ir 3ue el ,ro1e5-o de/ido a su in?ersin ini5ial -an al-a no seria ren-a/le en 5uan-o a su in?ersin6 ,ara 2enera una al-erna-i?a de solu5in a es-e ,ro/lema se ,uede 5onse2uir una in?ersin ,or ,ar-e de un en-e 2u/ernamen-al o una no 2u/ernamen-al 3ue es-e dis,ues-o a a,or-ar sY. ;;.;; lo 3ue dar0a e?aluadores e5onmi5os: 57
VAN
S.
TIR
5.28 2>
Los 5uales ser0an su7i5ien-es ,ara lo2rar un ,ro1e5-o 7a5-i/le.
5
ANEO &- PLANOS
5/
50
