GUÍA Y ENLACE DE PROGRAMA PARA EL CÁLCULO DE BOMBEOS SOLARES

Desde Autoconsumo y Autarquía se ha elaborado BFV-Simple, un pequeño programa para llevar a cabo rápidamente el cálculo simplificado de bombeos solares. En esta entrada se explicará su utilización y cómo trabajar en Microsoft Excel con los resultados obtenidos. Cabe destacar que el lenguaje utilizado es Python (GUI mediante Tkinter) y que el programa solo funciona en Windows.

ÍNDICE DE CONTENIDOS

• Link de descarga
• Datos de entrada
• Parámetros técnicos
• Principales operaciones
• Funciones auxiliares
• Exportar resultados a CSV
• Cómo importar a Microsoft Excel

LINK DE DESCARGA

El siguiente link permite la descarga de BFV-Simple en formato RAR, para extraer la carpeta que contiene el programa es necesario un descompresor, como, por ejemplo, WinRAR, 7-Zip o The Unarchiver. Dentro hay dos archivos, para iniciar el programa es necesario pulsar en Ejecutar BFV Simple, el otro fichero es el icono del programa. También os facilito el código empleado dividido en los tres módulos que conforman el programa.

Enlace de descarga BFV-Simple (alojado en WordPress)

Enlace de descarga al código de BFV-Simple (alojado en WordPress)

Enlace de descarga de BFV-Simple (alojado en Google Drive)

Enlace de descarga al código de BFV-Simple (alojado en Google Drive)

DATOS DE ENTRADA

A continuación se listan y explican los datos de entrada del programa. Todos los campos son listas desplegables para evitar la posibilidad de errores al introducir valores no válidos. Cabe aclarar que como delimitador decimal se usa el punto en vez de la coma y que los rendimientos/coeficientes se expresan en tanto por uno:

1. Provincia: provincia o ciudad autónoma donde se ubique el proyecto.
2. Inclinación de los paneles: toma valores de 0º (horizontal) a 90º (vertical).
3. Orientación (azimut) de los paneles: toma valores de 0º a 359º (0º ≡ Norte / 90º ≡ Este / 180º ≡ Sur / 270º≡ Oeste).
4. Potencia pico total del campo fotovoltaico ([kWp]): se recomienda partir de un valor un 50% superior al de la potencia del sistema de bombeo (7) que se vaya a alimentar y a partir de ahí ajustar el valor en base a los resultados obtenidos.
5. Potencia nominal de los variadores de frecuencia ([kWn]): debe ser superior a la de la bomba (7) con un margen mínimo del 25% y como mucho un 50% por debajo de la potencia pico total (4).
6. Tipo de bombeo: puede ser a balsa o directo mediante goteros. Si se trata de un bombeo directo, el programa presupone una potencia de trabajo constante dependiente de la altura manométrica, el caudal de trabajo y los rendimientos de la bomba.
7. Potencia bombas ([kVA]): debe ser calculada en función de la altura manométrica y el caudal necesario, no obstante, se facilita un comando para poder llevar a cabo una estimación orientativa de su valor.
8. Caudal de trabajo ([m³/h]): campo solo habilitado para bombeos directos por goteros, hace referencia al caudal total demandado por el cultivo, es decir, se calcula multiplicando el caudal de los goteros por el número de estos que haya instalados.
9. Altura manométrica ([m]): depende de varios parámetros, se facilita un comando para llevar a cabo su cálculo en caso de no conocer su valor.

PARÁMETROS TÉCNICOS

Adicionalmente, se permite la modificación de los siguientes parámetros técnicos referentes a los equipos de la planta, cuyos valores por defecto son los que se ha observado que son los más habituales en los equipos fabricados actualmente:

1. Rendimiento efecto Joule ([%]): refleja las pérdidas por la resistencia eléctrica de los conductores y dispositivos de protección de la instalación.
2. Coeficiente térmico del panel ([%]): es el coeficiente de pérdida de potencia del panel fotovoltaico al desviarse la temperatura de operación de 25 [ºC] (condiciones STC).
3. Temperatura nominal del panel ([ºC]): es un parámetro que indica la temperatura alcanzada por el módulo cuando este recibe 800 [W/m²] y la temperatura ambiente es de 20 [ºC].
4. Rendimiento medio del variador: rendimiento del inversor-variador elegido, se recomienda tomar el rendimiento europeo de referencia que facilite el fabricante del mismo.
5. Otros factores: pérdidas adicionales causadas por otros fenómenos no considerados la aplicación, como, por ejemplo, sombras por obstáculos, contaminación atmosférica o suciedad.
6. Rendimiento hidráulico de la bomba: es el coeficiente resultante de dividir la potencia transmitida al fluido entre la suministrada al eje de la bomba/motor.
7. Rendimiento volumétrico de la bomba: es el cociente que se obtiene al dividir el caudal de liquido que comprime la bomba y el que teóricamente debería comprimir, conforme a su geometría y a sus dimensiones.
8. Rendimiento del motor eléctrico: es el cociente resultante de dividir la potencia del eje de la bomba entre la potencia eléctrica suministrada a su motor eléctrico.

PRINCIPALES OPERACIONES

En base a los datos que se introduzcan, el programa permite obtener diversos resultados referentes al recurso solar disponible, a la producción fotovoltaica y al rendimiento del sistema de bombeo:

1. Resultados anuales de la planta: muestra los resultados mes a mes y totales al año de la radiación incidente ([kWh/(m²·mes)]), de la producción fotovoltaica ([kWh/mes]), de las horas de uso a equivalentes a plena potencia ([h/día]) y del volumen de agua extraído ([m³/día]).
2. Irradiancia incidente horaria y HSP: curva de irradiancia incidente ([kW/m²]) a lo largo de un día medio de cada mes y radiación diaria media recibida ([kWh/(m²·día)] o [HSP]).
3. Curva fotovoltaica y producción diaria: curva de producción fotovoltaica ([kW]) a lo largo de un día medio de cada mes y energía solar media producida diariamente ([kWh/día]).
4. Porcentaje y horas de uso de la bomba: porcentaje de carga alcanzado respecto la potencia de bombeo (si es a balsa) o respecto la potencia de trabajo (si directo por goteros), así como las horas de uso equivalentes a plena potencia ([horas/día]).
5. Evolución del caudal y volumen diario: curva de caudal ([m³/h]) a lo largo de un día medio de cada mes y volumen de agua medio extraído diariamente ([m³/día]).

FUNCIONES AUXILIARES

Si se desconoce la altura manométrica o la potencia de la bomba, estos parámetros se pueden estimar mediante las operaciones auxiliares, cabe advertir que el resultado de potencia de la bomba es orientativo.

Como se puede observar, en la ventana de cálculo de la altura manométrica se indica también el diámetro interior de la tubería principal recomendado para evitar vibraciones / ruidos por exceso de velocidad (valor mínimo) o acumulación de residuos por baja velocidad (valor máximo).

EXPORTAR RESULTADOS A CSV

Todas las ventanas de resultados tienen disponible la opción de exportar los datos mostrados a formato TXT para poder trabajar con ellos en una hoja de cálculo, para usarla sencillamente se debe pulsar en el botón Exportar datos que se encuentra en la zona superior izquierda de la ventana de resultados abierta. Los datos del TXT se delimitan por comas (como un CVS), para trabajar con ellos en Microsoft Excel recomiendo seguir las indicaciones del siguiente apartado.

CÓMO IMPORTAR A MICROSOFT EXCEL

Primero de todo, dentro de Excel se debe acceder a Opciones y elegir la pestaña Datos, dentro de la cual, en el subapartado Mostrar los asistentes para importación de datos heredados, hay que habilitar la opción Desde texto (heredado).

Una vez hecho esto, abrimos el archivo TXT que hayamos exportado, para ello se pulsa en la pestaña Datos y posteriormente en Obtener datos, del desplegable se elige la opción Asistentes heredados y dentro de esta Desde texto (heredado), después se elige el archivo TXT en cuestión.

En la primera ventana que aparecerá, Asistente para importar texto – paso 1 de 3, elegir la opción Delimitados, marcar la casilla Mis datos tienen encabezados, indicar que se comience a importar en la fila uno y como Origen del archivo seleccionar Windows (ANSI).

Al pulsar siguiente se pasa a la ventana llamada Asistente para importar texto – paso 2 de 3, en la cual sencillamente se marcará que el separador utilizado es la coma. Después, en la última ventana (Asistente para importar texto – paso 3 de 3), indicar en la pestaña Formato de los datos en columnas la casilla General. Por último, se pulsa Finalizar y elegir la celda donde van los datos.

Los datos importados usan como separador decimal el punto en vez de la coma, para cambiarlo recomiendo buscar la utilidad Reemplazar (CTRL + L) para sustituir todos los puntos de las celdas elegidas por comas. Con este último paso ya se puede proceder a trabajar con los resultados obtenidos sin incidencias.