Diseño de una estación de bombeo en una finca

Abstract

La elevada edad del sistema de bombeo actual está provocando cortes del suministro de agua por problemas de fiabilidad por lo que se propone una mejora del sistema. Esta mejora consiste en una nueva bomba, una instalación de paneles fotovoltaicos y un depósito elevado. Con estas mejoras se busca reducir los costes de tanto la operación de la estación de bombeo como de la finca, a través de la generación de electricidad renovable con los paneles solares y la mejora de rendimiento de la nueva bomba. También se busca asegurar el suministro y reducir la dependencia en la red eléctrica mediante la capacidad de generar electricidad en la finca y la capacidad de almacenar agua con el depósito y suministrarla incluso sin electricidad. La bomba actual es una Pentax CB160 que será reemplazada por su edad y problemas de fiabilidad que presenta. La bomba que la sustituya deberá tener unas prestaciones similares a la anterior, pero se buscara que ofrezca un rendimiento y vida útil mejores. Se realiza un estudio para comprobar que la bomba elegida no sufre cavitación, alargando así su vida útil. A través del software de selección de bombas de la marca Sulzer se elige la familia de bombas VMS que son bombas verticales para agua potable. Tras estudiar las características de las bombas se elige la VMS 6 por tener un rendimiento más elevado y precio más bajo. Para el estudio de la instalación fotovoltaica se tendrá en cuenta la orientación y la irradiación solar en el lugar de la instalación realizada para poder calcular la generación eléctrica de dicha instalación. Con estos datos y el presupuesto propuesto se puede dimensionar la instalación. Tras estudio realizado se llega a una instalación fotovoltaica de 20KW sin almacenamiento de energía que resultaría en un ahorro del 66%. Con los paneles fotovoltaicos se cumplirá con los objetivos 7 y 13 de los ODS al ser generación eléctrica sostenible. Para almacenar agua y evitar el uso de la bomba durante horas donde no se esté generando electricidad con los paneles solares se propone la instalación de un depósito elevado. Para dimensionar la capacidad del depósito se tendrá en cuenta el consumo máximo y se añade un margen considerable para poder mantener el suministro en caso de un corte eléctrico o un fallo de la bomba, el depósito seleccionado tendrá una capacidad de 5000L y permitirá cubrir el consumo durante más de dos días. Este depósito se montará a una altura de 4 metros para asegurar el flujo de agua a una presión adecuada. El proyecto propuesto cumple con todos los objetivos propuestos: asegurar el suministro, reducir costes, sustituir un sistema anticuado y en mal estado y cumplir con los objetivos de desarrollo sostenible. Este proyecto significara una inversión de 22292€, precio que incluye la instalación de los distintos sistemas, todas las partes necesarias y las horas de ingeniería.

The high age of the current pumping system is causing water supply cuts due to reliability problems, so an upgrade of the system is proposed. This upgrade consists of a new pump, an installation of photovoltaic panels and an elevated reservoir. The aim of these improvements is to reduce the costs of both the operation of the pumping station and the farm, through the generation of renewable electricity with the solar panels and the improved performance of the new pump. It also seeks to secure supply and reduce reliance on the electricity grid through the ability to generate electricity on site and the ability to store water with the reservoir and supply it even without electricity. The current pump is a Pentax CB160 which will be replaced due to its age and reliability problems. The pump that replaces it will have to have similar features to the previous one, but it will have to offer better performance and a longer useful life. A study is carried out to check that the chosen pump does not suffer from cavitation, thus extending its useful life. Using the Sulzer pump selection software, the VMS pump family was chosen, which are vertical pumps for drinking water. After studying the characteristics of the pumps, the VMS 6 was chosen due to its higher performance and lower price. For the study of the photovoltaic installation, the orientation and solar irradiation at the site of the installation will be taken into account in order to calculate the electricity generated by the installation. With these data and the proposed budget, the system can be sized. After the study, a photovoltaic system of 20KW without energy storage will result in a saving of 66%. With the photovoltaic panels, goals 7 and 13 of the SDGs will be met as it is sustainable electricity generation. To store water and avoid the use of the pump during hours when electricity is not being generated by the solar panels, the installation of an elevated tank is proposed. To size the capacity of the tank, the maximum consumption will be taken into account and a considerable margin will be added to be able to maintain the supply in the event of a power cut or pump failure. The tank selected will have a capacity of 5000L and will allow the consumption to be covered for more than two days. This tank will be mounted at a height of 4 metres to ensure the flow of water at an adequate pressure. The proposed project meets all the proposed objectives: securing supply, reducing costs, replacing an outdated and dilapidated system and meeting sustainable development objectives. This project will mean an investment of 22292€, which includes the installation of the various systems, all necessary parts and engineering hours.