Los sistemas de bombeo solar dependen principalmente de la calidad de los paneles solares. Estos, son los que captan la energía que luego es enviada a la bomba.
En ese sentido, conviene empezar por mencionar el funcionamiento de los paneles solares que vienen en los kit de bombas solares que tenemos disponibles en nuestra tienda.
Funcionamiento de los paneles solares en las sistemas de bombeo
La función principal del panel solar es captar energía, de ello depende el resto del sistema. ¿Cómo deben estar colocados en nuestra instalación? Pues bien, te lo explicamos a continuación.
Los paneles solares deben estar ubicados en un lugar soleado donde no haya sombra, esto es más que evidente. Procura que la zona sea despejada y que no exista ninguna estructura alrededor que con el cambio de posición del sol se pueda generar una sombra sobre el panel.
La altitud no es un factor, pero la altura del suelo afectará si puede o no mantenerlos libres de nieve.
Los paneles deben estar inclinados de forma óptima para obtener energía solar, especialmente durante los días de invierno más cortos. Si él sitio está en el hemisferio norte, lo ideal es apuntar los paneles hacia el verdadero sur. Lo contrario es cierto para los lugares del hemisferio sur. Para muchas ubicaciones hay una gran diferencia entre el sur magnético y el sur verdadero, por lo que podrías consultar un mapa de declinación antes de establecer su estructura de montaje.
Los paneles solares deben ser alicatados desde la horizontal para obtener un mejor ángulo al sol y para ayudar a despejar la lluvia y la nieve. Para obtener la mejor producción de energía durante todo el año, con la menor cantidad de mantenimiento, el panel solar debe estar orientado hacia el sur con un ángulo de inclinación igual a su latitud con respecto a la posición horizontal.
Una buena regla a tener en cuenta en climas estacionales es esta:
- Latitud menos 15 grados en verano
- Latitud en primavera y otoño
- Latitud más 15 grados en invierno
Panorama general del bombeo solar de agua
El sol es la fuente natural de energía para un suministro de agua independiente. Las bombas solares funcionan dondequiera que brille el sol. Mientras que la producción de energía de las bombas solares se ve afectada por el tiempo nublado, el tener un almacenamiento adecuado de agua y la disminución de las necesidades de agua durante el tiempo frío o lluvioso mitiga estos impactos.
Los sistemas de bombeo de agua solar funcionan con corriente continua (CC) o, aunque existen modelos y equipos que hacen uso de de sistemas de CC como CA. El rendimiento del sistema de energía solar varía a lo largo del día y con los cambios en la intensidad de la luz solar y las condiciones climáticas, lo que requiere bombas y controles especializados que operan dentro de un rango más amplio de voltaje y corriente en comparación con la mayoría de las bombas de CA.
Las bombas convencionales de CA son generalmente bombas centrífugas que giran a alta velocidad para bombear tantos galones por minuto como sea posible.
También consumen una gran cantidad de energía y su eficiencia se ve afectada a bajas velocidades y al bombear contra altas presiones. Si se hace funcionar una bomba centrífuga a media velocidad, bombea una cuarta parte del volumen.
Para minimizar el tamaño del sistema solar fotovoltaico requerido, las bombas solares generalmente utilizan motores y mecanismos de bombeo más eficientes.
Las bombas más eficientes son las bombas de "desplazamiento positivo", que bombean una cantidad fija de agua con cada rotación. Si está nublado o es temprano en la mañana, la bomba recibirá menos energía y funcionará más lentamente, pero sin pérdida de eficiencia, así que a media velocidad, simplemente bombea la mitad de la cantidad de agua a la misma presión.
Para utilizar la energía solar de forma económica, los sistemas de bombeo solar suelen bombear más lentamente que las bombas de pozo convencionales (muchas bombas solares están diseñadas para producir menos de 6 galones por minuto) y no funcionan en absoluto entre la puesta y la salida del sol, por lo que normalmente se requiere un tanque de almacenamiento de tamaño adecuado.
Las bombas de agua alimentadas por energía solar pueden proporcionar un volumen igual de agua por día sin las altas e ineficientes demandas de energía de una bomba de CA de gran capacidad.
En la mayoría de los casos, un buen sistema de bombeo solar es mucho más económico, razón por la cual muchas organizaciones sin fines de lucro y ONG utilizan el bombeo solar para proporcionar agua limpia a aldeas remotas de todo el mundo.
Diferencias prácticas con bombas eléctricas convencionales
La diferencia más importante entre una bomba solar y una bomba eléctrica convencional NO es el origen de la energía sino el comportamiento operativo. Una bomba eléctrica conectada a red ofrece potencia constante y predecible: enciendes el interruptor y siempre da el caudal nominal. Una bomba solar fotovoltaica depende del recurso solar instantáneo: caudal y presión varían a lo largo del día siguiendo la curva de irradiación.
Esta variabilidad obliga a diseñar las instalaciones de manera diferente. Un sistema doméstico solar bien dimensionado bombea más caudal a las 13:00 del mediodía (pico de irradiación) y casi nada al amanecer o atardecer. Por eso casi todos los sistemas incorporan un depósito intermedio que absorbe esa variabilidad y suministra agua a demanda al usuario final.
Tres configuraciones técnicas básicas
Conexión DC directa al panel (sin inversor): la bomba (modelos específicos como las series Lorentz PS2 o Shurflo SunWize) recibe corriente continua directamente del panel fotovoltaico. Ventajas: máxima eficiencia (no hay pérdidas por conversión DC-AC), simplicidad y robustez. Desventaja: requiere bomba específica para solar, no se puede usar bomba convencional 230V.
Con inversor solar dedicado: el panel alimenta un inversor solar que entrega 230V AC a una bomba convencional. Ventajas: permite reaprovechar bombas existentes (Pedrollo, Lowara, ESPA, etc.). Desventajas: el inversor añade coste 400-1.200 €, introduce un punto de fallo electrónico y reduce eficiencia 10-15%.
Sistema híbrido con batería: paneles cargan batería que alimenta bomba a través de inversor, con respaldo opcional de red eléctrica. Ventajas: bombeo 24/7 incluso de noche o días nublados. Desventajas: el más caro (batería de litio LiFePO4 añade 1.500-4.500 €) y con más componentes electrónicos críticos.
Para entender cómo dimensionar cada elemento, consulta nuestro cálculo de necesidades energéticas y, si vas a presurizar la red doméstica, la guía sobre presurización en bombeo solar. Para el componente bomba específicamente, los modelos sumergibles más comunes están en bombas solares sumergibles y los de superficie en bombas solares de superficie.