Control de una Bomba Centrífuga Monofásica Comercial para Irrigación de Huertas Rurales Utilizando Energía Solar Fotovoltaica

FERNANDO BOTTERÓN; GABRIEL YONATAN AGUIRRE; JUAN GABRIEL ROJAS

Posadas

Jornada; 3° Jornadas Científicas del Instituto de Materiales de Misiones; 2021

Instituto de Materiales de Misiones

El tema de investigación que aquí se presenta, está enmarcado en un proyecto PDTS que propone soluciones tecnológicas alternativas para una función básica en las huertas rurales y, especificamente, en las huertas de escuelas EFA, como lo es el bombeo de agua para riego y otros usos. Las bombas utilizadas funcionan con energía eléctrica, la cual proviene generalmente de la red eléctrica del sistema provincial o de grupos electrógenos. En el primer caso, existe el inconveniente de la frecuente ausencia de suministro ya sea por cortes prolongados o por averías de líneas, las cuales llevan días para su reparación. En el segundo caso, dependen de la disponibilidad del combustible, considerándose además, la contaminación ambiental que se produce por la quema del mismo.Es por eso que en este proyecto se propone una solución mixta, en la cual la bomba se alimente siempre que sea posible, desde una fuente de energía renovable; en este caso, la fotovoltaica, la cual a su vez, se almacena en baterías. Como último recurso, se utiliza la energía de la red eléctrica, ya sea para bombeo directo o para almacenarla en las baterías. Además, teniéndose como premisa la reducción de costos y un bajo mantenimiento, se opta por la utilziación de bombas centrífugas comerciales, las cuales operan directamente conectadas a la red, sean estas monofásicas o trifásicas.En base a lo expuesto, se presentan los resultados obtenidos del control de torque y velocidad de una bomba centrífuga monofásica comercial, impulsada por un inversor monofásico PWM alimentado en tensión desde un banco de baterías. La investigación realizada sobre el control de motores monofásicos, posibilitó obtener una solución simple para realizar un control indirecto del torque en el eje a través del control de la corriente en la bobina principal del motor, utilizando técnicas de seguimiento robusto, ampliamente consolidadas. Sumado a esto, se agregó un control de velocidad del eje del motor (bomba) utilizando un estimador adaptativo robusto (MRAS), evitándose de esta forma el uso de sensores, que incrementan el costo del sistema de bombeo.Los resultados obtenidos en simulación, presentan un muy buen desempeño en régimen estacionario tanto para el lazo de control de corriente (e indirecto de torque) como para el lazo de control de velocidad, y también un muy buen rechazo a perturbaciones ocasionadas por variaciones de torque ante solicitaciones variables de caudal de la bomba.