Abstract:
This project aims to develop the technical design and evaluate the feasibility of a solar photovoltaic–powered sprinkler irrigation system for small-scale banana cultivation on the Ecuadorian coast, as an alternative to conventional systems dependent on fossil fuels. The study is justified by the need to optimize water and energy use in rural areas with limited access to the electrical grid and high production costs associated with traditional pumping systems.
For the development of the project, field tests were conducted to characterize soil conditions, including infiltration, soil moisture retention, and tensiometer measurements. Based on these data, the net irrigation depth and irrigation frequency were determined. Subsequently, three photovoltaic pumping system alternatives were analyzed, considering flow rate, total dynamic head, component availability, and energy requirements. An economic evaluation was also carried out using financial indicators to assess long-term viability.
The results allowed the determination of a net irrigation depth of 26.7 mm and the exclusion of one alternative due to operational limitations, identifying the most suitable option from a technical and economic perspective. It is concluded that the proposed system is viable in the long term, reduces operating costs, and contributes to sustainable water and energy management in agriculture.
Keywords: renewable energy, water management, sustainable agriculture, pressurized irrigation
Description:
El presente proyecto tiene como objetivo el diseño técnico y la evaluación de viabilidad de un sistema de riego por aspersión alimentado con energía solar para un cultivo de plátano a pequeña escala en la Costa del Ecuador, como alternativa al uso de sistemas dependientes de combustibles fósiles. La justificación del estudio se centra en optimizar el uso hídrico y energético en zonas rurales con acceso limitado a la red eléctrica.
Para el desarrollo del proyecto se realizaron pruebas de campo orientadas a la caracterización del suelo, incluyendo ensayos de infiltración, retención de humedad y lecturas con tensiómetros. A partir de estos datos se calcularon la lámina neta de riego y la frecuencia de aplicación. Posteriormente, se analizaron tres alternativas de sistemas de bombeo fotovoltaico, considerando caudal, altura manométrica, disponibilidad de componentes y requerimientos energéticos, así como un análisis económico mediante indicadores financieros.
Los resultados obtenidos permitieron establecer una lámina neta de riego de 26,7 mm y descartar una de las alternativas por limitaciones operativas, seleccionándose la opción más viable. Se concluye que el sistema propuesto es viable a largo plazo, reduce costos operativos y contribuye a una gestión sostenible del agua y la energía en la agricultura
