DOSSIER / Agri 283 90 25-29 FEBRERO/FEBRUARY ZARAGOZA - ESPAÑA/SPAIN FIMA2020 Nueva herramienta para el diseño óptimo de la instalación de un riego fotovoltaico: Tecnología para una agricultura más sostenible y rentable A. Mérida García1, R. González Perea2, E. Camacho Poyato3, P. Montesinos Barrios3, J.A. Rodríguez Díaz3 1 Department of Civil, Structural and Environmental Engineering. Trinity College Dublin. University of Dublin. Ireland. (MERIDAGA@tcd.ie) 2 Departamento de Producción Vegetal y Tecnología Agraria. Universidad de Castilla la Mancha. Albacete. España. (Rafael.GonzalezPerea@uclm.es) 3 Departamento de Agronomía, Área Ingeniería Hidráulica. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos y de Montes. Universidad de Córdoba. España. (ecamacho@uco.es; pmontesinos@uco.es; jarodriguez@uco.es) RESUMEN El uso de la tecnología fotovoltaica en el regadío está adquiriendo gran relevancia como alternativa viable para el suministro de energía. La razón principal reside en sus beneficios económicos y ambientales, en comparación con las opciones de suministro tradicionales. Sin embargo, es necesario optimizar el diseño del sistema de riego y de la planta fotovoltaica, para reducir los costes de inversión de estas instalaciones. El modelo MOPISS proporciona el dimensionamiento óptimo del sistema de riego y la planta fotovoltaica, minimizando los costes de inversión y garantizando que el sistema de riego suministre el agua de riego disponible a lo largo de la campaña de riego. El modelo integra un procedimiento de optimización multiobjetivo que considera dos funciones objetivo, centradas en el dimensionamiento de la red de riego y de la planta fotovoltaica, respectivamente. MOPISS proporciona diseños definidos por la agrupación de los hidrantes en sectores, diámetros de tubería y la potencia pico y superficie de la planta fotovoltaica. El modelo se ha aplicado a un caso de estudio real obteniéndose soluciones que satisfacen las necesidades de riego por encima del 96%, con ahorros en el coste de inversión del sistema entre el 23,5 y el 39,1%, en comparación con el diseño original del mismo. INTRODUCCIÓN El aumento en la demanda de alimentos, en un contexto en el que la preocupación por el calentamiento global y escasez de agua imperan a nivel mundial, ha provocado que sectores productivos imprescindibles en nuestro país, como el de la agricultura de regadío, apuesten por nuevos métodos de producción, manejo de los cultivos y fuentes de energía alternativas más sostenibles. Los objetivos de estas nuevas tecnologías se centran, principalmente, en aumentar la productividad y rentabilidad de las tierras cultivadas, reduciendo además el impacto ambiental generado por la agricultura. En este sentido, la modernización del regadío y con ella, la transformación de los sistemas de canales de distribución de agua, en redes a presión, ha permitido mejorar significativamente la eficiencia en el uso del agua. Sin embargo, el aumento exponencial en la demanda de energía por parte de estos sistemas y, por consiguiente, el encarecimiento de las operaciones de riego ha generado un creciente interés del sector por las energías renovables. Entre ellas, la energía fotovoltaica (FV) ofrece una opción de suministro energético con baja emisión de gases efecto invernadero (GIZ, 2016), válida incluso para explotaciones sin acceso a la red eléctrica, y con un alto potencial para zonas con adecuados niveles de radiación. Sin embargo, el principal inconveniente de esta fuente de energía, radica en su dependencia de las variables climáticas (López-Luque, Reca, & Martínez, 2015), lo que dificulta el diseño y gestión de sistemas de riego que únicamente funcionen con esta tecnología (Mérida García et al., 2020). En este sentido, el desarrollo de modelos de sincronización en tiempo real de la potencia fotovoltaica generada y la demandada por la red de riego, como SPIM (Smart Photovoltaic Irrigation Manager) (Mérida García et al., 2018), han demostrado su capacidad y eficacia para satisfacer las necesidades de riego de algunos cultivos, como el olivar, durante toda la campaña, con sistemas de riego fotovoltaico de inyección directa. Sin embargo, en la mayor parte de los casos, la red de riego, inicialmente alimentada por fuentes de energía tradicionales (red eléctrica o ge-
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