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Calculadora de bombeo solar

Introduzca la altura manométrica y el volumen diario de agua para dimensionar la bomba, el campo PV y el tanque de amortiguación. El almacenamiento de agua sustituye a la batería —el núcleo del bombeo PV directo— con comparación sin batería vs con batería.

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Cómo se dimensiona el bombeo solar

La bomba eleva el volumen diario durante las horas de sol máximo. La potencia hidráulica es P = ρ·g·Q·H; la capacidad PV = potencia de la bomba ÷ (rendimiento del inversor × desajuste) × 1,2 margen de seguridad. El sobombeo a un tanque de amortiguación almacena energía como agua, eliminando la batería.

Bombeo solar de 100 m³/día (altura de 30 m, sin baterías)

Ejemplo resuelto 1 — Bombeo solar de 100 m³/día (altura de 30 m, sin baterías)
Bombeo solar · 100 m³/día
3.5 kWp PV
altura 30 m · bomba 2.5 kW · 5.5 horas sol pico
Tanque de amortiguación
150 m³
Suministro diario
100 m³/día
BOM est. (FOB)
POA
📦 Lista de materiales
EquipoModeloEspecificaciónCant.
Módulos solares fotovoltaicos6 × 550 Wpmono PERC · 3.5 kWp DC (margen de seguridad 1.2)1
Inversor de bomba solar (VFD MPPT)2.5 kWVFD dedicado para bomba de agua · MPPT amplio · protección contra marcha en seco1
Regulador de carga MPPTMPPTControlador de carga MPPT para variante con batería (kit de variante con batería)1
Bomba sumergible2.5 kWbomba sumergible para pozo · altura manométrica 30 m · fuente: pozo1
Estructura de montaje FV3.5 kWpmontaje en suelo / poste (soporte) · fuente: pozo1
Tanque de agua de amortiguación150 m³almacenamiento elevado / en superficie · el almacenamiento de agua sustituye a la batería (100 m³/day × 1.5)1
Sensor de nivel y caudal de aguasensornivel del tanque + sensor de marcha en seco / caudal (sensor de nivel de agua)1
Tubería principal de aspiración y descarga50 mtubería principal · tramo de aspiración + impulsión1
Tuberías de derivación y válvulasdistribucióntuberías de derivación + válvulas de aislamiento/compuerta (válvulas de ramal)1
Válvula de pie / retenciónválvulaválvula de pie + antirretorno (válvula antirretorno)1
Protección contra rayos y puesta a tierrapuesta a tierraSPD del generador fotovoltaico + picas de tierra + unión equipotencial (puesta a tierra de pararrayos)1
Cables CCDCCableado CC de string FV → combinador → inversor (secciones de cable CC)1
Cables de CAACcableado de CA inversor → bomba (tramos de cable de CA)1
Resumen
Total estimado (FOB Qingdao, EXW) — equipos con precioPOA
📐 Diagrama unifilar (nivel de circuito)
Diagrama unifilar modular10 kV / 0.4 kV · 3 fases · 100 kVA · fuente única · esquemáticoPVPV 3.5 kWpBARRA MT 10 kVTRANSFORMADOR100 kVABARRA BT 0.4 kVINVERSOR DE BOMBA2.4772727272727275 kW MPPT VFDBomba de agua · 20 ADistribución 1 · 10 ADistribución 2 · 10 ADistribución 3 · 10 ADistribución 4 · 10 ADistribución 5 · 10 ADistribución 6 · 10 ADistribución 7 · 10 ALEYENDAQFinterruptor automáticoCTtransformador de corrienteTtransformadorSPDpararrayos de sobretensiónPFCCorrección del factor de potenciaDatos de diseñoentrada 10 kVbarra colectora 0.4 kVCeldas de maniobra BT 2.477272727...sin PFCalimentadores 8SECUNDARIOBÁSICO · MODBUSPlanos de construcción de diseño esquemático / a nivel de factibilidad por un instituto de diseño autorizado.
⚙️ Esquema del sistema de bombeo solar (campo fotovoltaico → inversor → bomba → tubería)
SISTEMA DE BOMBEO SOLAR DE AGUACampo FV -> inversor de bomba -> bomba sumergible -> tubería -> depósito (esquema)Matriz fotovoltaica3.5 kWp DCInversor de bombaMPPT VFD · 2.48 kWBomba30 m de altura manométricaTanque de agua100 m³/día · reserva 150 m³almacenamiento de agua = almacenamiento de energía
LEYENDAInterruptor CCSPD (protección contra sobretensiones)kWhSensor de caudal / nivelPuesta a tierra
🗄 Disposición del arreglo (indicativa)
DISPOSICIÓN DEL ARREGLO FOTOVOLTAICO EN SUELO (INDICATIVA)disposición general simplificada - dimensiones indicativasSALA / PLATAFORMA DE SUBESTACIÓN (esquemático)CAMPO FVINV BOMBACABEZA DE POZOTANQUE DE AGUAMatriz de 3.5 kWp · fuente: pozocampo fotovoltaico montado en suelo / postedimensiones indicativas
LEYENDAInterruptor CCSPD (protección contra sobretensiones)kWhSensor de caudal / nivelPuesta a tierra
💧 Sistema de tuberías de conducción de agua (bomba → válvula de retención/compuerta → tanque de presión → principal → ramales)
SISTEMA DE TUBERÍAS DE ENTREGA DE AGUAsalida de bomba -> válvula de retención -> válvula de compuerta -> tanque de presión -> tubería principal -> tuberías de derivación -> campo (esquemático)FUENTEpozonivel de aguaBOMBA2.4772727272727275 kWtubería de impulsiónválvula de retenciónválvula de compuertaTANQUE DE PRESIÓNsobretensión + reservaTUBERÍA PRINCIPAL (impulsión)TORRE DE AGUA150 m3derivación en TGRÁFICOcampo 1GRÁFICOcampo 2GRÁFICOcampo 3GRÁFICOcampo 4CAMPO DE RIEGO (distribución por ramales)DISTRIBUCIÓN DE ALTURA (estática + fricción)Altura manométrica total H = 30 m (elevación estática 26 m + fricción en tubería 4 m, indicativo)Volumen diario 100 m3/día · longitud de tubería 50 m · tanque de amortiguación 150 m3 · fuente pozoEl sistema de tuberías es esquemático / diámetros de tubería, clase de válvula y análisis de transitorios indicativos por proyecto.
🌩 Sistema de protección contra rayos (pararrayos / bajante / puesta a tierra + SPD de CC y CA)
SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS (LPS)captación aérea / conductores de bajada / puesta a tierra + SPD lado DC y AC (esquemático)1) TERMINACIÓN AÉREA (puntas)CAMPO FV3.5 kWp2) CONDUCTORES DE BAJADA (cables)conductor de bajada3) RED DE TERMINACIÓN DE TIERRA (anillo)picapicapicaelectrodo de tierra en anilloPUNTOS DE CONFIGURACIÓN DEL SPDCOMBINADOR CCentrada de stringsSPD CC (Tipo 2)INV BOMBA2.4772727272727275 kWSPD de CA (Tipo 2)NOTAS DE LPS + SPD- Pararrayos sobre el generador (método de la esfera rodante)- Conductores de bajada conectan el bastidor del generador a la malla de tierra- SPD de CC en el combinador, SPD de CA en el inversor de bomba- Conexión equipotencial de módulos, estructuras y tanques- Norma: IEC 62305 / GB 50057La disposición del LPS es esquemática / la evaluación de riesgo indicativa y la resistividad del suelo determinan el número final de electrodos.
🎚 Control de nivel de agua (sensores de fuente + torre → controlador → enclavamiento de arranque/parada del VFD)
CONTROL DE NIVEL DE AGUA (ENCLAVAMIENTO MARCHA/PARO)sensores de nivel de la fuente + nivel de la torre -> controlador -> arranque/parada del VFD (lógica de enclavamiento, esquema)FUENTEpozonivel de agua de la fuenteLSnivel bajo (marcha en seco)TORRE DE AGUA150 m3nivel de agua de la torreLSnivel alto (lleno)LSnivel bajo (relleno)CONTROLADOR (PLC)lógica de nivel + marcha en secoVFD / INVERSOR2.4772727272727275 kWBOMBA30 m de altura manométricanivel de la fuentetorre altatorre bajaarranque/paradaAccionamiento VFDLÓGICA DE ENCLAVAMIENTOArranque: nivel bajo en torre Y nivel alto en fuente (sin marcha en seco) -> el controlador habilita el VFD -> la bomba funcionaParada: nivel alto en torre (llena) O nivel bajo en fuente (marcha en seco) -> el controlador deshabilita el VFD -> la bomba se detieneLa protección contra marcha en seco impide el arranque de la bomba cuando el nivel de la fuente cae por debajo del sensor.El esquema de control de nivel es típico / los puntos de consigna finales y el tipo de sensor son indicativos por proyecto.
💧 Cálculo de la altura manométrica de bombeo (hidráulica → eje → eléctrica)
ParámetroValor
Caudal durante horas de sol0.00505 m³/s
Potencia hidráulica = 9.81 × Q × H1.49 kW
Potencia al eje de la bomba = P_hyd ÷ η_pump2.48 kW
Capacidad FV (÷0.95 ÷0.90 ×1.2)3.5 kWp
🔋 Análisis de compatibilidad fotovoltaica (ventana de tensión MPPT)
ParámetroValor
Vmp del módulo (550 Wp)≈40 V
Ventana MPPT del inversor de bomba200–800 V DC (típico)
Diseño de stringmódulos en serie para situar el Vmp del conjunto en la ventana media
Margen de temperatura≈15% para el coeficiente de temperatura del módulo
💧 Comparación sin batería vs con batería
ParámetroValor
Sin batería (recomendado)Depósito de agua de 150 m³ (almacenamiento = energía) · mantenimiento casi nulo
Con batería37 kWh LFP (bombeo nocturno) · sustitución cada 5–10 años
Recomendacióntanque preferido; batería solo si escasea el terreno
📅 Curva de suministro diario y estacional
ParámetroValor
Punto de diseño100 m³/día @ 5.5 PSH
Verano (≈6.3 PSH)115 m³/día
Invierno (≈4.7 PSH)85 m³/día
Búfer1.2× margen FV + 1.5× volumen del tanque
🔧 Fundamentos de operación y mantenimiento
ParámetroValor
Móduloslimpieza periódica (la suciedad reduce la producción)
Válvulas de pie / retencióninspeccionar fugas
Bombaverificación de protección contra marcha en seco
Puesta a tierraverificación de continuidad
Depósitolimpieza anual
📏 Base normativa (base normativa)
TemaEstándar
Bombeo solarIEC 62253 — sistemas de bombeo fotovoltaico (cualificación de diseño)
Bombeo solarGB/T 37552 — sistemas de bombeo solar fotovoltaico
Suministro de aguaGB/T 50801 — código para el diseño de abastecimiento y drenaje de agua
🧮 Cómo se calculó
1. Caudal durante horas de sol = 100 m³ ÷ (5.5 h × 3600 s) = 0.00505 m³/s
2. Potencia hidráulica = 9.81 × 0.00505 × 30 = 1.49 kW
3. Potencia al eje de la bomba = 1.49 ÷ η_pump 0.60 = 2.48 kW
4. Capacidad FV = 2.48 ÷ (0.95 × 0.90) × 1.2 = 3.5 kWp
5. Tanque de amortiguación = 100 m³/día × 1.5 = 150 m³ (el almacenamiento de agua sustituye a la batería — almacenamiento de agua = almacenamiento de energía)
6. Estacional: verano 115 m³/día (~6.3 PSH) vs invierno 85 m³/día (~4.7 PSH)
7. El diseño sin batería almacena energía como agua; la batería opcional (37 kWh) solo se necesita para bombeo nocturno o con cielo cubierto.
📋 Notas de diseño
Almacenamiento de agua = almacenamiento de energía: El núcleo del bombeo solar directo es sobombear durante las horas de sol hacia un depósito elevado/en superficie, de modo que el agua misma es la "batería". Esto elimina el CAPEX de baterías, su reemplazo y las pérdidas de ida y vuelta — la ventaja clave frente al bombeo con baterías.
Acoplamiento FV (ventana MPPT): El Vmp del conjunto (≈40 V por módulo de 550 Wp, cadenas en serie) debe situarse dentro de la ventana MPPT del inversor de bomba (200–800 V DC (inversor de bomba típico)) con ~15% de margen para el coeficiente de temperatura de los módulos.
Sin batería vs con batería: Sin batería: un tanque de 150 m³ (~1.5 días) suministra agua durante la noche y hasta 1–2 días nublados. La opción con batería (≈37 kWh) haría funcionar la bomba de noche, pero cuesta más y añade mantenimiento — recomendada solo cuando un tanque no es práctico o escasea el terreno.
Base de precios: Los módulos FV, el inversor de bomba y la estructura de montaje se cotizan según catálogo. La bomba sumergible, el depósito de amortiguación, la tubería y los sensores se cotizan por proyecto (POA) — el precio de la bomba depende en gran medida de la altura manométrica, el material de la carcasa y la profundidad.
Suministro diario y curva estacional: El sistema entrega 100 m³/día a 5.5 PSH; estacionalmente varía de ≈85 m³/día (invierno) a ≈115 m³/día (verano). El margen PV de 1.2× y el colchón del depósito de 1.5× absorben la variabilidad típica.
Operación y mantenimiento: O&M rutinario: limpiar módulos (la suciedad reduce la producción), inspeccionar válvulas de pie/retención, verificar la protección contra marcha en seco de la bomba, comprobar la continuidad de puesta a tierra y limpiar el tanque anualmente. Las bombas suelen funcionar sin mantenimiento durante 5–10 años en agua limpia.
Revisión de diseño: Este es un dimensionamiento preliminar. Verifique el caudal del pozo, el nivel estático/dinámico del agua, la altura manométrica total (incl. fricción en la tubería) y el contenido de arena antes de seleccionar la bomba.

Cómo se calculó

Fórmulas principales

Caudal Q = volumen diario ÷ (horas de sol × 3600). Potencia hidráulica = 9,81 × Q × altura manométrica. Potencia de la bomba = potencia hidráulica ÷ η_bomba. PV = potencia de la bomba ÷ (0,95 × 0,90) × 1,2.

Normas aplicables

IEC 62253 (sistemas de bombeo PV), GB/T 37552 (bombeo solar PV), GB/T 50801 (diseño de suministro de agua).

Preguntas frecuentes

¿Por qué el almacenamiento de agua sustituye a la batería?

El bombeo PV directo sobombea a un tanque elevado o de superficie durante el sol, por lo que el agua misma es el almacén de energía. Esto elimina el CAPEX de la batería, su reemplazo y las pérdidas de ida y vuelta: el almacenamiento de agua es la ventaja clave de este enfoque.

¿Cuándo añadiría una batería?

Solo cuando un tanque no sea práctico o el terreno sea escaso, para operar la bomba de noche o durante largos períodos nublados. La calculadora muestra las opciones sin batería y con batería lado a lado.

¿Cómo se deriva la capacidad PV?

De la potencia al eje de la bomba dividida por el rendimiento del inversor (0,95) y un factor de desajuste (0,90), luego ×1,2 margen de seguridad para absorber la variabilidad de la irradiación.

¿Qué determina la selección de la bomba?

La altura manométrica, el volumen diario y la fuente de agua (pozo/río/embalse): los pozos más profundos requieren bombas sumergibles multietapa y mayor altura. La bomba y la tubería se cotizan por proyecto.

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