Irigația este una dintre puținele aplicații în care fotovoltaicul off-grid nu e un compromis, ci pur și simplu soluția potrivită. Motivul ține de o coincidență fericită: nevoia de apă atinge maximul exact în lunile cu cea mai multă radiație solară. În iulie, când porumbul cere apă zilnic, un câmp de panouri lucrează la capacitate. În noiembrie, când producția scade drastic, pompa oricum stă.
A doua coincidență, la fel de utilă, este că sistemul nu are nevoie de baterii. Apa pompată într-un bazin supraterăn sau într-un rezervor tampon este ea însăși o formă de stocare, la un cost de câteva ori mai mic decât al oricărui acumulator. Un bazin de 200 de metri cubi ridicat la zece metri stochează, ca energie, mai puțin decât o baterie de mașină, dar stochează exact ceea ce ai nevoie: apă disponibilă noaptea și în zilele înnorate.
De la hectare la metri cubi
Dimensionarea începe de la cultură, nu de la panouri. Necesarul zilnic de apă în vârful sezonului variază între 30 și 60 de metri cubi pe hectar, în funcție de plantă, sol și metodă. Picurarea consumă cel mai puțin, aspersiunea cere cu 25-40% mai mult pentru același efect, iar udarea pe brazdă pierde și mai mult. Pentru zece hectare de legume irigate prin picurare, un calcul rezonabil pleacă de la 350-450 de metri cubi pe zi în luna de vârf.
Urmează înălțimea de pompare, termenul tehnic fiind sarcina hidrodinamică totală. Ea însumează adâncimea dinamică a apei în puț, diferența de nivel până la punctul de descărcare, presiunea cerută de sistemul de picurare și pierderile pe conductă. O greșeală frecventă este să se ia în calcul nivelul static al apei din foraj, măsurat cu pompa oprită. La debit mare, nivelul coboară cu câțiva metri buni, iar pompa dimensionată optimist rămâne fără apă la ora unu după-amiaza.
Cu aceste două date se calculează puterea hidraulică necesară, iar de acolo, împărțind la randamentul ansamblului pompă-motor-controler, care în practică se situează între 45% și 60%, se obține puterea electrică. Regula empirică folosită de proiectanți spune că, pentru fiecare kilowatt de pompă, se montează 1,3-1,6 kWp de panouri, tocmai pentru ca sistemul să pornească devreme dimineața și să lucreze suficient de multe ore utile pe zi.
Ce echipamente se folosesc și de ce
Instalațiile moderne de pompare solară nu mai folosesc invertor clasic cu ieșire fixă, ci controlere dedicate care urmăresc punctul de putere maximă și modifică frecvența de alimentare a motorului în funcție de radiația disponibilă. Practic, pompa nu are o singură turație, ci accelerează odată cu soarele și încetinește când trece un nor, în loc să se oprească brusc.
- protecția la mers în gol este obligatorie, cu sondă de nivel în foraj, altfel prima secetă a puțului distruge pompa;
- un senzor de nivel în bazinul de destinație oprește sistemul când rezervorul e plin, evitând deversarea inutilă;
- pentru puțuri adânci se folosesc pompe submersibile multietajate, iar pentru surse de suprafață, pompe centrifuge autoamorsante;
- panourile se montează pe structuri fixe, la un unghi apropiat de latitudine minus zece grade, ca să favorizeze sezonul cald;
- protecția la supratensiune atmosferică nu este opțională în câmp deschis, unde structura este cel mai înalt obiect metalic pe sute de metri.
Un detaliu care se plătește pe termen lung: cablul de la panouri la controler se dimensionează generos. Distanțele în câmp sunt mari, iar o cădere de tensiune de 4-5% pe traseu se traduce direct în ore de pompare pierdute în fiecare zi de vară.
Costuri și limite reale
Pentru cele zece hectare din exemplu, cu un foraj de 45 de metri și picurare, un sistem complet, cu pompă, controler, circa 12-15 kWp de module și structura de susținere, se încadrează de regulă între 90.000 și 140.000 de lei, fără bazin și fără rețeaua de distribuție a apei. Amortizarea se calculează față de alternativa reală, care în multe ferme este un motor diesel: acolo, la un consum de câțiva litri pe oră și sute de ore pe sezon, diferența se recuperează în trei-patru ani.
Limitele sunt și ele clare. Sistemul nu funcționează noaptea, deci depinde de un bazin corect dimensionat. O secvență de cinci zile înnorate în plin iulie oprește irigarea dacă rezerva a fost calculată la limită, motiv pentru care proiectanții buni prevăd un tampon de două-trei zile. Cine vrea să înțeleagă cât de mult variază producția în funcție de sezon poate citi cum arată curba anuală de producție a panourilor în România, deși pentru irigații partea rece a graficului contează prea puțin.
Ultimul filtru, și poate cel mai important, este cine execută lucrarea. Pomparea solară amestecă hidraulică, electrotehnică și agronomie, iar firmele care stăpânesc toate trei nu sunt multe. Câteva întrebări bine puse la ofertare, de genul celor din ghidul despre verificarea competenței unui instalator, separă rapid proiectanții de vânzătorii de echipamente.
