Design of a photovoltaic solar irrigation system for the evaluation of phenology in jalapeño pepper

• Rodríguez-Chiunti, Miguel Ángel ^[1] ; Vidal-Gamboa, Adán ^[1]
  1. [1] Instituto Tecnológico Superior de Cosamaloapan, Cosamaloapan, Veracruz, México
• Localización: Renewable Energy, Biomass & Sustainability, ISSN-e 2683-2658, Vol. 3, Nº. 2, 2021, págs. 75-83
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Diseño de un sistema de riego solar fotovoltaico para la evaluación de la fenología en chile jalapeño
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• Resumen
  • español

    La necesidad de una mayor productividad de cultivos por unidad de superficie debido a la creciente población del mundo es una necesidad extrema, uno de los posibles enfoques para cubrir este tipo de necesidades son los sistemas de riego solares fotovoltaicos. Considerándose la disponibilidad de radiación solar y la carencia energía eléctrica en la zona experimental de estudio, se justifica el diseño de un sistema de riego solar fotovoltaico por goteo en un área experimental de 60 m² bajo malla sombra en Cosamaloapan, Veracruz, donde la estimación de la radiación solar se realizó con el modelo proporcionado de acuerdo a la ubicación geográfica por medio del software CROPWAT de la FAO. Para el cálculo de la evapotranspiración se utilizó el método de Penman-Monteith, los datos del coeficiente de cultivo (Kc) se tomaron de la guía para la determinación de los requerimientos de agua de los cultivos de la FAO y posteriormente estos datos se anexaron al software antes mencionado para su posterior procesamiento en el cálculo del requerimiento hídrico del cultivo. El objetivo principal del presente trabajo fue diseñar un sistema de riego solar fotovoltaico para la evaluación de la fenología en el cultivo de chile jalapeño (Capsicum annuum L.) bajo malla sombra. El análisis de los resultados indica que durante los meses que comprendió el desarrollo de la investigación se presentó un promedio diario de 10.5 MJ/m² (2.91 Kwh/m²) lo que permitió cargar la batería de 9 A y 12 V en un tiempo de 4 horas a una eficiencia de carga del 80 %a través del panel solar utilizado de 50 W. La bomba de riego utilizada de 70 W se hizo funcionar de manera diaria en un tiempo de 16 minutos para cubrir la demanda de aguade cada planta (260 ml).

  • English

    The need for higher crop productivity per unit area due to the growing population of the world is an extreme need, one of the possible approaches to cover this type of needs is photovoltaic solar irrigation systems. Considering the availability of solar radiation and the lack of electrical energy in the experimental study area, the design of a solar photovoltaic drip irrigation system is justified in an experimental area of ​​60 m² under shade mesh in Cosamaloapan, Veracruz, where the estimation of the solar radiation was carried out with the model provided according to the geographical location by means of the FAO CROPWAT software. For the calculation of evapotranspiration, the Penman-Monteith method was used, the data of the cultivation coefficient (Kc) were taken from the guide for the determination of the water requirements of the FAO crops and later these data were annexed to the aforementioned software for subsequent processing in the calculation of the water requirement of the crop. The main objective of this work was to design a photovoltaic solar irrigation system for the evaluation of phenology in the jalapeño pepper (Capsicum annuum, L.) under shade mesh. The analysis of the results indicates that during the months that included the development of the research, a daily average of 10.5 MJ/m² (2.91 Kwh/m²) was presented, which allowed charging the 9 A and 12 V battery in a time of 4 hours at 80 % charging efficiency through the 50 W solar panel used. The 70 W irrigation pump used was operated daily in a time of 16 minutes to cover the water demand of each plant (260 ml).