Los sistemas de acuaponia pueden desarrollarse utilizando un panel solar para controlar la bomba de agua y la bomba de aire basado en la tecnología del Controlador de Interfaz Periférica (PIC). La energía solar se puede utilizar en lugares donde hay mucho sol, proporcionando una energía renovable. Implica una combinación de electricidad, electrónica y agricultura en un sistema de acuaponia sostenible que consiste en un panel solar, un inversor, una bomba de agua y una bomba de aire. El panel solar es la forma más limpia de producir electricidad. Con el voltaje de salida promedio es de 12 V mientras que el voltaje de salida máximo producido por el panel solar es de 18 V. El voltaje depende de la captura de luz por el panel solar. El clima puede minimizar la captura de luz por el panel solar y así afectar el rendimiento general.

sistema de acuaponia con paneles solares

La acuaponia es un sistema de producción de alimentos sostenible que combina una acuicultura como la de los peces y se combina con la hidroponía en un entorno simbiótico. En la acuicultura, los efluentes se acumulan en el agua, aumentando la toxicidad para los peces. Esta agua ha dado lugar a un sistema hidropónico en el que los subproductos de la acuicultura son filtrados por las plantas como nutrientes vitales, tras lo cual el agua depurada vuelve a circular hacia los animales.

dibujo de sistema acuaponica con paneles solares

El concepto de la acuaponia

Las sistemas de acuaponia hay en tamaño desde pequeñas unidades interiores o exteriores hasta grandes unidades comerciales. Las sistemas de acuaponia suelen contener agua dulce, pero los sistemas de agua salada son plausibles dependiendo del tipo de animal acuático y de las plantas. La acuaponia consta de dos partes principales, con la parte de acuicultura de la cría de animales acuáticos y la parte de hidroponía de las plantas en crecimiento. Los componentes de biofiltro e hidropónicos pueden combinarse utilizando medios de soporte vegetal como la grava o la arena, que también funcionan como medios de biofiltro. La hidroponía en balsa, que consiste en láminas flotantes de poliestireno y macetas de red para el apoyo de las plantas, también puede proporcionar suficiente biofiltración si el área de producción de las plantas es lo suficientemente grande.

Las principales fuentes de generación de electricidad, como el petróleo, el gas y la energía nuclear, son más caras que nunca. Además del precio, la cantidad de recursos no renovables está disminuyendo y comenzando a agotarse mientras que las demandas del mundo siguen aumentando. La quema de combustibles fósiles puede producir gases de efecto invernadero y estos gases pueden hacer que el calentamiento global sea más rápido. La energía renovable en forma de paneles solares es un buen sustituto de la fuente de energía actual. Países como España y muchas partes de Sudamérica pueden usar paneles solares debido a la cantidad de sol. Los paneles solares son una energía verde ideal para alimentar los sistemas de acuaponia.

Por que usamos la energía solar

La energía solar es en realidad uno de los métodos más limpios de producción de energía conocidos.  El principal negativo es el costo de los paneles solares. Comparada con la electricidad de las centrales eléctricas de carbón, la energía solar es más cara. Típicamente los paneles solares producen la mayor cantidad de energía durante el medio día y algo menos antes y después de eso. La posición del sol no es estática y sigue cambiando desde el este por la mañana y moviéndose hacia el oeste por la tarde debido al movimiento de la tierra que gira en el sentido de las agujas del reloj. También en las zonas nubladas con lluvias frecuentes no suelen ser tan adecuadas para los paneles solares porque los típicos paneles solares necesitan el sol directo para producir la mayor cantidad de energía. Pero como los nuevos paneles pueden usarse ahora para difundir la luz en días nublados, todavía pueden producir energía.

como funciona la energia solar

El inversor es la parte esencial del proyecto porque convierte una corriente de CD a CA. La CA es una forma de onda, el problema de convertir una CD en CA es tener una forma de onda igual a la CA. Al convertir una CD en CA, hay una pérdida de potencia en el inversor causada por la disipación de la potencia de los componentes. Un inversor complejo tiene una mayor pérdida de potencia. Sin el inversor, el panel solar sólo puede alimentar equipos de CD, lo que limita la utilidad de la aplicación del panel solar. Con el inversor, la mayoría de los electrodomésticos existentes pueden ser alimentados por el panel solar y ahorrar el costo de no reemplazar o comprar equipos que se alimentan por CD.

Los objetivos del proyecto son alimentar la bomba de agua y aire usando energía verde a través de paneles solares. La bomba de agua requiere un voltaje de CA y el inversor se utiliza para esta aplicación. Este proyecto se centra en el uso de un inversor para sustituir la bomba de agua por la bomba de agua de CC porque cuando se sustituye la energía de la red por la energía de los paneles solares, todos los aparatos eléctricos existentes que antes funcionaban con el voltaje de la red deben ser sustituidos por un aparato de CD.  Esta no es una solución apropiada para convertir la energía de la red convencional en energía verde, ya que es costosa. Implementando inversores al panel solar, el equipo eléctrico existente puede ser utilizado como de costumbre y se beneficia de la energía producida por los paneles solares.

A continuación se presenta un concepto original de diseño de un sistema acuapónico vertical alimentado por energía solar creado para maximizar el rendimiento de un espacio de 12 x 12 pies, utilizando la gravedad para reducir al mínimo la energía utilizada para el riego y el suministro de nutrientes.

Sistema de acuaponia vertical alimentado por energia solar

El sistema es un sistema de acuaponia vertical y en espiral, alimentado por un único panel solar de 250 vatios y un pequeño sistema de bomba de agua/filtro de corriente continua. Una sola bomba de corriente continua hace que todo funcione.

torre vertical de acuaponia con paneles solares

La torre de acuaponia tiene 15 pies de altura en la parte superior del panel solar y aproximadamente 13 pies en la parte superior de la espiral. Hay un tanque de plástico de 6 pies de ancho en la base del sistema de acuaponia para el cultivo de peces.

El agua de la pecera se bombea hacia arriba a través de un pequeño tubo de PVC para que fluya lentamente hacia abajo a través de los cultivos de plantas que crecen en la bandeja de crecimiento en espiral.

Al momento de la cosecha, el flujo de agua aumenta. La compuerta de la cosecha en el extremo inferior de la espiral se retira para que los cultivos puedan fluir por la espiral, lo que facilita la cosecha.

dibujo de una sistema de acuaponia vertical con paneles solares

La bandeja de cultivo tiene aproximadamente 360 pies de largo por 3 pies de ancho, creando un área de cultivo de aproximadamente 1080 pies cuadrados. El rendimiento máximo por pie cuadrado es de aproximadamente 7,65 libras de alimentos al año, o 8262 libras de vegetales al año. Esto no incluye el rendimiento total de los peces producidos en el tanque, que es de aproximadamente 1000 peces, o 1500 libras anuales.

El costo de construir este sistema de acuaponia (al momento de escribir este documento) es de aproximadamente 5.000 dólares, incluyendo el tanque, los materiales, la tubería, la bomba y el sistema de energía solar.

Este concepto puede producir cerca de 10.000 libras de alimento anualmente. Eso significa que a un promedio nacional de 1 dólar por libra de venta al por menor, eso es aproximadamente 972 dólares de ingresos, para una ganancia de 472 dólares por año.

O podrías producir suficiente comida para toda tu familia durante el año.