Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (12) 2023. ISSN: 2737-6249  
La energía solar fotovoltaica en los sistemas de bombeo para acueductos: una revisión sistemática  
DOI: https://doi.org/10.46296/ig.v6i12.0115  
LA ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA EN LOS SISTEMAS DE BOMBEO  
PARA ACUEDUCTOS: UNA REVISIÓN SISTEMÁTICA  
PHOTOVOLTAIC SOLAR ENERGY IN AQUEDUCT PUMPING SYSTEMS: A  
SYSTEMATIC REVIEW  
1
2
Alata-Rey Josué Eliezer ; Zingg-Rosell Augusto Felipe ;  
3
4
Orellana-Pardave José Antonio ; Altamirano-Chunga Luis Alberto  
1
Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.  
Correo: jalata@lamolina.edu.pe. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0003-1531-8516  
2
Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.  
Correo: azingg@lamolina.edu.pe. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-7841-169X  
3
Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.  
Correo: aorellana@lamolina.edu.pe. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1357-0833  
4
Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.  
Correo: laltamirano@lamolina.edu.pe. ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-9265-2713  
Resumen  
En la búsqueda de soluciones sostenibles para el suministro de agua, la aplicación de la energía  
solar fotovoltaica en los sistemas de bombeo para acueductos se perfila como una solución  
sostenible y amigable con el medioambiente. El presente estudio tuvo como objetivo explorar la  
integración de la energía solar fotovoltaica en los sistemas de bombeo de agua, para lo cual se  
realizó una revisión de los artículos publicados entre los años 2022 al 2023, en español e inglés,  
a través de una búsqueda en las bases de datos Scopus y Scielo. Se procesaron un total de 718  
artículos mediante un procedimiento de filtrado en dos tiempos, iniciando con una revisión a título  
y resumen, y finalizando con una revisión a texto completo. Se incluyeron 11 investigaciones en  
el presente estudio, de las cuales se presentan los resultados, tecnologías implementadas, país  
de origen y año de publicación. Los resultados indicaron que el principal entorno de investigación  
fue la agroindustria; asimismo, las tecnologías implementadas combinan elaboración de sistema  
de distribución de agua y la programación de controladores especializados. Se concluye que el  
estudio de la integración de la energía solar en los sistemas de bombeo de agua busca lograr  
una mayor eficiencia energética, reducir la dependencia de combustibles fósiles y lograr sistemas  
autónomos de costos reducidos.  
Palabras clave: energía solar, fuente de energía renovable, bombas de agua, equipos  
hidráulicos.  
Abstract  
In the search for sustainable solutions for water supply, the application of photovoltaic solar  
energy in pumping systems for aqueducts emerges as an environmentally friendly and  
sustainable solution. The aim of this study was to explore the integration of photovoltaic solar  
energy into water pumping systems, for which a review of articles published from 2022 to 2023  
was conducted in both Spanish and English, using a search in the Scopus and Scielo databases.  
A total of 718 articles were processed through a two-stage filtering procedure, starting with a  
review of titles and abstracts and ending with a full-text review. Eleven studies were included in  
this study, presenting results, implemented technologies, country of origin, and year of  
publication. The results indicated that the main research environment was agribusiness, and the  
implemented technologies involved the development of water distribution systems and the  
programming of specialized controllers. It is concluded that the study of integrating solar energy  
Información del manuscrito:  
Fecha de recepción: 17 de marzo de 2023.  
Fecha de aceptación: 29 de junio de 2023.  
Fecha de publicación: 10 de julio de 2023.  
257  
Alata-Rey et al. (2023)  
into water pumping systems aims to achieve greater energy efficiency, reduce dependence on  
fossil fuels, and establish autonomous systems with reduced costs.  
Keywords: solar energy, renewable energy source, water pumps, hydraulic equipment.  
1
. Introducción  
ese sentido, depender de fuentes de  
energía renovable para abastecer  
hogares y negocios es un paso  
crucial para mitigar los efectos del  
cambio climático y el calentamiento  
global (Alhawsawi et al., 2023; Durin  
et al., 2017). Por otro lado, las  
fuentes de energía renovable son  
recursos importantes para países  
con grandes poblaciones que  
carecen de acceso a la red eléctrica  
estándar (Gevorkov et al., 2023;  
Ibraheam & Aslan, 2023).  
Las fuentes de energía tradicionales  
se están agotando días tras día,  
mientras que la demanda de energía  
y las preocupaciones ambientales  
van en constante aumento, lo cual ha  
desencadenado  
investigación  
una  
intensa  
de  
en  
busca  
tecnologías nuevas y eficientes.  
Frente a la necesidad de nuevas  
fuentes energéticas, el sol se perfila  
como un importante proveedor para  
satisfacer la mayoría de las  
necesidades globales de consumo  
de energía; esto lo convierte en una  
fuente de energía limpia y sostenible  
En la búsqueda constante de  
soluciones sostenibles para abordar  
los desafíos asociados con el  
suministro de agua, la integración de  
tecnologías innovadoras se ha  
convertido en una prioridad, y la  
aplicación de la energía solar  
fotovoltaica en los sistemas de  
bombeo para acueductos ha  
(Aguilar-Jiménez et al., 2023; Angadi  
et al., 2021; Mustafa & Malik, 2023).  
Utilizar la energía solar a través de la  
generación  
fotovoltaica  
puede  
considerarse una opción rentable  
debido a su precio económico  
emergido  
como  
una  
opción  
(
Benítez Leyva et al., 2014; Margeta  
Durin, 2017). Actualmente, la  
energía solar alimenta desde farolas,  
hasta calentadores de agua  
prometedora, ya que fusiona la  
eficiencia de la captura de energía  
solar con la necesidad de garantizar  
el acceso fiable al agua potable de  
forma sostenible y amigable con el  
medioambiente (Angadi et al., 2021;  
&
utilizando paneles solares (un  
conjunto de celdas fotovoltaicas). En  
258  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (12) 2023. ISSN: 2737-6249  
La energía solar fotovoltaica en los sistemas de bombeo para acueductos: una revisión sistemática  
Gevorkov et al., 2023; Ibraheam &  
Aslan, 2023).  
incluyendo trabajos redactados en  
español e inglés; a su vez, se  
priorizaron las investigaciones  
Este enfoque no solo busca mitigar  
disponibles en revistas de acceso  
abierto. La búsqueda se realizó en  
las bases de datos Scielo y Scopus.  
El proceso de selección de artículos  
se realizó a través del software  
Rayyan (Ouzzani et al., 2016);  
la  
convencionales de energía, sino  
también busca abordar las  
dependencia  
de  
fuentes  
crecientes preocupaciones sobre el  
impacto ambiental asociado con las  
prácticas de bombeo tradicionales.  
La convergencia de la energía solar  
y los sistemas de bombeo de agua  
además,  
para  
asegurar  
la  
pertinencia de los estudios se realizó  
un proceso de selección usando un  
filtro en dos tiempos: primero se  
realizó un filtro por título y resumen,  
seguido por un cribado a texto  
completo. Los datos extraídos fueron  
los siguientes: autor, país, año,  
contexto de aplicación, tecnología  
utilizada y resultados obtenidos.  
representa  
un  
campo  
de  
investigación impulsado por la  
necesidad de desarrollar soluciones  
energéticamente  
eficientes  
y
sostenibles que satisfagan las  
demandas crecientes de agua en  
comunidades urbanas y rurales  
(Hmidet et al., 2021; Mindú et al.,  
2021; Saady et al., 2021).  
3
. Resultados y discusión  
Por lo expuesto, esta investigación  
se propone explorar la integración de  
la energía solar fotovoltaica en los  
sistemas de bombeo de agua,  
destacando sus beneficios y el  
impacto positivo en la sostenibilidad  
del suministro de agua.  
La búsqueda de artículos en Scopus  
y Scielo se realizó utilizando los  
términos “energía solar fotovoltaica”,  
“solar PV”, “sistemas de bombeo de  
agua”,  
“bombeo  
de  
agua”,  
“acueductos” en español, y “Solar  
Photovoltaic”,  
Photovoltaic  
“Solar  
PV”,  
2. Materiales y métodos  
“
Energy”,  
“Water  
Pumping Systems”,”Water Pumping”  
“Aqueducts” en inglés. La  
búsqueda en Scopus presentó 14  
Para la presente revisión se  
seleccionaron estudios publicados  
entre los años 2022 y 2023  
y
259  
Alata-Rey et al. (2023)  
0
02 resultados, mientras que en  
Scielo obtuvo 3 resultados; de estos,  
luego de realizar un filtrado por año,  
idioma y tipo de acceso, quedaron  
que en Scielo no quedaron  
resultados. Luego del proceso de  
filtrado se obtuvo 11 estudios para el  
análisis. El proceso de filtrado  
completo se presenta en la Figura 1.  
718 estudios en Scopus, mientras  
Figura 1. Proceso de filtrado de artículos  
Registros obtenidos al realizar  
la búsqueda en Scielo (n=0) y  
Scopus (n=718)  
Registros eliminados por título y  
resumen (n=663)  
Artículos que pasaron a ser  
evaluados a texto completo  
Excluidos (n=44)  
(
n=55)  
−
No presenta tecnologías para el bombeo de  
agua usando energía solar (n=30)  
Es un artículo de revisión (n=11)  
Publicación en otro idioma (n=3)  
−
−
Estudios incluidos en la síntesis  
n=11)  
(
Nota. Autoría propia.  
Con relación a los resultados  
observados por cada estudio, el uso  
de energía solar fotovoltaica en los  
sistemas de bombeo se pudo  
diversos. Los resultados de las  
investigaciones encontradas y sus  
respectivos autores se presentan en  
la Tabla 1.  
optimizar  
utilizando  
métodos  
Tabla 1. Resultados del uso de energía solar en sistema de bombeo de agua  
Autor  
Resultado  
Aumento del 27 % en el volumen bombeado anual incrementando el  
número de bombas en paralelo de una a cinco, lo que supuso una  
reducción del 44,1 % en el tamaño del generador fotovoltaico y una  
reducción del 13,3 % en el coste de instalación en comparación con un  
sistema con una sola bomba.  
(
Carricondo-Antón  
et al., 2023)  
Los resultados de simulación obtenidos muestran que el uso de un  
controlador óptimo da como resultado una reducción del costo de  
energía en un 44,4 %, frente a un control manual. Se observó una mejor  
(
2
Mahinda  
023)  
et al.,  
260  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (12) 2023. ISSN: 2737-6249  
La energía solar fotovoltaica en los sistemas de bombeo para acueductos: una revisión sistemática  
utilización de la energía fotovoltaica renovable en un 24 % y se bombeó  
un 3,6 % más de agua.  
Los hallazgos de la investigación experimental demuestran que el  
sistema propuesto puede generar electricidad y calor con alta eficiencia  
durante el invierno y las estaciones de transición, con un rendimiento  
estable a largo plazo. El COPt de calefacción medio del sistema es de 5  
durante la temporada de transición y de 4,4 durante la temporada de  
invierno. Asimismo, la eficiencia energética fotovoltaica promedio en  
ambas condiciones climáticas es del 11,9 % y 10,2 %, con un valor  
máximo del 15,7 % y 12,0 %, respectivamente. Además, el rango de  
variación de la relación de compresión del sistema es de 2 a 3,88, que  
es inferior al del sistema de bomba de calor estándar.  
(
Zhou et al., 2023)  
La disminución del coste de las placas fotovoltaicas ha provocado el  
sobredimensionamiento del conjunto fotovoltaico y la eliminación del  
sistema de almacenamiento de energía (normalmente basado en  
baterías de plomo-ácido) en muchas instalaciones rurales. Siempre  
(
Artal-Sevil et al., considerando que no existen problemas de espacio en el entorno rural.  
2
023)  
Al no disponer de un sistema de almacenamiento de energía, estas  
instalaciones son muy sensibles a los tránsitos por las nubes. Los  
sucesivos procesos de arranque y parada brusca (provocados por los  
trenes de nubes) son la principal causa de degradación y rotura de las  
bombas de agua en estas instalaciones rurales.  
Al adoptar el algoritmo propuesto, el riego seguirá un calendario de  
(
Navarro-González rotación rígido para seguir el nuevo plan. Este enfoque mejora estudios  
et al., 2023)  
anteriores al emplear un algoritmo de programación de mínimos  
cuadrados con poco tiempo de cálculo.  
Se presenta el modelo de un sistema fotovoltaico autónomo de bombeo  
directo de agua para riego. Paralelamente, se han analizado los efectos  
del tránsito de las nubes sobre el sistema fotovoltaico. Su  
comportamiento ha sido comprobado en condiciones de arranque,  
estacionarias y dinámicas (días soleados y nublados).  
(
2
Artal-Sevil et al.,  
023)  
Este artículo presenta una topología de convertidor elevador PFC sin  
puente para reducir las pérdidas de conducción, aumentando así la  
eficiencia y obteniendo un factor de potencia casi unitario, así como una  
menor distorsión armónica total (THD) de la corriente de entrada.  
Los resultados de la simulación para varios patrones de sombreado  
demuestran la supremacía del sistema con respecto a la velocidad de  
convergencia, eficiencia de seguimiento, robustez, oscilaciones de  
estado estacionario en el punto de máxima potencia y oscilaciones de  
(
Kar et al., 2023)  
(
Nisha & Sheela, exploración inicial en comparación con sistemas sin control de un ciclo.  
2
022)  
Además, la introducción de un convertidor KY como convertidor CC-CC  
reduce la ondulación del voltaje de salida en el sistema. Por tanto, el  
sistema propuesto con control de un ciclo supera las desventajas de los  
métodos existentes y puede utilizarse eficazmente para aplicaciones de  
bombeo de agua.  
Los hallazgos de este estudio revelan que con esta adaptación (DC-DC  
y algoritmo) se duplica la eficiencia energética de las bombas de agua.  
Los resultados del estudio de caso muestran que con el uso de SPV-  
WPS, ya sea con o sin subsidio, el agricultor podría ganar un mínimo del  
(
(
Hilali et al., 2022)  
Kumar  
022)  
et al.,  
2
2
50 % de la inversión con una vida útil del proyecto de 25 años.  
261  
Alata-Rey et al. (2023)  
El convertidor LUO entrelazado supera a los otros dos convertidores con  
los resultados de una relación de ganancia de voltaje de 1:22, una  
eficiencia de conversión del 98,3 % y una THD de corriente de red del  
(
Oliver et al., 2022) 2,9 %. Además, en cuanto al aspecto de calidad eléctrica, la distorsión  
armónica total de la corriente de la red se mantiene por debajo del  
estándar IEEE-519. A su vez, el sistema desarrollado tiene la ventaja de  
funcionar tanto en modo autónomo como conectado a la red.  
Nota. Autoría propia.  
Los  
resultados,  
en  
general,  
controladores, uso de bombas en  
paralelo, configuraciones de soporte,  
y sistemas de optimización y  
eficiencia energética, que permitan  
mayor autonomía, lo que se refleja  
en una transición a energías limpias,  
coinciden en que el uso de sistemas  
de energía solar a través de paneles  
fotovoltaicos presentan desafíos de  
desempeño, ya que se ven  
afectados por las oscilaciones del  
clima y las estaciones; sin embargo,  
eficientes, económicas  
y
una  
estos  
superados a través de tecnologías  
como configuraciones de  
desafíos  
pueden  
ser  
consecuente reducción de la huella  
de carbono. Las tecnologías y el  
contexto se presentan en la Tabla 2.  
Tabla 2. Tecnologías aplicadas al uso de energía solar en sistemas de bombeo de agua  
Autor  
Tecnología  
Contexto  
(
Carricondo-Antón et al., 2023)  
Bombas en paralelo  
Agroindustria  
(
Mahinda et al., 2023)  
Zhou et al., 2023)  
Controlador automático  
Agroindustria  
Híbrido de bomba fotovoltaica  
térmica  
(
Calefacción doméstica  
Sistema de bombeo de agua  
autónomo fotovoltaico  
(
Artal-Sevil et al., 2023)  
Agroindustria  
Agroindustria  
Agroindustria  
Agroindustria  
Agroindustria  
(
Navarro-González et al., 2023)  
Algoritmo de optimización  
Sistema de bombeo de agua  
autónomo fotovoltaico  
(
Artal-Sevil et al., 2023)  
(
Kar et al., 2023)  
Convertidor elevador corregido  
Seguimiento de máxima  
potencia mediante control de un  
ciclo  
(
Nisha & Sheela, 2022)  
Adaptador DC-DC con  
algoritmo genérico  
(
Hilali et al., 2022)  
Agroindustria  
262  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (12) 2023. ISSN: 2737-6249  
La energía solar fotovoltaica en los sistemas de bombeo para acueductos: una revisión sistemática  
Sistema de bombeo de agua  
(
Kumar et al., 2022)  
Agroindustria  
Agroindustria  
fotovoltaico  
Convertidor DC-DC con  
algoritmo de optimización  
(
Oliver et al., 2022)  
Nota. Autoría propia  
Los sistemas de bombeo de agua  
impulsados por energía solar han  
sido estudiados, en su mayoría,  
y aumentar la fiabilidad de los  
sistemas de bombeo, así como a  
reflejar el potencial ahorro a largo  
plazo que representa para el  
agricultor o la comunidad el uso de  
energía solar en el bombeo de agua  
para el riego y las demandas de la  
granja. Por otro lado, un solo estudio  
evalúa el uso de bombas de agua  
como parte de un sistema integrado  
de calefacción doméstica, donde  
además la energía solar alimenta  
dentro  
del  
contexto  
de  
la  
agroindustria, esto debido a que en  
este rubro es prioritario mantener un  
sistema confiable de riego, y la  
demanda de agua es un factor crítico  
para obtener una producción  
constante. Además, como las  
granjas pertenecen a zonas rurales  
distantes, suele ser frecuente el uso  
de bombas impulsadas por motores  
de combustión, de fácil acceso, pero  
contaminantes y con mayor costo en  
el largo plazo. Por ello, en múltiples  
estudios los objetivos son dirigidos a  
obtener mayor eficiencia energética,  
reducir los gastos en paneles solares  
sistemas  
de  
calefacción  
y
electrónicos de uso doméstico. La  
aplicación de estas tecnologías  
responde a las demandas de la  
región en donde se desarrolla el  
estudio. Se pueden observar estas  
en la Figura 2.  
Figura 2. Distribución geográfica de los estudios  
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
40,0  
3
6,4%  
36,4%  
3
3
2
2
1
1
5
5,0  
0,0  
5,0  
0,0  
5,0  
0,0  
,0  
9
,1%  
9
,1%  
9,1  
0,0  
China  
España  
India  
Kenya  
Marruecos  
Nota. Autoría propia  
263  
Alata-Rey et al. (2023)  
La mayoría de los estudios se  
agruparon en las regiones agrícolas  
de España e India, mientras en  
Kenia y Marruecos se presenta un  
solo estudio por región. El estudio  
que explora el uso de una bomba de  
agua impulsada por energía solar en  
la calefacción doméstica se ubica en  
China.  
Figura 3. Distribución de los estudios por año de publicación  
Nota. Autoría propia  
Con relación al año de publicación  
de bombeo de agua, con un enfoque  
en las tecnologías utilizadas y el  
contexto de implementación. Los  
de los estudios, se observa que la  
mayoría de las publicaciones se  
centran en el año 2023, mientras que  
durante el 2022 solo 4 estudios  
exploraron el uso de la energía solar  
para la alimentación de bombas  
solares, tal como se observa en la  
Figura 3.  
resultados apuntan  
a
que la  
integración de los sistemas de  
energía solar debe ser realizada a  
través de la evaluación de las  
necesidades  
características del entorno en donde  
se instala, teniendo especial  
y
limitaciones  
consideración en las condiciones  
ambientales y atmosféricas que  
podrían suponer una baja en la  
producción de la energía solar.  
Asimismo, se deben implementar  
4
. Conclusiones  
El presente estudio tuvo como  
objetivo explorar la integración del  
uso de energía solar en los sistemas  
264  
Revista Científica ‘‘INGENIAR”: Ingeniería, Tecnología e Investigación. Vol. 6 Núm. (12) 2023. ISSN: 2737-6249  
La energía solar fotovoltaica en los sistemas de bombeo para acueductos: una revisión sistemática  
soluciones que integren estos  
factores con la demanda hídrica, el  
industria agraria, en la cual se ha  
priorizado lograr una mayor  
presupuesto  
y
los beneficios  
eficiencia energética, reducir la  
dependencia de combustibles fósiles  
y adoptar sistemas autónomos de  
esperados, siempre apuntando a  
una optimización de la eficiencia  
energética, ya sea en el proceso de  
costos  
reducidos  
elaborando  
captación  
de  
energía  
o
la  
soluciones tecnológicas en el diseño  
de sistemas y programación de  
controladores.  
optimización del gasto energético.  
Las soluciones para lograrlo pueden  
ser desde el diseño de sistemas de  
compensación sencillos hasta la  
programación de controladores  
especializados.  
Finalmente, el uso de energía solar  
en los sistemas de bombeo de agua  
es un campo en crecimiento, que  
promete reducir el impacto ambiental  
Otros  
estudios  
aplicados  
en  
de  
actividades  
industriales  
y
diferentes contextos apuntan a la  
misma dirección en relación con la  
optimización energética y la mejor  
captación de energía solar (Abdullahi  
et al., 2021; Alipour et al., 2021;  
Angadi et al., 2021; Atsu et al., 2021;  
Delgadillo et al., 2022), resaltando la  
necesidad de “desconectarse de la  
red” en favor de generar de forma  
sostenible energía limpia de uso  
doméstico, urbano y empresarial,  
reduciendo la huella de carbono a la  
par que se reducen los costos  
derivados del consumo eléctrico  
generado por hidrocarburos.  
enfrentar el calentamiento global a la  
par que se obtienen beneficios  
económicos para los sectores de  
interés. En el futuro, se espera  
alcanzar  
mayor  
desarrollo  
e
innovación, así como la integración  
de inteligencias artificiales en los  
esfuerzos de mejora de desempeño  
y eficiencia de los sistemas basados  
en energía solar.  
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Se concluye que el estudio de la  
integración de la energía solar en los  
sistemas de bombeo de agua ha sido  
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