miércoles, 17 de febrero de 2010

Elaboran nuevo mapa de radiación solar para BoliviaElaboran nuevo mapa de radiación solar para Bolivia

Cochabamba cuenta con una estimación de la radiación solar mensual utilizando metodologías de imágenes satelitales y sistemas geográficos de información. El único mapa a nivel Bolivia que actualmente se dispone data de 1998, mismo que es bastante lineal y no brinda datos del oriente boliviano.A diferencia del mapa de radiación solar del país que data de 1998, (es considerado bastante lineal y no brinda informes del oriente boliviano), el nuevo - que está en proceso de construcción – ofrecerá datos basados en Sistemas de Información Geográfica (SIG) e imágenes satelitales aplicando la metodología SSE de la Nasa.

Este proyecto de investigación de la radiación solar en Bolivia es impulsado por la Organización No Gubernamental Energética en convenio con el Departamento de Física de la Facultad de Ciencias y Tecnología de la Universidad Mayor de San Simón (UMSS) y estará listo hasta fin de año. Los datos serán puestos en versión digital en internet para que cualquier persona pueda acceder al estudio.Se busca que el mapa de radiación solar a nivel Bolivia contenga información mensual a partir de la validación de los cálculos que se realizaron en Cochabamba, que actualmente tiene estimaciones utilizando modelos de sistemas de información geográfica e imágenes satelitales, usados en diferentes partes del mundo.

“Se prevé que este mapa revolucione la fuente de provisión de energías renovables porque el país tiene una franja de muy alto potencial, que es más del doble de lo que produce Europa”, explica Miguel Fernández, director de la ONG impulsora de la iniciativa y añade, que cada m2, de superficie de recepción de la radiación solar en un año equivale a un turril de 200 litros de diesel.

La energía solar no solamente puede aplicarse al área rural, sino que es posible su uso en plantas de generación de energía solar para ciudades, y será capaz de competir con la que está basada en energía fósil, a medida que el petróleo vaya recuperando el precio a nivel internacional. En el país el cambio de matriz energética a nuevas formas de generación de energía está contemplado en la nueva Constitución Política del Estado, por lo que cuenta con el apoyo gubernamental.
Convenio

A medida que la demanda de energía renovable crece, de igual manera la necesidad de fuentes de datos más precisos de las mismas. Sin embargo en Bolivia, así como en muchos otros países, relativamente pocas estaciones meteorológicas colectan datos de radiación solar requeridos para conocer el potencial y el desempeño de sistemas de este tipo de energía y en particular de sistemas fotovoltaicos.

El proyecto de investigación entre la UMSS y Energética está destinado a estimar los valores de la radiación solar global inicialmente para el departamento de Cochabamba, través de modelos de Sistemas de Información Geográfica e imágenes satelitales, con el fin de ajustarlos a mediciones locales en zonas críticas.

La UMSS aporta con su capacidad científica e investigativa, mientras que Energética con conocimiento sobre las demandas rurales y urbanas de energía y las posibles tecnologías a emplearse con mayor factibilidad en el medio.
El proyecto en CBBA

Las fuentes de energía renovable, particularmente para tecnologías solares, son fuertemente dependientes de las condiciones y fenómenos climatológicos y están también afectadas por procesos microclimáticos.

Sin embargo, según la Ong Energética, una red de estaciones para caracterizar el régimen de radiación solar en todo el país resultaría muy costosa, por lo que se utilizaron métodos indirectos para estimarla por medio de otras mediciones, como insolación o nubosidad. Debían además utilizarse modelos numéricos, conocimiento empírico de las características microclimáticas y observaciones indirectas derivadas del análisis y observaciones de datos provenientes de sensores remotos localizados en satélites para desarrollar un conocimiento de las características geo espaciales así como de la extensión de estos recursos.Sin embargo, desde la aparición de los satélites meteorológicos se abrió una nueva perspectiva para estimar parámetros de radiación y se han realizado estudios encaminados a ello. En los últimos 30 años la literatura especializada reporta diversos métodos de cálculo de la radiación solar, con distintos grados de complejidad.

En el trabajo de la UMSS y Energética, con base en la implementación de técnicas de interpolación, se estimaron los niveles de radiación solar en el Departamento de Cochabamba a partir de datos de irradiación solar obtenidos de imágenes satelitales procesadas con la metodología SSE (Surface meteorology and Solar Energy) de la NASA.Con estos valores de radiación, se obtuvo la distribución temporal y espacial de la radiación solar para el Departamento de Cochabamba mediante un proceso de interpolación utilizando el paquete de análisis ge estadístico ILWIS, considerando datos de 16 grillas de 1º × 1º que abarcan el departamento.
Metodología

De acuerdo a la información proporcionada por Energética, para el trabajo se realizó un estudio comparativo y de validación entre los valores de radiación medidos experimentalmente y aquellos estimados por la NASA para la ciudad de Cochabamba empleando un modelo en Matlab (software matemático que ofrece un entorno de desarrollo integrado). Debido a la resolución de las imágenes satelitales, se obtiene un valor promedio de radiación para un área comprendida entre 1º de latitud y 1º de longitud.

El departamento de Cochabamba se encuentra entre los 64º- 69º de longitud oeste y 16º-19º de latitud sur abarcando un total de 16 grillas, por lo que el valor de radiación promedio corresponde al centro de la grilla considerada. Con este criterio, se asignaron para el centro de las 16 grillas el valor correspondiente de radiación solar de la base de datos SSE.

El método de interpolación empleado para obtener los valores estimados de los niveles de radiación usó una metodología denominada: Superficie Móvil Distancia Inversa con exponente de peso 1, distancia esférica y segundo grado parabólico; que sería el método más adecuado para interpolar datos satelitales.
Conclusiones

En este sentido, las diferencias que eventualmente pueden ser encontradas entre los valores estimados y medidos en superficie de radiación solar pueden ser debidas al hecho de que, los valores medidos en superficie corresponden a una localización particular con sus correspondientes características geográficas y climatológicas, mientras que los datos obtenidos por los satélites abarcan extensiones entre 1º x 1º, que derivan en condiciones climáticas diferentes.

El método de cálculo de la radiación solar global a partir de imágenes satelitales desarrollado ha obtenido resultados comparables a otros revisados en la bibliografía. Es recomendable que en lo sucesivo los valores calculados se comparen con datos registrados y no con sumas diarias hechas a partir de mediciones instantáneas. Esto será posible a partir de la instalación de piranómetros con registro automático en un mayor número importante de estaciones meteorológicas.A pesar del incremento en cuanto al número de estaciones, se considera necesario el establecimiento de un número mayor, en sitios elegidos estratégicamente de acuerdo a criterios de evaluación del recurso solar, para asegurar una cobertura suficiente del país.

Asimismo, es importante incorporar las bases de datos de radiación solar a los Sistemas de Información Geográfica (SIG), que ofrezcan a aquellos que requieren de estos datos las herramientas diversas relacionadas con el recurso solar.Este tipo de herramientas ya se han desarrollado en otros países y constituyen un factor decisivo para el impulso a las energías renovables, al dar un grado mucho mayor de certidumbre a la toma de decisiones.
Estimación de RS a partir de imágenes satelitales

Según datos de Energética, la gran ventaja de los métodos de estimación de radiación basados en imágenes satelitales es precisamente su resolución espacial. Con ellas es posible generar mapas de radiación solar con una resolución muy detallada (de 2 a 10 Km2) sobre regiones específicas.Esto los convierte en una fuente de información muy adecuada, por ejemplo, para ser integrada en Sistemas de Información Geográfica (SIG). De la revisión de diferentes métodos se puede ver que existen diferencias entre el 12 y 15 por ciento entre los valores estimados con datos satelitales y los valores obtenidos por mediciones directas.A pesar de las ventajas que presenta la estimación de la irradiación solar a partir de información satelital, no se debe menospreciar la importancia de una red terrestre que provea información de un número grande de puntos de monitoreo bien distribuidos sobre un territorio dado.Para que los métodos satelitales den resultados más precisos, es necesario calibrarlos (sintonizarlos) con datos de superficie, lo cual requiere de una buena cobertura de una red terrestre constituida por estaciones situadas estratégicamente.

En Bolivia no se tiene referencia sobre algún trabajo que utilice la metodología de las imágenes satelitales para estimar los niveles de radiación solar. Sin embargo, se han realizado varios estudios de la distribución de la radiación solar, basados fundamentalmente en la dependencia de ésta con otras variables que se miden en un número grande de estaciones, como la cantidad de horas con brillo solar, aplicando fórmulas empíricas de tipo Ǻngström.
Uso de la metodología SSE de la Nasa

El proyecto ESE (Earth Science Enterprise) de la NASA proporcionó un sistema de satélites de investigación para proporcionar datos importantes para el estudio del clima y procesos climáticos, mismos que incluyen estimaciones de un periodo largo de tiempo de cantidades meteorológicas y energía solar en la superficie de la tierra.

Como resultado del proyecto ESE surge el banco de datos de radiación SSE de la NASA que reúne un conjunto de datos que engloban parámetros meteorológicos usados para diseñar sistemas de energías renovables.La distribución de la radiación SW es primordialmente zonal, modulada por la distribución de las nubes. Los valores máximos se encuentran en el Ártico, Groenlandia y las regiones subtropicales del Hemisferio Norte.

Los valores máximos de la radiación LW se localizan sobre amplias regiones en los trópicos con un decrecimiento gradual hacia los polos. Los valores más altos ocurren sobre áreas que exhiben temperaturas superficiales elevadas tal como los desiertos subtropicales y áreas con abundancia de nubes y vapor de agua.

2 comentarios:

Mauricio dijo...

felicidades! encontrar fuentes para pesonas que estamos en el exterior para poder basarnos en hechos cientificos son dignos de ser apoyados..Congrats por el blog y a seguir adelante

carlos dijo...

si felicidades pero una pregunta donde puedo encontrar esta información que no la encuentro?