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Geofísica

Informe creado por:

Evaluación del Recurso Solar

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10 de marzo de 2016


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Geofísica

Índice

1. Introducción 2

2. Sitio 3

2.1. Mapa del Terreno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3. Radiacíon Global Horizontal 5

3.1. Radiación Global Horizontal Mensual . . . . . . . . . . . . . . . 63.2. Graficos de GHI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4. Nubosidad 9

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Geofísica

1. Introducción

En el presente informe se detalla información sobre el recurso solar ba-sado en la modelación numérica de la transferencia de radiacíon solar en laatmósfera y en datos satelitales de alta resolución. El efecto de la nubosidaden la radiación es modelado de forma emṕırica relacionando las caracteŕısticasde la nubosidad identificadas a partir de imágenes satelitales con datos obser-vados de radiación global horizontal. El producto obtenido ha sido validadocon observaciones, sin embargo, no debe ser considerado como definitivo antes

de ser corroborado con mediciones in situ.

El modelo utilizado para la transferencia radiativa es el el modelo CLIRAD-SW. Este código de transferencia radiativa se caracteriza por su eficienciacomputacional y fue diseñado originalmente para modelos de circulación ge-neral de la atmósfera, que requieren realizar muchos cálculos radiativos a bajocosto computacional. El modelo separa la radiación del sol en 11 bandas es-pectrales y considera las interacciones de cada banda de manera independiente.

La información satelital es la proveniente del satélite GOES EAST para losaños 2003 a 2012. Esta base de datos fue utilizada para identificar la nubosidad

y sus caracteŕısticas radiativas, que permiten modificar el resultado del modeloradiativo obtenido para una atmósfera con cielo despejado y adaptarlo a unacondición de cielo nublado.

En este informe encontrará valores estimados por mes, año y hora del d́ıa de lairradiancia global horizontal (por conveniencia nos referiremos a esta cantidadsimplemente como radiación). También, en base a los productos intermediosrequeridos para elaborar el mapa de radiación, mostraremos resultados parala frecuencia de la nubosidad.

Para concer información detallada acerca del modelo utilizado en la construc-ción de esta base de datos, puede descargar la documentación completa delExplorador Solar en la sección de información del sitio web.

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2. Sitio

La información detallada referente a las caracteŕısticas del sitio solicitadoson presentadas a continuación.

Latitud 20.13 ◦S

Longitud 69.18 ◦O

Elevación 2711 metros

Cuadro 1: Caracteŕısticas principales del sitio selecionado

2.1. Mapa del Terreno

Se incluye un mapa donde se identifica la ubicación del sitio de interés. Lafigura es sólo una referencia para indicar su ubicación. La posición del sitio enla latitud y longitud correspondientes, se indica por medio de un triángulo de

color rojo. La imagen sombreada del terreno se basa en el modelo de terrenodigital SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) de 90 metros de resolución.

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Figura 1: Ubicación del sitio seleccionado

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3. Radiación Global Horizontal

La cantidad de radiación que se recibe en un punto depende del ángulo deincidencia de los rayos con respecto a la superficie receptora. La irradianciaglobal horizontal (GHI) es la radiación que se recibe en una superficie perpen-dicular al campo de gravedad de la Tierra y por lo tanto va recibiendo condistinto ángulo la radiación directa del sol a través del d́ıa. La GHI es la sumade las componentes directa y difusa de la radiación.

Año MJ/m2 KWh/m2 d́ıa

2003 25.29 7.03

2004 24.96 6.93

2005 24.90 6.92

2006 24.79 6.89

2007 25.44 7.07

2008 24.88 6.91

2009 25.18 6.99

2010 25.48 7.08

2011 24.85 6.90

2012 24.33 6.76

Promedio 25.01 6.95

Cuadro 2: Enerǵıa solar diaria sobre sitio seleccionado

El valor de radiación presentado en la tabla es el valor promediado duranteun año de la enerǵıa sumada sobre todas las horas del d́ıa. Este valor puedeser una sobreestimación en lugares de topograf́ıa abrupta que se encuentrenencajonados y donde la duración del d́ıa sea menor a la duración del d́ıa en unsitio llano, a la latitud, longitud y elevación correspondientes.

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3.1. Radiación Global Horizontal Mensual

Mes 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Promedio

Enero 8.15 7.50 7.17 7.02 7.97 6.05 8.10 8.15 7.78 6.75 7.46

Febrero 6.75 6.26 6.81 6.22 7.08 6.98 6.45 6.83 5.67 5.43 6.45

Marzo 7.65 7.48 7.24 6.80 7.23 7.35 7.13 7.76 7.56 6.87 7.31

Abril 6.65 6.53 6.61 6.62 6.64 6.61 6.65 6.43 6.68 6.16 6.56

Mayo 5.53 5.75 5.74 5.70 5.66 5.77 5.75 5.60 5.63 5.76 5.69

Junio 5.23 5.19 5.20 5.19 5.12 5.15 5.19 5.15 5.06 5.26 5.17

Julio 5.11 5.25 5.32 5.41 5.32 5.39 5.28 5.38 5.22 5.40 5.31

Agosto 6.21 5.68 6.31 6.22 6.21 6.30 6.30 6.25 6.29 6.31 6.21

Septiembre 7.43 7.38 7.18 7.37 7.32 7.41 7.40 7.41 7.40 7.50 7.38

Octubre 8.44 8.37 8.38 8.31 8.33 8.47 8.35 8.36 8.40 8.43 8.38

Noviembre 8.96 8.85 8.70 8.80 8.95 9.09 8.83 8.98 8.94 8.95 8.91

Diciembre 8.19 8.95 8.36 8.96 8.98 8.37 8.50 8.63 8.22 8.29 8.54

Cuadro 3: El valor de radiación presentado en la tabla es el valor del promedio

mensual de la enerǵıa sumada sobre todas las horas del d́ıa.

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3.2. Graficos de GHI

Hora Local

5 10 15 20

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

0

200

400

600

800

1000

Figura 2: Ciclo diario y estacional de la radiación diaria promedio en W/m2.En cada casillero se muestra el valor promedio de la radiación para una ciertahora del d́ıa y un cierto mes.

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2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

5

6

7

8

9

10

K W −

H o r a / m 2 x d i a

Promedios mensuales de la insolacion diaria

Figura 3: La figura muestra el promedio mensual de la insolaci ón diaria (ra-diación integrada durante todo el d́ıa). Las lineas verticales representan ladesviación estandar de estos valores

50 100 150 200 250 300 3504

5

6

7

8

9

10

K W −

H o r a / m 2 x d i a

Dia Juliano

Ciclo anual de la insolacion diaria

Figura 4: La figura muestra el promedio entre los años 2003 y 2011 de lainsolación diaria.

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4. Nubosidad

En los siguientes gráficos se presenta la frecuencia de la nubosidad estimadaa partir de los datos satelitales. La frecuencia de nubosidad es un número entre0 y 1, que indica la fracción de tiempo en que el sitio estuvo cubierto por nubes,a una determinada hora y/o mes.

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

P o r c e n t a j e

Frecuencia mensual de nubosidad

Figura 5: La figura muestra la frecuencia de nubosidad entre las 08:00 y 20:00horas para cada mes.

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Hora Local

8 10 12 14 16 18 20

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Figura 6: Ciclo diario y estacional de la frecuencia de nubosidad. En cadacasillero se muestra la frecuencia de nubosidad para una cierta hora del d́ıa yun cierto mes.

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