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UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMON

FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA - DEPARTAMENTO DE FISICA

Marcelo J. Lucano

Iván E. Miranda

Estimación de la Radiación Solar en Bolivia

utilizando modelos SIG e Imágenes Satelitales.

1. La información sobre los niveles y zonas de mayor potencial de

aprovechamiento de radiación solar es aún insuficiente y desactualizada.

2. Implementar nuevas metodologías para la estimación de la radiación

solar global en el Departamento de Cochabamba y en Bolivia.

3. Mapa Solarimétrico actualizado del Departamento de Cochabamba

(ONG.: ENERGETICA, Cooperación ASDI - SAREC)

4. Mapa Solarimétrico actualizado de Bolivia

Antecedentes

1. Obtención de los datos de radiación solar para la región de estudio

(metodología SSE).

2. Localización de los puntos de monitoreo en la región de estudio.

3. Interpolación de los valores de radiación a partir de los puntos de

monitoreo.

4. Obtención de los niveles de radiación mensuales y anuales.

5. Identificación de las intervalos (zonas) de radiación.

6. Comparación de los datos interpolados con datos en superficie.

Metodología

Mapas de Radiación Solar Global Anual

Vice-Ministerio de Hidrocarburos

y Energía

Birhuett, E. et. al. (1998)

2

0

142.0675.0195.0N

n

N

n

H

H

Modelo Cuadrático de Ogelman (1981):

Fuente: Guerra, et al., Simposio Nacional de Meteorología – UMSS, 2007

Mapa de Radiación de Bolivia

Técnicas SIG

Fuente: Guerra, et al., Simposio Nacional de Meteorología – UMSS, 2007

Mapa de Radiación de Bolivia

Técnicas SIG

Fuente: Guerra, et al., Simposio Nacional de Meteorología – UMSS, 2007

Mapa de Radiación de Bolivia

Técnicas SIG

Estimación de la radiación solar a partir

de imágenes satelitales

Metodología SSE (Surface

Meteorology and Solar Energy)

Metodología SSE

Índice de nubosidad nt (0< nt <1):),(),(

),(),('),(

minmax

min

jiji

jijijin t

’(i,j) : albedo aparente en el píxel (i,j) en t

min(i,j): albedo para cielo completamente despejado seco y limpio

max(i,j): albedo para cielo completamente nublado

Relación entre el índice de nubosidad y el factor de transmisión

atmosférica: ),(),(),(),( jibjinjiajik tt

a(i,j): pendiente de la curva

b(i,j): factor a cielo despejado

Factor de transmisión atmosférica k(i,j):),(

),(),(

0 jiH

jiHjik

H(i,j) : irradiación solar superficial (superficie)

H0(i,j) : irradiación solar extraterrestre (limite superior atmósfera) Ir

rIjiH SC cos),(

0

0

Metodología SSE

Puntos de Monitoreo Radiación Directa

Correlación entre datos

observados y estimados

Metodología SSE

Puntos de Monitoreo Radiación Difusa

Metodología SSE

Albedo Superficial

Cantidad de nubes

Metodología SSE

Índice de Claridad

Insolación

Magnitudes Estimadas

32 137.2189.4569.3391.1 kkkH

Hd

0H

Hk 0.3 k 0.8

Radiación difusa:

Erbs et. al. (1982)

kbaH

HdPage (1962)

Radiación directa:

Page (1962)db HHH

Datos de Radiación Solar (NASA – LARC)

Departamento de Cochabamba

Localización Geográfica de los Puntos

de Monitoreo

Distribución de la Radiación Solar

Global Mensual

Método: Superficie Móvil Distancia Inversa con exponente

de peso 1, distancia esférica y segundo grado parabólico.

ENERO FEBRERO

Distribución de la Radiación Solar

Global Mensual

MARZO ABRIL

Distribución de la Radiación Solar

Global Mensual

MAYO JUNIO

Distribución de la Radiación Solar

Global Mensual

JULIO AGOSTO

Distribución de la Radiación Solar

Global Mensual

SEPTIEMBRE OCTUBRE

Distribución de la Radiación Solar

Global Mensual

NOVIEMBRE DICIEMBRE

Distribución de la Radiación Solar

Global Anual en Cochabamba

Valores Estimados y Simulados

de Radiación Solar

Comparación entre valores de radiación en

superficie (SENAMHI) y satelitales

EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500

600

700

800

900

W/m

2

Area 1

EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500

600

700

800

900

W/m

2

Area 2

EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500

600

700

800

900

W/m

2

Area 3

EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500

600

700

800

900

W/m

2

Area 4

EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500

600

700

800

900

W/m

2

Area 5

EneFebMarAbrMayJun Jul AgoSeptOct NovDic500

600

700

800

900

W/m

2

Area 6

Simulado

Observado

Error: enero - diciembre 2 – 13 %; septiembre: 17%

Error promedio global: 8 %.

Coordenadas: latitud 17º23’34.24”S, longitud 66º8’6,53”W

Validación Departamento de Física – UMSS

Piranómetro de monitoreo continuo de radiación

Departamento de Física UMSS

Piranómetro portatil (datos de validación, período: 1 año)

- 6 puntos de monitoreo Departamento de Cochabamba (ONG: ENERGETICA)

Control de datos (cantidad y calidad): error promedio 18 %

Estimación de los datos en superficie.

Puntos de Monitoreo - Cochabamba

- Totora

- Tapacari

- Anzaldo

- Ivirgarzama

- Villa Tunari

- Independencia

Instrumentos Utilizados

Piranómetro Kipp & Zonen Clase 2

Data Logger Campbell CR800

METODOLOGIAS ALTERNATIVAS

Extensión Solar Radiation – ArcGIS

CLAS – Centro de Levantamientos Aeroespaciales (UMSS)

Modelos de Elevación Digital (MED’s)

Proyecto SRTM – NASA (Febrero 2000)

Modelos MED, Resolución: 3 arco segundos (90 m)

Extensión Solar Analyst – Solar Radiation (ArcGIS)

Modelo de Elevación Digital (MED)

MED zona de estudio: 19ºS – 65ºW

Radiación Solar Media Diaria - Febrero

Estimación de las Horas Brillo

Registrador Campbell - Stokes

Localización Geográfica

Estaciones de Medición

Mapa de Radiación Solar de Cochabamba

Método de interpolación: Media móvil distancia inversa, Revista

Científica Facultad de Ciencias y Tecnología Vol. 8 año 2008 (UMSS).

Estimación de la radiación

solar para Bolivia

Área de Estudio

Localización Geográfica de los Puntos

de Monitoreo

Método: Superficie Móvil Distancia

Inversa con exponente 1

peso 2, distancia esférica y segundo

grado parabólico.

Distribución de la Radiación Solar

Global Anual en Bolivia

Base de Datos variables climáticas - SENAMHI

GRACIAS !