PROGRAMA NACIONAL DE RADIACIÓN · GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL Importancia de la radiación solar •La energía proveniente del Sol es el motor que determina

PROGRAMA NACIONAL DE RADIACIÓN

HENRY OSWALDO BENAVIDES BALLESTEROS

2017

Diagnóstico y

selección de las

redes de medición

GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL

Radiación Global

Evaluación de

gráficas de

Actinógrafo

Evaluación de

información horaria

y diaria de

PIRANÓMETROS

Instalación,

diagnóstico y CC de

información de

sensores de

radiación global

(EMAS) en Hydras

Modelación:

conversión de brillo

solar a radiación

global

Mapas: promedio

anual y mensual de

radiación global

Atlas de Radiación

Solar, Ultravioleta y

Ozono de Colombia

Atención al usuario y

Boletines especiales

Análisis de

resultados

Calibraciones de

sensores de

radiación global

Pérdida de datosEstado de los

sensores

- Aspectos metodológicos

- Marco teórico

- Metodología de la calibración

- Redes, instrumentos y unidades

Validación continua

y aplicación de la

cte de calibración a

los datos


Importancia de la radiación solar

• La energía proveniente del Sol es el motor que determina la dinámica de los procesos

atmosféricos y el clima.

• Como fuente renovable de energía, se constituye hoy en día, en un valioso recurso,

más limpio que el originado en las fuentes fósiles. Estos recursos son cada vez más

competitivos, ya que permiten promover un desarrollo más sostenible en el planeta.

Tasa de crecimiento anual de la capacidad instalada:

a) Energía solar fotovoltaica 50%

b) Térmica de concentradores solares de potencia (CSP en inglés), fue del 46%

c) El calentamiento solar creció un 17%

d) La eólica fue de 18%

e) La geotermia de 3,6%

f) La hidroenergía de 3,5%

g) Transporte (fuerza motriz): creció 5,2 % y 11% en bioetanol y biodiesel,

respectivamente.

Capacidad instalada a nivel Global de Sistemas Fotovoltaicos.

(Fuente: REN21 “Reporte Mundial del Estado de la Energías

Renovables)

Importancia de la radiación solar

• Medir la radiación solar es importante para

un amplio rango de aplicaciones, en las

áreas de ingeniería, arquitectura,

agricultura, ganadería, salud humana y

meteorología, dentro de las cuales se

destacan: su empleo como fuente

alternativa de energía en la generación de

electricidad y en el diseño y uso de

sistemas de calentamiento de agua, el

diseño de edificios e infraestructura, el

monitoreo del crecimiento de plantas, la

deshidratación de alimentos, implicaciones

en la salud (ej. cáncer de piel o tratamientos

curativos), el análisis de la evaporación e

irrigación, su importante rol en los modelos

de calidad del aire y de predicción del

tiempo y el clima, entre otras.

Información clave de Alta

resolución espacio –

temporal para identificar el

comportamiento de la

radiación solar para

localizar lugares para

aprovechamiento de energías limpias.

Otra estrategia es la eficiencia energética que busca promover

un servicio eléctrico de calidad, que asegure el abastecimiento

a la población, ahorre energía, proteja el medioambiente y

promueva la sostenibilidad en el país.


Diagnóstico y selección de las redes medición de Radiación Global

CARCENICAFE


IPSE

CENICAÑA



FEDEARROZ

Total otras entidades: 104/91



IDEAM CONVENCIONALES IDEAM AUTOMÁTICAS


65/46 160/105/96** Se revisó la información utilizada en la

edición del atlas 2005

340/237

Estaciones utilizadas en el

atlas


Evaluación de gráficas de actinógrafo

CENICAFE: 17 estaciones / Aprox. 55000 gráficas

IDEAM CONVENCIONALES: 65 estaciones /

Aprox. 80000 gráficas

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN DE

GRAFICAS MEDIANTE AUTOCAD

PROTOCOLO PARA EL MANEJO DE

UN PLANÍMETRO SEMIAUTOMÁTICO



Definidos los criterios de validación

Evaluación de información horaria y diaria de PIRANÓMETROS

IDEAM AUTOMÁTICAS: datos horarios de

160/105/93 sensores

IDEAM AUTOMÁTICAS (SUTRON): datos

horarios de 9 sensores

CAR: datos horarios de 15 sensores

CENICAÑA: datos diarios de 34 sensores

IPSE: datos horarios de 10 sensores

FEDEARROZ: datos horarios de 28 sensores

Piranómetro CMP11 (fuente Kipp & Zonen)


PROMEDIOS HORARIOS

Estación UTM (Santa Marta)




PROMEDIOS MENSUALES

Estación Tibaitatá (Mosquera)


Estación

Tibaitatá

(Mosquera)



Metodología MODELACIÓN

Se selecciona el

Modelo Ångström-

PrescottRadiación Global

H/Ho = (a + b(n/N))

Se aplica a 498

sensores de brillo

solar

De estos 496 sensores

se escogen los

resultados de 360 para

incluir en los mapas

Se validan estos

resultados con la

información de los 240

sensores que miden

radiación global

Se generan

ecuaciones

representativas para

cada zona geográfica

del país.

Ayudan a mejorar la resolución espacial

de los mapas de radiación, ya que

complementan los resultados de las 240

estaciones que miden radiación

Se selecciona la

ecuación de Lambert-

Beer

Radiación

ultravioleta

Se Aplica la ecuación

a cerca de 8000

puntos en el país.

Se calculan las

irradiancias espectrales

en la longitud de onda de

305 nanómetros sobre la

superficie terrestre.

Se generan los mapas de

radiación ultravioleta a 305 nm,

que es la longitud de onda

característica para estudios de

impacto en salud humana,

específicamente para cáncer

de piel



Metodología

ModelaciónSe ajusta la ecuación en el modelo.2

Resultados finales•Mapas, •Tablas.•Gráficos•(histogramas,)• Análisis regionales•Promedios horarios

41

Evaluación de información meteorológica (# de estaciones analizadas/ # de estaciones incluidas en el atlas)- Gráficas de actinógrafos del IDEAM (se analizaron 65 estaciones/ se escogieron 45 para el atlas).-Piranómetros del IDEAM (160/93)- Estaciones SUTRON del IDEAM (9/4)- Información de actinógrafos y Piranómetros de otras entidades (105/96)- Brillo solar (se analizaron 607 heliógrafos / se escogieron 498 para el atlas)- Información satelital diaria de ozono (periodo

analizado: 1978 a 2014).

3Espacialización de la informaciónSistemas de Información Geográfica

Se aplican a 498 sensores de brillo solar y se

escogen los resultados de 360 para el atlas

Radiación GlobalModelo Ångström-

Prescott

Se generan ecuacionesrepresentativas para cadazona geográfica del país.

Se aplica la ecuación a cerca de 8000 puntos en el país.

Radiación ultravioleta

Ecuación de Lambert-Beer

Se calculan las irradiancias espectrales en la longitud de onda

305 Nanómetros sobre la superficie terrestre.


Mapas: promedio anual y mensual de radiación global

Principales resultados de RADIACIÒN GLOBAL

- Las zonas del país con las mayores intensidades de radiación

global, son la región Caribe y amplios sectores de la Orinoquia y

los valles interandinos, mientras que los menores valores se

dan hacia el occidente y suroccidente del país y en algunos

sectores aislados de las tres cordilleras.

-Se calibraron en terreno 105/93 piranómetros, que hacen parte

de las estaciones automáticas satelitales del IDEAM

-Se mejora la disponibilidad de la información que se puede

suministrar a los usuarios, en cuanto a calidad, cobertura y

desagregación temporal.

-Se logró identificar las entidades nacionales que realizan el

seguimiento a la radiación solar, así como validar y evaluar la

información generada por estas para definir la calidad de su

información.

- Con los sensores de radiación instalados recientemente

(después del 2003), se logró validar y mejorar los resultados de

la modelación utilizada en la anterior edición del atlas.


ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO

JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE

Mosaico de la Irradiación global recibida en una superficie horizontal durante el día (KWh/m2 por día)




Nueva versión de los mapas de radiación global, que incluyen cerca de 15 estaciones más con respecto a los mapas

publicados en la versión virtual del atlas del año 2015

Versión de los mapas

2017. Fecha de corte

12/2016 de 93 sensores

y nuevas calibraciones

hasta 05/2017


Análisis de resultados del atlas 2015

Se mejora la comprensión

de la información que se

presenta en los mapas, a

través de:

Análisis globales y regionales

(Suramérica) de la radiación global

Histogramas

Análisis regionales del comportamiento

promedio anual y a lo largo del año


Análisis de resultados del atlas 2015

Tablas con los promedios mensuales y anuales de la irradiación global recibida en superficie

- Principales ciudades del país

- Estaciones convencionales del IDEAM

- Estaciones automáticas del IDEAM


Atlas para edición en PDF 2017


Atlas para edición en PDF 2017

Diagnóstico y

selección de las

redes de medición


Radiación Global

Evaluación de

gráficas de

Actinógrafo

Evaluación de

información horaria

y diaria de

PIRANÓMETROS

Instalación,

diagnóstico y CC de

información de

sensores de

radiación global

(EMAS) en Hydras

Modelación:

conversión de brillo

solar a radiación

global

Mapas: promedio

anual y mensual de

radiación global

Atlas de Radiación

Solar, Ultravioleta y

Ozono de Colombia

Atención al usuario y

Boletines especiales

Análisis de

resultados

Calibraciones de

sensores de

radiación global

Pérdida de datosEstado de los

sensores

- Aspectos metodológicos

- Marco teórico

- Metodología de la calibración

- Redes, instrumentos y unidades

Validación continua

y aplicación de la

cte de calibración a

los datos


Diagnóstico de información de sensores de radiación global (EMAS) en Hydras

Irregularidades en el

funcionamiento de los

Sensores de radiación global

de las estaciones automáticas

satelitales en Hydras Memorandos

Pérdida de datos de radiación

global de las estaciones

automáticas satelitales Memorandos

170/105/93

Estación Santa Ana. Empezó en 01/03/2005

Contribuye a la selección

de sensores a calibrar

- Dejan de funcionar

- Instalación de nuevas estaciones

- Funcionan mal (desajuste en el cero, datos

altos o bajos, intermitencia, entre otros).

Descarga permanente de los

datos de todos los sensores de

radiación global en Hydras


Calibraciones de sensores de radiación global

Talleres de Calibración

Bogotá 2012 Cartagena 2013 Santa Marta 2014


Calibraciones de sensores de radiación global


Calibraciones de sensores de radiación global- Contrato 134-2017: 50 sensores

- Proyecto de complementariedad: 25 sensores

- Fondo UPME-Colciencias: (12.9 millones)

- AES CHIVOR

ATENCIÓN AL USUARIO

- 96 respuestas por ORFEO y 55 por correos

electrónicos y presenciales (2016)

- En el 2017 van 65 respuestas por ORFEO y 25

por correos electrónicos y presenciales

VALIDACIÓN DE INFORMACIÓN

93 Sensores (ya calibrados) a 12/2016 y a 10/2017

55 Sensores (por calibrar) a 12/2016 y a 10/2017

Carta directores al DNP• Fortalecer los sistemas de observación del clima y la capacidad de mantenerlos de una manera sostenible;

• Mejorar la eficiencia de los sistemas energéticos existentes, de acuerdo con los objetivos de la COP21;

Estaciones de brillo solar

TOTAL: 607 ATLAS: 498


Otra forma de conocer la radiación del Sol es a través de la medición de las horas de Sol efectivo en el día (insolación o brillo solar),

que se asocia a la cantidad de tiempo durante el cual la superficie del suelo es irradiada por la radiación solar directa. Se mide porque

su medición es más fácil que la de la radiación global y se pueden abarcar mas sitios de medida.

- Los mayores valores de brillo solar medio diario se presentan

en la región Caribe, la Orinoquía y valles interandinos con

promedios superiores a 5 horas de Sol al día (hSd).

- El municipio con mayor promedio de brillo solar en el país es

Uribia, en el departamento de la Guajira, con 8,4 hSd.

- El municipio con menor promedio de brillo solar en el país es

Totoró, en el departamento del Cauca, con 1,6 hSd.

Principales resultados de Brillo Solar


Se mejora la comprensión de la

información que se presenta en

los mapas, a través de:

Histogramas Análisis regionales del comportamiento promedio

anual y a lo largo del año

Principales resultados de Brillo Solar



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PROGRAMA NACIONAL DE RADIACIÓN · GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL Importancia de la radiación solar •La energía proveniente del Sol es el motor que determina