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1ra. Jornada técnica de
GENERACIÓN SOLAR TERMOELÉCTRICA
GESTE 2010
Estado actual y perspectivas de futuro
Leganés, 4 de noviembre de 2010.
Organización: Edgardo D. Castronuovo, Julio Usaola García e Ismael Sánchez Rodríguez-Morcillo. Universidad Carlos III de Madrid.
Mayores informaciones: Edgardo D. Castronuovo, [email protected]
Recurso Solar para la Generación Solar Termoeléctrica
Jesús Polo Martínez
DER (Dep. de Energía)CIEMAT
Avda. Complutense, 22 28040 Madrid
Fundamentos – Recurso Solar
El análisis del recurso solar consiste en aportar i nformación de la radiación solar de un lugar o una región, con la mayor precisión y fia bilidad posible, teniendo en cuenta la tecnología propuesta para el emplazamiento.
DATOS
Tecnología Tipo de Información Objetivo
Cuantificación, simulación
GESTE 2010 Universidad Carlos III , 4 de Noviembre de 20102
MAPAS
ESTADISTICA
Selección de emplazamiento
Extrapolación, variabilidad
Fundamentos - Atenuación de la Radiación Solar
Dispersión Rayleigh ( 15%)
Absorción ( 1%)Ozono. ……….…....
Moléculas de aire ..……
Radiación en el borde superior de la atmósfera (TOA )
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Dispersión y absorción (15% - 100%)
Reflexión, dispersión, absorción (max. 100%)
Absorción ( 15%)
Aerosoles …….………..…...……
Vapor de agua …….……...………
Nubes ………….………..
Irradiancia directa normal en la superficie terrest re
Componentes de la Radiación Solar
Retrodispersión por la atmósfera
Albedo terrestre
Albedo de las nubes
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Irradiancia Difusa
Irradiancia Directa normal
DISPERSIONABSORCION
Metodologías para estimar el Recurso Solar
• Interpolación espacial de medidas en estaciones cer canas.
• Emplear medidas de calidad in situ de las tres comp onentes de la radiación solar.
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• Interpolación espacial de medidas en estaciones cer canas.
• Estimación de radiación solar a partir de imágenes de satélite.
Medida de la radiación solar
Pirheliómetro: medida de irradiancia directadebe montarse en un sistema de seguimiento del disco solar
Piranómetro: medida de irradiancia global y difusa
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Tilted Irradiance
Piranómetro: medida de irradiancia global y difusa
Medida de la radiación solar
LICOR LI-200
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Rotating Shadowband Radiometer(RSR)
Atenuación :Turbidez de Linke AM2
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Atenuación: Turbidez de Linke AM2
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Sensibilidad del modelo ESRA
1000
1200Dia juliano=200, z=500, Lat=37º N Long=-2º E
TL=2
TL=4TL=6
800
900
1000TL=4, dia juliano=200, Lat=37º N Long=-2º E
z=0 m
z=500 mz=1000 m
Influencia del T LINKE y de la altura sobre nivel del mar en la
DNI de cielo despejado
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0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240
200
400
600
800
1000
Hora
DN
I (W
h m
-2)
TL=6
0 5 10 15 20 250
100
200
300
400
500
600
700
800
Hora
DN
I (W
h m
-2)
z=1000 m
Análisis del Recurso Solar para STPs
Necesidad de largas series temporales para hacer un a buena estadística (P90, P70, P50 etc…)
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Análisis del Recurso Solar para STPs
Generación del TMY
6
7
8
9
10
G0_TMY
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0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
G0_Mean
DNI_TMY
DNI_Mean
Análisis del Recurso Solar para STPs
Series temporales con alta resolución temporal (10 minutos)
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Predicción de Radiación Solar: Horizontes
Nowcasting (<6 horas): Control y operaciónMotion Vector Fields aplicados a imágenes de satéli tePredicción a partir de imágenes de cámaras de cielo
Predicción Corto Plazo (6 horas – 3 días) Mantenimiento y planificación
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Mantenimiento y planificaciónSeries Temporales
Modelos Numéricos de Predicción
Predicción Largo Plazo (más de 7 días)Estudio de variabilidad climáticaÍndices de oscilación atmosférica
Predicción de Radiación Solar: DNI Predicción de GHI y conversión a DNI con modelos kt -kb
Modelos Globales de Predicción
ECMWF, GFS, ….
Downscaling Dinámico
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Post-Procesado estadístico con modelo
de cielo claro, corrección del Bias
Downscaling Dinámico
Modelos de Mesoescala
WRF, MM5
Predicciones Irradiancia Solar Global
Errores PI dependen de la
latitud/climatología: 16-40% RMSD
Medidas Radiométricas
Modelo Cielo Despejado
Predicción de Radiación Solar: DNI Predicción de GHI y conversión a DNI con modelos kt -kb
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Predicciones Modelo Global
ECMWF, GFS
Predicciones horarias GHI
locales
Post-procesado Modelo
Kt-Kb
PrediccionesDNI
Areas de I+D en Recurso Solar
• Mejora de la estimación de DNI a partir de satélite
• Integración de información: medidas, bases de datos, satélite
• Influencia de la topografía (GIS, sombras, terreno complejo)
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complejo)
• Mejora de la resolución (espacial y temporal)
• Predicción de radiación solar muy corto plazo, <6 hr (“nowcasting”)
• Predicción de radiación solar medio plazo 1-3 días (“short-term forecasting”)
Areas de I+D en Recurso Solar
36th Task of SHC (Solar Heating and Cooling) - IEA
http://www.iea-shc.org/task36/index.html
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