Captulo 6

109

6 Mapas de radiacin solar

6.1.- Introduccin

Como aplicacin de la nueva metodologa propuesta en esta tesis para generar

series de radiacin solar, se han realizado una serie de mapas solares en diferentes

escalas espaciales. Estos mapas abarcan desde zonas del tamao de provincias

espaolas, en concreto se han elaborado mapas para la provincia de Jan, hasta mapas a

escala de regiones, en particular Andaluca. Si bien esta metodologa se puede ampliar

para abarcar regiones mayores como pases o continentes.

Para trazar un mapa de radiacin solar de una cierta extensin de terreno, se

deber conocer la radiacin solar en gran cantidad de puntos de la zona donde se va a

realizar dicho mapa. Como ya se ha mencionado repetidas veces, esa informacin no

est disponible generalmente. Ni siquiera se suele contar con otra informacin

relacionada con la radiacin solar como podra ser el nmero de horas solares, la

nubosidad, precipitaciones, etc., por lo que, en principio, ninguno de los mtodos

clsicos servir para generar secuencias de radiacin que posteriormente permitan

elaborar los mapas solares. Se hace necesario intentar encontrar otro tipo de

informacin adicional para la generacin de series sintticas de radiacin en aquellos

lugares donde se va a trazar el mapa solar, que no dispongan de ninguna referencia

sobre radiacin solar. Adems, interesa que dicha informacin sea un rasgo distintivo y

diferenciador de cada lugar seleccionado. Esta informacin nueva que se le incorpora al

PMC es la latitud geogrfica del lugar y la altitud sobre el nivel de mar. Ambas se

incorporan como dos nuevas entradas al PMC (normalizadas entre 0 y 1). Estas nuevas

variables s son conocidas para cualquier localidad o punto geogrfico en estudio.

Para tal fin se entren un perceptrn con la nueva estructura mostrada en la

figura 6.1 para las localidades ya mencionadas, tal como resumimos en la siguiente

tabla:

Mapas de radiacin solar .

110

Localidad Clima Latitud Altitud Aos Registrados

Oviedo Atlntico 43.35 348 1977 1984 (8)

Logroo Continental 42.46 372 1981 1984 (4)

Madrid Continental Extremo 40.45 664 1977 1984 (8)

Palma de Mallorca Mediterrneo Insular 39.33 32 1977 1984 (8)

Badajoz Continental Atenuado 38.89 185 1976 1983 (8)

Murcia Mediterrneo rido 38.00 69 1977 1984 (8)

Mlaga Mediterrneo 36.66 7 1977 1984 (8)

Tabla 6.1. Localidades utilizadas para obtener mapas de radiacin.

El proceso fue similar a los descritos en el captulo 4. Se entren una nica red

con los AMT de cada localidad y se realizaron pruebas de validacin con el ltimo ao

que se reserva para tal fin. Los aos generados artificialmente con la red as entrenada

se ajustan fielmente a los aos reales de prueba. Adems, en este caso, gracias a las

nuevas entradas de latitud y altitud, se pueden generar valores diferentes de radiacin

solar con solo cambiar los valores de latitud y longitud. La estructura de la red utilizada

en este caso es 9x15x1.

Figura 6.1. Estructura Final del PMC para la generacin de series de radiacin solar.

Es decir, se comprob que utilizando la red entrenada con las dos nuevas

entradas y aplicndola a cualquier localidad, los resultados que genera son

estadsticamente indistinguibles de los reales, en aquellos lugares donde existen datos

reales para tal comprobacin, por lo que se puede extrapolar y generar series de

K

kt h-3) kt(h

kt(h-2)

kt(h-1)

PMC

z -1

z -1

z -1

^

^

^ )

d

h

^

n

T

n

(

s

latitud

altitud

Captulo 6

111

radiacin solar en cualquier otro punto con slo cambiar el valor de latitud y altitud y

utilizando valores de radiacin diaria (que son tambin necesarios) de la localidad ms

prxima de la cual se dispongan de datos o bien tras generar stos a su vez

artificialmente.

6.2.- Mapas solares para la provincia de Jan

En la provincia de Jan no se est realizando ningn tipo de medidas de

radiacin solar en toda la provincia, salvo las que realiza el Grupo IDEA. Este grupo de

investigacin formado por profesores de la Universidad de Jan, entre los cuales se

encuentra el autor de esta tesis, realiza desde 1995 medidas de radiacin solar global y

directa. Para ello cuenta con el llamado Laboratorio de Energa Solar. Este laboratorio

consta de una pequea estacin de medidas meteorolgicas, llamada METEODATA,

donde se registran entre otras variables la radiacin solar global sobre superficie

horizontal, la radiacin directa incidente sobre una superficie perpendicular a la

direccin del sol y la temperatura ambiente.

Una vez que se hacen los registros de la radiacin, estos datos han de ser

tratados y su calidad revisada, puesto que hay das en los que se han podido registrar

datos errneos o no ha habido registro. En la siguiente tabla se muestran el nmero de

das con datos vlidos en los diferentes aos de medidas:

Ao 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 Total

Das con datos vlidos 233 334 325 300 313 347 339 2191

Tabla 6.2. Datos vlidos de radiacin solar global para Jan capital.

Por tanto, una vez que se cuenta con una red entrenada con dos nuevas entradas,

que son variables segn la situacin geogrfica (latitud y altitud), y se disponen de datos

de radiacin solar de al menos una localidad de la zona donde se realizar el mapa solar,

se puede comenzar el proceso. El procedimiento para la elaboracin de los mapas de

radiacin solar se puede resumir en los siguientes pasos:

i) Se toma el mapa de la provincia de Jan y se cuadricula siguiendo las

lneas de latitud y longitud (paralelos y meridianos terrestres). La

distancia elegida entre latitudes y longitudes es de 5 minutos. Cada

Mapas de radiacin solar .

112

cuadrcula equivale a unos 9 kilmetros de lado. Las dimensiones de la

provincia de Jan son: la longitud vara desde 4 10 W hasta 2 30 W, y

la latitud desde 38 25 N hasta 37 25 N.

ii) Para cada uno de estos puntos se generan secuencias horarias de

radiacin solar con la red que ha sido entrenada con datos de las

localidades de la tabla 6.1. Para la generacin se utilizan los valores del

ndice de claridad diario de Jan capital, y la informacin que va

variando para cada punto geogrfico de la cuadrcula es la altitud y la

latitud, que son los rasgos diferenciadores en cada lugar topogrfico. Se

generan varios aos de radiacin solar horaria (en concreto se han

generado 5 aos en cada punto).

iii) Con todos esos datos de radiacin a escala horaria se est en disposicin

de obtener las medias mensuales en cada punto de la cuadrcula, que

sern los que se utilicen para elaborar los mapas. As pues, se ha

conseguido, para cada lugar geogrfico elegido de la provincia de Jan,

obtener 12 valores medios mensuales derivados de 5 aos de radiacin

solar horaria.

iv) A continuacin se preparan los 12 mapas de radiacin, cada uno de ellos

correspondiente a un mes del ao. Se colorea, segn una escala de

valores, cada punto geogrfico (dimensin: 5 minutos de latitud x 5

minutos de longitud).

Adems de los propios puntos de la cuadrcula del mapa, necesarios para de la

generacin, se han seleccionado diversas localidades de la provincia de Jan, bien por

su importancia a nivel cultural, econmico o social, dentro de la provincia, o bien por

ser puntos geogrficos importantes, como puede ser la inclusin del Pico Mgina, el

ms elevado de toda la provincia. Las localidades seleccionadas se presentan en la tabla

6.3, junto a algunas caractersticas de las mismas como son la latitud, longitud y altitud

sobre el nivel del mar.

Captulo 6

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Localidad Latitud (N) Longitud (O) Altitud(m)Alcal la Real 3727' 358' 900Andjar 3800' 405' 212Baeza 3800' 325' 769Bailn 3808' 348' 343Cabaas (Pico) 3750' 258' 2036Cazorla 3755' 302' 886Huelma 3739' 328' 996Jabalcuz (Pico) 3745' 349' 1614Jan 3744' 348' 573Jdar 3750' 321' 627La Carolina 3817' 338' 606Linares 3810' 340' 419Mgina (Pico) 3740' 330' 2167Martos 3744' 358' 741Quesada 3751' 305' 679Santa Elena 3820' 332' 743Siles 3824' 232' 826beda 3803' 323' 748Villacarrillo 3807' 303' 794Villanueva del Arzobispo 3810' 300' 688

Tabla 6.3. Localidades de la provincia de Jan en las que se han generado secuencias sintticas horarias

de radiacin solar.

En el anexo se muestran 4 mapas de radiacin solar correspondientes a

diferentes meses dentro de las cuatro estaciones (nota: en cada mapa aparecen sealadas

las localidades de Andjar (A), Cazorla (C), Jan (J), Linares (L) y beda (U)). Como

ejemplo se presentan a continuacin los mapas correspondientes a los meses de enero y

junio.

2200-2300 Wh/m2

2300-2400 Wh/m2

2400-2500 Wh/m2

2500-2600 Wh/m2

Figura 6. 2. Mapa de radiacin solar de la provincia de Jan. Enero.

Mapas de radiacin solar .

114

7400-7500 Wh/m2

7500-7600 Wh/m2

7600-7700 Wh/m2

7700-7800 Wh/m2

7800-7900 Wh/m2

7900-8000 Wh/m2

8000-8100 Wh/m2

8100-8200 Wh/m2

8200-8300 Wh/m2

Figura 6. 3. Mapa de radiacin solar de la provincia de Jan. Junio.

De estos dos mapas solares, junto con el conocimiento orogrfico de la zona, se

deduce que las mximas radiaciones se producen en las zonas elevadas, siendo el valle

del Guadalquivir, la zona con la radiacin solar ms baja dentro de la provincia. En

principio se esperara que las zonas montaosas deberan presentar niveles ms bajos de

radiacin (suelen presentar mayor nubosidad). El resultado obtenido por medio del

PMC sin embargo contradice esta idea. La conclusin a la que se ha llegado es que

puesto que como se recuerda, el PMC principalmente se ajusta bien a la tendencia de las

series reales, obviando el rizado aleatorio debido a la nubosidad, s es cierto que en

ausencia de nubes, hay mayor radiacin en zonas de mayor altitud.

6.3.- Mapas solares para Andaluca

El proceso es totalmente similar que para el caso anterior. La nica diferencia es

que ahora el mapa de Andaluca se ha cuadriculado con dimensiones de 10 x 10

(LatitudxLongitud). Los datos de radiacin solar diaria necesarios para la generacin de

las series se toman de las capitales de cada provincia (es decir, es prcticamente como si

se hubiesen tomado 8 mapas provinciales).

La tabla que corresponde a las latitudes y altitudes seleccionadas en este caso se

presenta en el anexo, as como los correspondientes mapas de radiacin solar. Aqu slo

se muestran, como ejemplo, los correspondientes a los meses de diciembre y junio.

Captulo 6

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2200-2400

2400-2600

2600-2800

2800-3000

3000-3200

3200-3400

3400-3600

2000-2200

1700-2000 Wh/m2

Wh/m2

Wh/m2

Wh/m2

Wh/m2

Wh/m2

Wh/m2

Wh/m2

Wh/m2

Figura 6. 4. Mapa de radiacin solar para Andaluca. Diciembre.

7400-7600 Wh/m2

8600-8800 Wh/m2

8400-8600 Wh/m2

8200-8400 Wh/m2

8000-8200 Wh/m2

7800-8000 Wh/m2

7600-7800 Wh/m2

Figura 6. 5. Mapa de radiacin solar para Andaluca. Junio.

Al igual que ocurra para el caso de los mapas provinciales, se observa que se

repite el resultado de que en las zonas de menor altitud hay menor radiacin solar.

Mapas de radiacin solar .

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