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Pronóstico de la generación solar VI JORNADAS TÉCNICAS 2017 - SUBCOMITÉ DE PLANTAS Agosto 15, 2017

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Contenido

1. Necesidad de los pronósticos de generación solar 2. Conceptos básicos del recurso solar 3. Propuesta de pronósticos de solar XM 4. Herramientas para la predicción 5. Conclusiones

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Necesidad de los pronósticos de generación solar ¿Por qué son necesarios? GHI Medellín

• El recurso solar es altamente variable en el tiempo y tiene una alta incertidumbre asociada. • Para integrar los proyectos de generación solar al SIN, de forma segura y económica, es necesario contar con herramientas que permitan pronosticar la variabilidad del recurso solar, permitiendo realizar un adecuado balance generación-carga.

1000.0 900.0 800.0 700.0 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 6:00:00

12:00:00

• El operador requiere pronósticos de producción sistémicos los cuales usarán como insumo modelos meteorológicos globales y regionales (NCEP, ECMWF, IDEAM). Todos los derechos reservados para XM S.A.E.S.P.

*Greening The Grid (2016) PRONÓSTICO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA EÓLICA Y SOLAR

18:00:00

Conceptos básicos – Radiación Solar

• La radiación solar que llega al tope de la atmósfera es en promedio 1360 Wm-2, pero varía de 1320 Wm-2 a 1410 Wm-2 durante el año. • El valor que se observa en superficie depende de la latitud y del día y hora del año. Imagen tomada de Wikipedia

• Antes de llegar a la superficie esta interactúa con diferentes componentes de la atmósfera, disminuyendo la radiación que se observa en superficie. NCAR RAL, 2014 anual report Todos los derechos reservados para XM S.A.E.S.P.

Conceptos básicos - Irradiación Global Horizontal • GHI: Irradiación global horizontal. Irradiación en un plano cuya normal apunta en la dirección vertical.

𝑮𝑯𝑰 = 𝑫𝑯𝑰 + 𝑫𝑵𝑰 ⋅ 𝐜𝐨𝐬 𝒛

• DHI: Irradiación difusa. Irradiación debida a la dispersión de la luz en la atmósfera. • DNI: Irradiación directa en un plano cuya normal apunta en dirección al sol. • GHI es lo que un piranómetro mediría en una superficie horizontal. • 𝑍 puede calcularse con precisiones de hasta +/- 0.0003 grados (modelo SPA de NREL) Todos los derechos reservados para XM S.A.E.S.P.

Imagen tomad de: pvpmc.sandia.gov

Conceptos básicos – Irradiación Global Horizontal

Los factores que más afectan la radiación global horizontal son: • Nubosidad • Aerosoles • Humedad atmosférica • Topografía y obstrucciones

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Conceptos básicos – Meteorología y Clima

¿Qué factores meteorológicos pueden influir entonces la irradiación que se observa en las plantas? • Fenómenos globales de baja frecuencia como ENSO o NAO • Fenómenos estacionales como el paso de la ITCZ • Fenómenos intra-estacionales como la oscilación de Madden Julian. • Ondas tropicales y depresiones tropicales, las ondas del este, las ondas Kelvin, y los huracanes. • Sistemas convectivos de mesoescala . • Características locales.

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Conceptos básicos – Irradiación en los módulos

• Además, la radiación en el plano de los módulos depende de otros factores como: • La inclinación de los módulos respecto a la ubicación del sol. • El albedo de la superficie. • Objetos cercanos que puedan obstruir la radiación. 𝑃𝑂𝐴 = 𝑃𝑂𝐴45/ + 𝑃𝑂𝐴46/ + 𝑃𝑂𝐴789:8;