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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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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.
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Diagnóstico y selección de las redes medición de Radiación Global
CARCENICAFE
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
IPSE
CENICAÑA
Diagnóstico y selección de las redes medición de Radiación Global
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
FEDEARROZ
Total otras entidades: 104/91
Diagnóstico y selección de las redes medición de Radiación Global
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
IDEAM CONVENCIONALES IDEAM AUTOMÁTICAS
Diagnóstico y selección de las redes medición de Radiación Global
65/46 160/105/96** Se revisó la información utilizada en la
edición del atlas 2005
340/237
Estaciones utilizadas en el
atlas
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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)
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
PROMEDIOS HORARIOS
Estación UTM (Santa Marta)
Evaluación de información horaria y diaria de PIRANÓMETROS
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Evaluación de información horaria y diaria de PIRANÓMETROS
PROMEDIOS MENSUALES
Estación Tibaitatá (Mosquera)
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Estación
Tibaitatá
(Mosquera)
Evaluación de información horaria y diaria de PIRANÓMETROS
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Diagnóstico y selección de las redes medición de Radiación Global
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.
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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.
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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)
Mapas: promedio anual y mensual de radiación global
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Mapas: promedio anual y mensual de radiación global
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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Atlas para edición en PDF 2017
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Atlas para edición en PDF 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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Calibraciones de sensores de radiación global
Talleres de Calibración
Bogotá 2012 Cartagena 2013 Santa Marta 2014
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
Calibraciones de sensores de radiación global
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA 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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
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
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL
GESTIÓN DEL DATO EN EL TEMA DE RADIACIÓN GLOBAL