Manual de mejores prácticas sobre recopilación y uso de datos solares para aplicaciones de energía solar. III Edición.
Los desarrolladores de proyectos deben tener datos confiables sobre el recurso solar disponible en ubicaciones específicas, incluidas las tendencias históricas con variabilidad estacional, diaria, horaria.. para predecir el rendimiento de una planta
A medida que el mundo busca fuentes libres de carbono para satisfacer la demanda de energía asociada con el calor, la energía eléctrica y el transporte, la energía del sol se destaca como el recurso energético más abundante de la Tierra. Aprovechar esta energía es el desafío y la oportunidad para lograr un suministro de energía libre de carbono para 2050, cumpliendo así con el objetivo de 1,5 ° C establecido por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático y recomendado en el Acuerdo de París de 2015 [1]. Reducir las emisiones de dióxido de carbono por unidad de energía y acceder rápidamente al enorme potencial de la energía solar tendrá el mayor impacto en el logro del objetivo de 1,5 ° C.
La energía fotovoltaica, la calefacción y refrigeración solar y la energía solar de concentración (CSP) son las formas principales de aplicaciones energéticas que utilizan la luz solar. Estos sistemas de energía solar utilizan diferentes tecnologías, recolectan diferentes fracciones del recurso solar y tienen diferentes requisitos de ubicación y capacidades de producción. Se requiere información confiable sobre el recurso solar para cada tipología de aplicación de la energía solar. Esto resulta tan válido para pequeñas instalaciones en un tejado, como para grandes plantas de energía solar; sin embargo, la información sobre los recursos solares es de especial interés en el último caso porque dichos proyectos requieren una inversión sustancial, que a veces supera los mil millones de dólares en costos de construcción.
Así, antes de que se puedan emprender tales proyectos, se debe disponer de la mejor información posible sobre la calidad y fiabilidad de la fuente de combustible (es decir, la radiación solar). Es decir, los desarrolladores de proyectos deben contar con datos confiables sobre el recurso solar disponible en ubicaciones específicas, incluidas las tendencias históricas con variabilidad estacional, diaria, horaria y (preferiblemente) subhoraria para predecir el rendimiento diario y anual de una planta de energía propuesta. Sin esta información o sus requisitos de precisión, no es posible realizar un análisis financiero de rentabilidad.
En respuesta a una reunión de destacados desarrolladores de CSP y partes interesadas organizada por el Departamento de Energía de EE.UU. (DOE) en septiembre de 2008, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) produjo un manual para proporcionar las mejores prácticas para el uso de datos de recursos solares, que fue titulado Concentrating Solar Power: Best Practices Handbook for the Collection and Use of Solar Resource Data [2]. El contenido se basó en las experiencias de científicos e ingenieros de la industria, la academia y el DOE para identificar las fuentes, la calidad y los métodos para aplicar datos solares y meteorológicos a proyectos de CSP.
Durante este mismo tiempo, el Programa de Calefacción y Refrigeración Solar (SHC) de la Agencia Internacional de Energía (AIE) estaba organizando tareas sobre la gestión del conocimiento de los recursos solares (Tarea 36, 2005-2011; Tarea 46, 2011-2016). Este trabajo fue seguido por la Tarea 16 del Programa de Sistemas de Energía Fotovoltaica (PVPS) de la IEA (2017-2020). Estas actividades también contribuyeron al programa de Tecnología de Sistemas de Energía Solar y Química (SolarPACES) (Tarea 5).
Estas tareas han reunido a los principales expertos mundiales en meteorología de la energía solar, que coinciden en la necesidad de mantener un documento colectivo para difundir el conocimiento que venía desarrollando a través de estas tareas. De esta forma, se decidió que la combinación de los esfuerzos de los expertos involucrados en las tareas de colaboración de IEA y SolarPACES para aprovechar la información de la versión original del manual de NREL proporcionaría el mejor uso de los recursos y entregaría un manual de excelente calidad a los usuarios. También se decidió que se incorporarían tecnologías solares adicionales, como la fotovoltaica, junto con aspectos adicionales de la meteorología energética que se han vuelto excepcionalmente importantes, como la predicción solar.
Como resultado, apareció una edición revisada del manual bajo el título bajo el título Manual de mejores prácticas para la recopilación y el uso de datos de recursos solares para aplicaciones de energía solar, publicado por NREL en 2015 [3]. La segunda edición del manual se publicó en 2017 como producto final de la Tarea 46 de SHC de la IEA [4]. Una actualización de ese documento concluye el trabajo de la primera fase de la Tarea 16 de la PVPS de la IEA y se presenta aquí como la tercera edición de la manual. Esta edición está disponible en dos formatos diferentes, como informes NREL [5] e IEA PVPS separados.
La industria de la energía solar fotovoltaica se ha desarrollado rápidamente a lo largo de los últimos años sobre la base de la evolución técnica en curso y la reducción de los precios. El tamaño de las instalaciones, así como los niveles de penetración, han crecido enormemente, lo que ha incrementado las necesidades de datos solares precisos para la planificación y operación. Inducido por estas necesidades, se han implementado mejoras significativas en el cuerpo de conocimiento en las áreas de evaluación y pronóstico de recursos solares. Esta tercera edición del manual actualiza y mejora las versiones iniciales y presenta el estado del arte en forma condensada para todos sus usuarios.
En los próximos años, se alcanzará otra etapa de penetración solar: la energía solar no será solo una parte pequeña o creciente de la producción de energía, sino que se convertirá en importante parte de la producción. Este crecimiento aumentará las necesidades de datos de recursos fiables y de alta calidad. Las necesidades de datos para esta industria en crecimiento se resumen en la Figura P-1.
Figura P-1. Requisitos de datos para diferentes fases de proyectos y tamaños de sistemas.
También, la estructura del manual se ha actualizado ligeramente desde las ediciones anteriores.
- Capítulo 1: establece la necesidad de datos de recursos solares confiables y de alta calidad para respaldar la industria en rápido crecimiento,
- Capítulo 2, como antes, proporciona un tutorial básico sobre recursos solares.
- Capítulo 3: presenta una descripción general completa de las mejores prácticas para medir la radiación solar, incluida la información obtenida mediante el trabajo colaborativo completado durante la Tarea 16.
- Capítulo 4: resume las técnicas utilizadas para desarrollar estimaciones de los recursos solares a partir de datos de satélites meteorológicos y predicciones de modelos numéricos.
- Capítulo 5: capítulo nuevo que describe variables meteorológicas adicionales (además de la radiación) que se requieren para un análisis de rendimiento preciso.
- Capítulo 6: describe una lista actualizada de conjuntos de datos de uso común disponibles tanto en el sector público como en el privado,y el
- Capítulo 7: proporciona información importante sobre la incertidumbre de los datos solares medidos y modelados.
- Capítulo 8: proporciona una actualización sobre los desarrollos recientes en la capacidad de pronosticar los recursos solares a lo largo de horizontes temporales que abarcan desde minutos hasta horas y días por delante. Toda esta información conduce al
- Capítulo 9, que proporciona técnicas de aplicación de datos para las diversas etapas del desarrollo del proyecto, desde la prefactibilidad hasta las operaciones de rutina, como se muestra en la Figura P-1.
- Las perspectivas para el trabajo futuro se resumen en el Capítulo 10, que proporciona técnicas de aplicación de datos para las diversas etapas del desarrollo del proyecto, desde la prefactibilidad hasta las operaciones de rutina, como se muestra en la expuesta Figura P-1.
Los desarrolladores de proyectos, empresas de construcción y adquisición de ingeniería, las empresas de servicios públicos, los operadores de sistemas, proveedores de energía, inversores financieros, las organizaciones involucradas en la planificación y gestión de programas de investigación solar y otras personas involucradas en la planificación y el desarrollo de sistemas de energía solar deben encontrar este manual como valioso recurso para la recopilación e interpretación de datos sobre recursos solares.
Se anima a los lectores a proporcionar comentarios a los autores para futuras revisiones y una expansión del alcance y el contenido del manual.
[1] Véase https://www.ipcc.ch/report/ar4/syr/ .
[2] Véase https://www.nrel.gov/docs/fy10osti/47465.pdf .
[3] Véase https://www.nrel.gov/docs/fy15osti/63112.pdf.
[4] Véase https://www.nrel.gov/docs/fy18osti/68886.pdf .
[5] Véase https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/77635.pdf.
Manual de Mejores Prácticas. III Edición
Traducción de la Nota de Prensa AIE realizada por la Redacción de SueloSolar.com