Análisis y determinación del potencial solar mediante modelos basados en parámetros climáticos para el distrito de San Mateo, provincia de Huarochirí, Lima – Perú

Abstract

Este trabajo analiza un procedimiento para determinar el potencial solar mediante modelos de estimación de radiación solar basados en parámetros climáticos, aplicándolos a un nivel local donde no se cuenta con registros de medición. El estudio se realizó en el distrito de San Mateo, provincia de Huarochirí, en la sierra de la región Lima, Perú. Se propuso la utilización de tres modelos de estimación como alternativas de cálculo basados en la temperatura del aire, ya que esta variable se mide en la gran mayoría de estaciones automáticas. El uso de estos modelos responde a la relación que guarda la temperatura con la radiación y su práctica aplicación incluyendo la atenuación por efectos atmosféricos. Los modelos utilizados fueron Bristow-Campbell, Hargreaves-Samani y Annandale, de los cuales se seleccionó el modelo Bristow-Campbell el cual mostró mejores resultados a comparación de sus semejantes, obteniendo un R2 de 0.818, RMSE de 1.14, MBE de 0.06 a diferencia de los R 2 de 0.921 y 0.921, RMSE de 1.27 y 1.27, MBE de -0.52 y -0.52 de Hargreaves-Samani y Annandale respectivamente. Para desarrollar los modelos se registró una serie temporal de 10 meses de una estación meteorológica automática propia, complementando la información con un registro de 9 años de data histórica extraídos de la aplicación gratuita de la NASA (POWER) para los puntos auxiliares de medición ubicados en todo el distrito. Se validaron los datos de la NASA correlacionándolos con los datos obtenidos en tierra dando resultados aceptables para su aplicación. Esto permitió generar una malla de registro de datos con los puntos de medición para así realizar la simulación en el software libre QGIS y obtener los mapas de distribución de la radiación. La radiación promedio anual fue de 5.26 kWh/m2 día, lo que resultó altamente rentable. Se considera que la metodología desarrollada en esta investigación es aplicable para estimar la distribución de la radiación solar incidente a nivel local, considerando siempre las condiciones del área de estudio. Los valores de radiación solar global producidos en esta tesis se pueden utilizar en el diseño y cálculo del rendimiento de las aplicaciones solares para el distrito de San Mateo.