TECNOLOGÍA: Método para predecir el rendimiento de los paneles solares en grandes instalaciones
La producción de los sistemas de energía solar equipados con paneles fotovoltaicos depende en gran medida de la cubierta nubosa. Si bien el pronóstico meteorológico puede utilizarse para predecir la cantidad de luz solar que llega a los paneles solares terrestres, la cubierta de nubes suele caracterizarse en términos simples, como nublado, parcialmente nublado o despejado. Esto no proporciona información precisa para estimar la cantidad de luz solar disponible para las plantas de energía solar.
En la revista Journal of Renewable and Sustainable Energy, de la editorial AIP, se ha informado de un nuevo método para estimar las propiedades ópticas de las nubes utilizando datos de satélites recientemente lanzados. Esta nueva técnica se conoce como Estimación de las Propiedades Ópticas de las Nubes Espectrales, o SCOPE, por sus siglas en inglés.
En 2016, la NASA comenzó a lanzar una nueva generación de satélites geoestacionarios operacionales del medio ambiente, la serie GOES-R. Estos satélites ocupan posiciones fijas sobre la superficie terrestre. Cada uno está equipado con varios instrumentos sofisticados, incluyendo el Advanced Baseline Imager, o ABI, que puede detectar el afloramiento de radiación terrestre en longitudes de onda específicas.
El método SCOPE estima tres propiedades de las nubes que determinan la cantidad de luz solar que llega a la superficie de la Tierra. La primera, la altura de la cima de la nube, es la altitud correspondiente a la parte superior de cada nube. La segunda, el espesor de la nube, es simplemente la diferencia de altitud entre la parte superior e inferior de una nube. La tercera propiedad es la profundidad óptica de la nube, una medida de cómo una nube modifica la luz que pasa a través de ella.
Las nubes son, esencialmente, masas flotantes de agua condensada. El agua toma múltiples formas, como gotas líquidas o cristales de hielo de diversos tamaños. Estas diferentes formas de agua absorben la luz en diferentes cantidades, afectando a la profundidad óptica de una nube.
La cantidad de luz absorbida también depende de la longitud de onda de la luz. La absorción es especialmente variable para la luz en el rango infrarrojo más amplio del espectro, pero no tanto para la luz en el rango visible, más estrecho.
El método SCOPE estima simultáneamente el espesor de las nubes, la altura superior y la profundidad óptica acoplando los datos de los sensores ABI de los satélites GOES-R a un modelo atmosférico. Otras dos entradas de datos al modelo proceden de estaciones meteorológicas terrestres: la temperatura ambiente y la humedad relativa en el suelo. Estas se utilizan para ajustar la temperatura y los perfiles verticales de concentración de gas en el modelo.
La precisión de las propiedades ópticas estimadas de las nubes se evaluó utilizando un año de datos a partir de 2018 para las mediciones realizadas en siete lugares terrestres de los Estados Unidos durante la noche y el día, en todo tipo de clima, y para una amplia cobertura espacial a intervalos de 5 minutos.
«SCOPE puede ser usado tanto de día como de noche con una precisión fiable», dijo el co-autor Carlos F.M. Coimbra. «Debido a su salida de alta frecuencia durante el día, SCOPE es especialmente adecuado para proporcionar estimaciones precisas en tiempo real de las propiedades ópticas de las nubes para aplicaciones de predicción solar». El resultado es que obtendremos información muy valiosa sobre la disponibilidad de luz solar alcanzando en cada momento a los sistemas de paneles solares, permitiendo calcular su rendimiento. (Fuente: NCYT Amazings)
