Guía del usuario. Elaborado por:

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1 Guía del usuario Elaborado por:

2 Elaborado por: Alejandra Molina Monje Departamento de Geofísica Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas Universidad de Chile ernc@dgf.uchile.cl Octubre, 2014

3 1 Introducción El sitio web del Explorador de Energía Solar posee una amplia gama de herramientas de visualización en línea y extracción de la información sobre el recurso solar en el territorio nacional desde el extremo norte del país hasta los 45 grados de latitud. La información sobre el recurso solar entregada en el explorador corresponde a simulaciones con un modelo numérico basado en datos meteorologicos de reanálisis, un modelo de topografía de alta resolución y datos satelitales de nubosidad. Más información sobre el modelo de radiación utilizado en el Explorador de Energía Solar y su validación se encuentra en la Documentación del sitio web. 2 Sitio web del Explorador de Energía Solar Al ingresar al sitio del Explorador de Energía Solar el usuario encontrará una capa de colores, sobre un mapa de Google Earth, que representa el promedio anual de la insolación diaria global horizontal. Además, encontrará dos ventanas, el Panel de Control y el Visor, que le permitirán cambiar el contenido del mapa, visualizar en línea resúmenes de la radiación y otros parámetros sobre un sitio específico y descargar reportes y series de tiempo de la información del Explorador de Energía Solar para el sitio seleccionado. En los capítulos siguientes encontrará la explicación detallada de cada herramienta disponible en el sitio web.

4 3 Panel de control En la sección Mapa se puede escoger que variable será desplegada sobre el mapa de Google Earth y elegir el rango de colores del mapa. Importante: Los mapas corresponden al promedio de los años 2011 a 2013, con una resolución espacial de 1 km para las nubes, la topografía del modelo y las sombras. Los datos y gráficos de la Vista Rápida están construidos con la misma base de datos de 3 años. Por lo tanto la información puede diferir de la entregada en los reportes. En la sección Reportes se puede seleccionar un sitio específico para descargar y visualizar información del recurso solar desde el 2004 al 2013, con resolución espacial de 90 metros para la topografía del modelo y las sombras. Además, se puede calcular la generación de un sistema fotovoltaico personalizado, cambiando los datos de la sección Panel PV. Al presionar el botón Generar Reporte se calcularán los valores de radiación global y directa para las distintas configuraciones y el potencial fotovoltaico, considerando las sombras por topografía, para el período 2004 a 2013, con una resolución espacial de 90 metros. Los resultados de estos cálculos se desplegarán en la ventana Visor, donde se podrán descargar los datos, un reporte en formato PDF y se podrán visualizar en línea algunos gráficos de resumen. Los cálculos pueden demorar algunos minutos.

5 La capa de datos desplegada sobre el mapa se puede cambiar presionando los botones en la sección Variable. Las opciones disponibles son: GLB hor : Radiación global horizontal DIR nrm : Radiación directa normal GLB seg : Radiación global en seguimiento DIR seg : Radiación directa en seguimiento GLB inc : Radiación global en plano inclinado, donde la inclinación corresponde a la latitud de cada punto. Dada la gran variabilidad en los valores de radiación a lo largo del país, es útil, cuando se visualiza un área más acotada, cambiar el rango de datos para graficar, de acuerdo a los valores extremos de esa zona en particular. Por defecto el mapa desplegado en el explorador corresponde al promedio anual de la variable. Pero se puede seleccionar un mes específico para desplegar en el mapa utilizando la barra de Intervalo, además se puede volver a graficar el promedio anual con el botón Año Entero. El rango de valores utilizado para graficar el mapa se puede modificar corriendo la barra de Rango de Colores. La barra de abajo mostrará los colores asociados a los valores escogidos y las unidades de la variable graficada. Para generar un reporte se puede seleccionar el sitio de interés haciendo click sobre el mapa o escribiendo las coordenadas latitud y longitud. Opcionalmente se puede escribir un nombre que se utilizará para identificar el reporte de salida, el archivo de datos y la visualización de los datos en el sitio web.

6 Por defecto, la orientación del panel solar que se considera para el cálculo del potencial fotovoltaico tiene una inclinación igual a la latitud del sitio y un acimut igual a cero. Para personalizar la orientación del panel solar se deben modificar los campos Inclinación y Acimut. La inclinación puede tener valores entre 0 y 90 grados. El acimut puede tener valores entre 0 y 360 grados, donde cero corresponde a un panel mirando hacia el norte y el ángulo va aumentando a medida que se gira hacia el este (por ejemplo, Acimut=90, corresponde a un panel mirando hacia el este, Acimut=180 mirando hacia el sur y Acimut=270 mirando hacia el oeste). Las características técnicas del panel solar se pueden personalizar cambiando la Capacidad del sistema que se quiere evaluar, el Factor de Perdidas y la Curva de eficiencia. La curva de eficiencia corresponde a la eficiencia de referencia del panel a una temperatura de 25 C y una velocidad del viento de 1 m/s, para distintos valores de radiación solar incidente. El cálculo de la generación de energía se hará considerando la eficiencia ingresada, corregida por la temperatura y la velocidad del viento en cada tiempo.

7 4 Visor: Vista Rápida La Vista Rápida permite visualizar instantáneamente un resumen de la información de un sitio seleccionado haciendo click en el mapa. Los gráficos y estadísticas mostrados se generan solo para el período de tiempo 2011 a 2013, por lo que puede diferir de la información entregada por los reportes. En las secciones Categoría y Variable a Graficar se pueden seleccionar las variables que se graficarán en la ventana central. Estas pueden ser: radiación global (GLB hor : horizontal; GLB seg : en seguimiento; GLB inc : en plano inclinado), radiación directa (DIR nrm : normal; DIR seg : en seguimiento), generación fotovoltaica (Panel horizontal; Panel en seguimiento; Panel en plano inclinado), frecuencia de nubosidad, frecuencia de sombras, frecuencia de nieve y la meteorología (temperatura y viento). Para todas estas variables existe la opción, en Tipo de gráfico, de mostrar el ciclo anual promedio, que corresponde al promedio para cada mes, el ciclo diario promedio, que corresponde al promedio para cada hora y un gráfico llamado ciclo Anual/Diario que muestra el promedio de cada hora (eje X) para cada mes (eje Y). El botón Exportar permite descargar un archivo en formato Excel con los datos utilizados para generar los gráficos mostrados en la Vista Rápida.

8 En la categoría Resumen se muestra una tabla con la siguiente información: Ubicación del sitio (latitud, longitud y altura). Período de tiempo considerado en la generación de la base de datos mostrada en el visor. Radiación: o Parámetro básicos: Insolación: Promedio anual de la energía acumulada en 24 horas, para la radiación global horizontal y la radiación directa normal. Pérdida por sombras y nubosidad: porcentaje de la radiación después de aplicar algoritmo de nubes y sombras en comparación con la radiación de cielo despejado. o Receptor en seguimiento (HSAT): Insolación: Promedio anual de la energía acumulada en 24 horas sobre un plano con sistema de seguimiento del sol, para la radiación global y directa. Sistema fotovoltaico: o Radiación incidente: Promedio anual de la energía acumulada en 24 horas, para la radiación global sobre un plano con inclinación igual a la latitud del lugar y sobre un plano con sistema de seguimiento del sol. o Producción diaria: Promedio anual de la energía generada en 24 horas. o Producción anual: Energía total generada en un año. Otros datos: Se muestra el rango anual de la temperatura máxima diaria. El promedio anual de la magnitud del viento, la frecuencia anual de nubosidad y la frecuencia anual de nieve en el sitio.

9 Si se escoge una Categoría que tiene varias variables, estas se pueden mostrar u ocultar en el gráfico presionando el nombre de la variable en la parte inferior de la figura. Las variables mostradas quedan con el nombre en color y las variables ocultas quedan con el nombre en gris. Al pasar el mouse sobre la figura se desplegará una pequeña ventana con el valor exacto del dato sobre el que esté el mouse. En el gráfico de sombras los valores corresponden al porcentaje de tiempo con sombras en esa hora y/o mes. Solo se consideran las horas en que el sol estaría sobre el horizonte si la topografía fuese plana.

10 5 Visor: Reportes Al presionar el botón Generar Reporte en el Panel de Control se desplegará en la barra derecha del Visor un recuadro con los archivos vinculados a la simulación de 10 años (2004 a 2013) para el sitio seleccionado, con resolución espacial de 90 metros. Los resultados de la simulación son denominados con el nombre ingresado por el usuario en el Panel de Control. En la sección Productos se encuentran el link para descargar un reporte en formato PDF con gráficos y tablas de resumen de la información generada para los 10 años. Además, se encuentra un link para descargar un archivo de datos en formato CSV con las series de tiempo cada 10 minutos de la radiación (global y directa en las distintas configuraciones), la presencia de nubosidad, la existencia de información satelital para ese tiempo, la temperatura y el viento. Al presionar el botón VINCULAR REPORTE CON VISOR se pueden usar todas las herramientas de visualización de la barra izquierda del visor (ver capítulo Visor), pero ahora la información corresponde a los resultados de la simulación para los 10 años con resolución espacial de 90 metros. Mientras esté activa la vinculación del reporte con el visor no se pueden seleccionar otros puntos del mapa. Para terminar de visualizar los datos de la simulación completa se debe presionar el botón DESVINCULAR REPORTE, a la derecha del Visor.

11 6 Reportes Los reportes en PDF, que se generan al presionar el botón GENERAR REPORTE, contienen la siguiente información, basada en las simulaciones para el sitio seleccionado con una resolución espacial de 90 metros y temporal de 10 minutos para el período 2004 a 2013: Ubicación del sitio: Muestra las coordenadas, altura y un mapa a 90 metros de resolución del entorno del sitio seleccionado. Características del plano inclinado: Se muestran los ángulos de inclinación y azimut del panel fotovoltaico ingresado por el usuario y un esquema de la orientación de éste. Además se muestra la curva de la eficiencia de referencia, sin considerar el efecto de la temperatura y el viento. Resumen de la radiación: Se entregan tablas con información sobre la radiación global y directa en las distintas configuraciones, que muestran los valores de la insolación diaria promedio en el sitio de interés, para cada mes y año. Además, se muestran gráficos de los ciclos diario, anual e interanual de la radiación y figuras en dos dimensiones con el promedio de la radiación para cada hora y mes.

12 Resumen de la potencia solar: Se muestran gráficos del ciclo diario y estacional promedio de la generación de un panel fotovoltaico inclinado según la posición ingresada por el usuario, además de un panel en posición horizontal y un panel con sistema de seguimiento del sol. Además se presentan tablas con los valores de la generación promedio para todos los meses y años. Resumen de la nubosidad: Se presentan gráficos de la frecuencia de nubosidad diurna, mensual y anual, estimada a partir de los datos satelitales. La frecuencia de nubosidad es un número entre 0 y 1, que indica la fracción de tiempo en que el sitio estuvo cubierto por nubes.

13 Efecto de la topografía: Se muestra un gráfico con la duración promedio del día (horas de sol) para cada mes, considerando el efecto de las sombras por la topografía aledaña al sitio. En el mismo gráfico se señalan las horas de salida y puesta del sol con y sin considerar el efecto de las sombras. Además, se muestra en una figura la altura angular del obstáculo más grande en cada dirección alrededor del punto de interés, partiendo desde el norte hacia el este, para los 360 grados. Resumen de la meteorología: Se muestran figuras con el ciclo diario promedio y los promedios mensuales de la temperatura y la magnitud del viento. Estos datos corresponden a los resultados de la simulación con el modelo WRF para el año 2010, con una resolución espacial de 1 kilómetro.