EVALUACIÓN Y PREDICCIÓN DE RECURSOS EN ENERGÍAS … · Las actividades desarrolladas se engloban...

EVALUACIÓN Y PREDICCIÓN DE RECURSOS EN ENERGÍAS RENOVABLES

LUIS F. ZARZALEJO

DIVISIÓN ENERGÍAS RENOVABLES

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA

Mayo 2012

EVALUACIÓN / PREDICCIÓN DE RECURSOS EN ENERGÍAS RENOVABLES

CAPACIDADES DE INVESTIGACIÓN PÚBLICA EN LA COMUNIDAD DE MADRID. GENERA 2012.

CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN

GRUPO DE RADIACIÓN SOLAR

1. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN:

• Modelización de la radiación solar.

• Medida de radiación solar.

• Integración y D. AA.

2. ACTIVIDADES Y PROYECTOS

GRUPO DE RECURSOS EÓLICOS

gTIGER



Grupo de Radiación Solar

Grupo de trabajo dedicado a la caracterización de la radiación solar en

la superficie de la Tierra con más de 15 años de experiencia.

Las actividades desarrolladas se engloban en cuatro líneas de

actuación:

• Desarrollo/implementación modelos para la estimación de las

componentes de la radiación solar.

• Optimización de metodologías de medida y evaluación del

comportamiento de la radiación solar.

• Desarrollo de aplicaciones que permitan el acceso y visualización

de los resultados de la caracterización de la radiación solar.

• Realización de actividades de formación relacionada con la

radiación solar y difusión de los resultados de investigación.











gTIGER



1. Líneas de investigación

A. Modelización de la radiación solar

1. Modelos de transmitancia

2. Modelos de satélite

3. Modelos predictivos

B. Medidas de la radiación solar

1. Instrumentación y medida

2. Bases de datos

3. Generación y análisis de series

C. Integración y desarrollo de aplicaciones

1. Acceso on line a datos de estaciones.

2. Inclusión de información georreferenciada




Línea A1: Modelos de transmitancia

Polar orbiting Satellite Atmospheric Products

Clear Sky Models (ESRA, Solis, REST, Yang)

Spectral Models (SMARTS)

RTM Models (LibRadTran, SBDart)

Contexto

Colaboración con Universidades (UPNA), Colaboración con C. Gueymard (Solar Consulting Systems), Apoyo a la línea de modelos de satélite, colaboración con IrSOLaV



Contexto

IEA (Solar heating and Cooling and Solar PACES) Task 36 y 46, colaboración con IrSOLaV

Modelo global (GSat2Rad)

Integración fuentes de datos

Validación e incertidumbre


Línea A2: Modelos de satélite



Contexto

IEA (Solar heating and Cooling and Solar PACES) Task 36 y 46, colaboración con IrSOLaV, CENER; posibles colaboraciones con Univ. de Jaén

GFS Reanalysis (SSI, MATCH)

ECMWF Reanalysis

Ensamble


Línea A3: Modelos predictivos








B. Medida de la radiación solar


2. Bases de datos




2. Gestión de información georreferenciada




Línea B1: Instrumentación y medida

Estudios y proyectos relacionados con la elección, modificación, diseño o

calibración de instrumentos de medida de la radiación solar

Principios de medida instrumental

Piranómetros

Pirheliómetros

Seguidores solares

Espectrorradiómetros



Configuración y optimización de estaciones de

medida para la caracterización de la radiación solar

en emplazamientos concretos


Línea B1: Instrumentación y medida

Ubicación de estaciones

Sistemas de adquisición de datos y elementos

de comunicación

Configuración de estaciones



Capacidades específicas de almacenamiento y acceso a la información registrada en las estaciones (independencia de las aplicaciones en entorno Web polivalentes y multiusuario, de la línea de investigación C).

Diseño y alimentación

Mantenimiento

Explotación


Línea B2: Bases de datos



Tratamiento de datos de radiación solar, desde el control de calidad de los registros hasta la generación de series representativas (horarias, diarias, mensuales, anuales) y el análisis de las mismas (funciones de probabilidad, tendencias, …)


Línea B3: Generación y análisis de series

ENE

FEB

MAR

ABR

MAY

JUN

JUL

AGO

SEP

OCT

NOV

DIC

(B)Secuencia anual

que mensualmente se corresponde

con los VMR(Concatenación de meses)

(B)Secuencia anual

que mensualmente se corresponde

con los VMR(Concatenación de días)

Varias fuentes de radiación global mensual

(A)Cualificación

Campaña de medidas

(5.1)CAMPAÑA DE MEDIDAS EN EL EMPLAZAMIENTO

(5.3)GENERACIÓN DE

AÑO SOLAR REPRESENTATIVO

(5.2)VALORES

MENSUALES DE REFERENCIA

2009 2 1 0 0 02009 2 1 0 10 0……..2008 4 8 12 30 8502008 4 8 12 10 875……..2011 10 8 12 30 8602011 10 8 12 10 575

Secuencia anual completa

Una fuente de radiaciónglobal y/o directa (>=10 años)

(A)Cualificación

Fuente de radiación

5.3.1

5.3.2

5.2.1

5.2.1










2. Bases de datos




2. Gestión de información georreferenciada



Acceso Web a BBDD de estaciones

meteorológicas en CEDER Y PSA.

Experiencia previa en PSA.

C. Integración y Desarrollo de Aplicaciones

Línea C1: Bases de datos



Generamos información georreferenciada.

Identificación de los SIG como un software (ArcGis,

Grass, gvSig) instalado en un ordenador y manejado

por expertos.

Colaboración gTIGER.

Ahora la información geográfica se ha generalizado:

SU MANEJO ESTÁ CENTRADO EN EL USUARIO.


Línea C2: Gestión de información georreferenciada



VARIABLE SOLAR FORMANDO PARTE DE LA IDEE

Nueva Cartografía en 2005: gratuíta, consulta ágil y

cobertura mundial (GoogleMaps y GoogleEarth)

Organismos públicos liberan datos geográficos a

través de Web Map Services (OGC), conformando

Infraestructura de datos espaciales, siguiendo

directiva europea INSPIRE, facilitando la

INTEROPERABILIDAD.


Línea C2: Gestión de información georreferenciada











gTIGER



2. Actividades

NORMALIZACIÓN. AENOR: Coordinación y participación en la redacción de la

norma “Generación de año solar representativo para simulación de producción de

centrales termosolares”. Norma española: 2012. Norma IEC: 2012-2013.

REDES INTERNACIONALES. BSRN: Gestión de la instrumentación, gestión de

los datos, desarrollo de página Web de acceso a los datos.

• Estación Radiométrica del CEDER.

• Estación Radiométrica de la PSA.

COMITÉS INTERNACIONALES. Agencia Internacional de la Energía (IEA).

Participación activa en los Agreements:

• Solar Heating and Cooling (SHC).

• Solar Paces.



2. Actividades

PROPUESTAS INTERNACIONALES:

• Mapas mundiales de radiación solar y viento. MEF. Interlocutor Ministerio.

Coordinación CENER.

• Plan Solar del Mediterráneo. Presencia a través de Internacional de CIEMAT.

Disponibilidad de colaboración en los temas técnicos.

• Acuerdos Marcos con Instituciones de América del sur:

Universidad Nacional de Tucumán (Argentina). (En trámite)

DIFUSIÓN:

• Elaboración de aplicaciones Web de acceso a datos georeferenciados: bases

de datos y geoportales.

• Página Web del Grupo: quienes somos, documentación, bibliografía, links,

cursos.



2. Proyectos 2012

WIRE COST: Weather inteligent for renewable energies. Acción COST que

sufraga los gastos asociados. 40 partners. Duración 4 años, hasta verano de

2014. Colaboración con eólica e integración en red.

Predicción de la radiación solar

• Propuesta de ensamblaje de distintos sistemas de predicción. Acuerdo

específico de colaboración CIEMAT – CENER - IrSOLaV.

Asociación Empresarial Fotovoltaica:

• Acuerdo Marco. Financiación a través de AEF (como aglutinante de los

55.000 asociados).

• Acuerdo Específico Mapa de Recurso Fotovoltaico. Firma primeros de año.

Periodo (Ene-jun2012).

• Acuerdo Específico Garantías de Recurso Solar. Firma verano. Periodo

(julio 2011-agosto 2012). (En trámite)



2. Proyectos 2012

Master Energía Solar Térmica.

• Junto con la Universidad de Murcia. Master oficial a distancia. (En trámite)

Proyecto Bolivia. Estandarización y publicación de información meteorológica de

Bolivia:

• Mapa de radiación solar y TMYs. 2 años. Alcance: dirección técnica.

Presupuesto 340.000€. 36.000 ingresos CIEMAT. (En trámite)

AECID: elaboración del Mapa Solar de Vietnam.

• 300.000 €. 2 años. Comienzo junio 2012. Misión en febrero. (En trámite)

Proyectos al Plan Nacional de I+D+i (2008-2001) (En evaluación):

• ASR - Validación de la nueva normativa sobre generación de ASR.

• AMURE - Participación española en el Atlas Mundial de Energías Renovables.







• Control de calidad

• Mejora modelos dinámicos

• Mapas recurso eólico

• Acoplamiento de modelos

• Predicción recurso eólico


gTIGER



Grupo dedicado a la evaluación y predicción del recurso eólico con

más de 15 años de experiencia.

Las actividades desarrolladas se engloban en cinco líneas de

actuación:

• Control calidad de datos.

• Desarrollo de nuevas parametrizaciones de los modelos

dinámicos que describan el comportamiento del viento en terreno

complejo de forma más realista.

• Desarrollo de aplicaciones que permitan el acceso y visualización

de los resultados de la evaluación del recurso eólico.

• Estudio del acoplamiento de modelos: Dinámico+Oceánico+Olas.

• Predicción del Recurso eólico para su aplicación en parques

eólicos y en sistemas aislados.

Grupo de Recursos Eólicos













gTIGER




A. Control de calidad

1. Off-line

2. On-line

B. Mejora de modelos dinámicos

1. Desarrollo de parametrizaciones

2. Estudios de potencia eólica

C. Mapas de recurso eólico

1. Simulación de mapas de viento

2. Validación resultados

D. Acoplamiento de modelos

E. Predicción del recurso eólico

1. Parques eólicos

2. Sistemas aislados



A. Control Calidad

Línea A1: Off-line

Desarrollo / aplicación de una metodología

propia de validación de la información de

estaciones remotas (“Series históricas”).



A. Control Calidad

Línea A2: On-line

Desarrollo / aplicación de metodologías de validación de la

información de estaciones remotas (TIEMPO ~REAL).





1. Off-line

2. On-line









1. Parques eólicos




B. Mejora de los modelos dinámicos

Línea B1: Desarrollo de parametrizaciones

WRFnew

Desarrollo de parametrizaciones que mejoran la respuesta de los

modelos standard.



B. Mejora de los modelos dinámicos

Línea B2: Estudio de la Potencia Eólica

Desarrollo de modelos de estimación de la potencia eólica en

función de series históricas de variables meteorológicas.





1. Off-line

2. On-line









1. Parques eólicos




C. Mapas del recurso eólico

Línea C1: Simulación del mapa de viento

Generación de mapas de recurso eólico para estudios de microescala



C. Mapas del recurso eólico

Línea C2: Validación del mapa de viento

Validación de resultados: validaciones intra/inter anuales





1. Off-line

2. On-line









1. Parques eólicos




D. Acoplamientos modelos

Acoplamiento de modelos (Dinámico + Oceánico + Olas) para

aplicaciones offshore.





1. Off-line

2. On-line









1. Parques eólicos





Línea E: Parques eólicos / SS aislados

Predicción de la potencia eólica:

Regional para comercialización en el mercado eléctrico

Local para autoabastecimiento













gTIGER



2. Actividades y Proyectos 2012

Acuerdos Marco:

• National Center of Atmospheric Research (NCAR - USA)

• Universidad Complutense de Madrid: Grupo PALMa

Proyectos del VII Programa Marco: Offshore

• EERA-DTOC: Design of Tools for Offshore wind farm clusters

• KIC-NEPTUNE

Proyectos al Plan Nacional de I+D+i (2008-2001):

• AVAVIP+PLUS: Análisis de la variabilidad/predictibilidad climática regional

del viento y la potencia eólica .

• LATIREL: Interaciones entre la atmósfera y la superficie terrestre a nivel

regional.

• HAREAMAR: Desarrollo de una herramienta de alta resolución para el

análisis y predicción múltiple de energías alternativas en una plataforma

marítima. (En evaluación)






gTIGER


• Electrificación rural

• Generación distribuida

• Transferencia de conocimiento




Con más de 15 años de experiencia, el grupo gTIGER promueve la

aplicación de las Tecnologías de la Información Geográfica (TIG) en

la integración de las Energías Renovables, como una herramienta

para el desarrollo y despegue de estas fuentes, y desde unos

parámetros que combinen la integración multidisciplinar, un

enfoque innovador y una clara vocación de transferencia y difusión

del conocimiento .

Las actividades desarrolladas por gTIGER se engloban en las

siguientes líneas de actuación:

• Electrificación rural.

• Generación distribuida.

• Transferencia de conocimiento.

gTIGER (Grupo de Tecnologías de la Información Geográfica y Energías Renovables )






gTIGER








A. Electrificación rural

IntiGIS

IntiGIS: proyecto cuyo principal objetivo es fomentar la aplicación

de los SIG para la electrificación rural y la implantación de sistemas

aislados con energías renovables



B. Generación distribuida

InterGIS

InterGIS: Integración regional de energías renovables para la

generación distribuida de electricidad en red






gTIGER








2. Actividades

PROPUESTAS INTERNACIONALES:

Mapas mundiales de radiación solar y viento. MEF. Interlocutor Ministerio.

Coordinación CENER.

Acuerdos Marcos con Instituciones de América del sur:

Universidad Politécnica de Chiapas (México).

Universidad Nacional de Colombia.

Universidad Nacional de Mar del Plata (Argentina).

Universidad Nacional de Loja (Ecuador).

Universidad Mayor de San Simón (Bolivia).

DIFUSIÓN:

• Elaboración de aplicaciones de acceso a datos georeferenciados: bases de

datos y geoportales.



2. Proyectos 2012

AECID: elaboración del Mapa Solar de Vietnam.

• 300.000 €. 2 años. Comienzo junio 2012. Misión en febrero. (En trámite)

Asociación Empresarial Fotovoltaica:

• Acuerdo Marco. Financiación a través de AEF (como aglutinante de los

55.000 asociados).

• Acuerdo Específico Mapa de Recurso Fotovoltaico. Firma primeros de año.

Periodo (Ene-jun2012).

• Acuerdo Específico Garantías de Recurso Solar. Firma verano. Periodo

(julio 2011-agosto 2012). (En trámite)

EVALUACIÓN Y PREDICCIÓN DE RECURSOS EN ENERGÍAS RENOVABLES

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

LUIS F. ZARZALEJO

DIVISIÓN ENERGÍAS RENOVABLES

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA

Mayo 2012

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