Examinando por Materia "Solar radiation"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación de metodologías de interpolación de radiación solar en Colombia
    (Universidad EIA, 2018) Zuluaga Pulgarín, Diana Patricia; González Duque, Daniel
    La estimación de la irradiación en un territorio es un insumo necesario para el desarrollo de proyectos de generación de energía solar. Es importante contar con una buena caracterización del recurso solar que haga eficientes la ubicación y el dimensionamiento de este tipo de instalaciones. Actualmente, la caracterización espacial de la radiación solar en Colombia proviene del Atlas de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia presentado por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM, en el cual se muestran mapas de brillo solar e irradiación global horizontal a escalas mensual y anual para todo el territorio nacional a partir de información medida en tierra, aplicando la técnica de interpolación ponderación por el inverso de la distancia (IDW, por sus siglas en inglés). Aunque IDW es una buena aproximación para estimar campos de radiación, genera patrones circulares anormales en la superficie interpolada alrededor de los puntos de medición y asume que el comportamiento espacial de las variables es únicamente dependiente de la distancia, lo que puede traer consigo algunos problemas. Esto hace indispensable que se evalúen otras metodologías que puedan generar mejores resultados, especialmente en zonas con baja cobertura de estaciones. En este estudio, se evaluaron 42 combinaciones de parámetros asociados a las metodologías de interpolación IDW, splines de plato delgado (TPS, por sus siglas en inglés), kriging ordinario (OK, por sus siglas en inglés) y kriging universal (UK, por sus siglas en inglés), para generar mapas anuales de brillo solar usando información medida en tierra proveniente 276 estaciones, e información derivada de satélite de precipitación acumulada, elevación y flujo de radiación de onda corta. Se seleccionaron nueve combinaciones de parámetros que presentaron los menores errores, para las cuales se generaron mapas anuales de brillo solar. Se implementó el modelo Angström-Prescott para convertir brillo solar en irradiación, generando mapas de irradiación basados en una zonificación climática que divide el país en cuatro regiones con climatología común: Andes, Pacífico, Orinoico-Amazonía y Caribe. La combinación que mejor desempeño mostró usó la metodología de interpolación UK e información secundaria de flujo de radiación de onda corta. Para brillo solar, esta combinación presentó un error medio aritmético (MBE, por sus siglas en inglés) de 0,163 horas, un error cuadrático medio (RMSE, por sus siglas en inglés) de 0,817 horas y un error medio aritmético estandarizado (MBES, por sus siglas en inglés) de 3,5%. Para irradiación, presentó un MBE de 0,146 kWh/m2/día, un RMSE de 0,434 kWh/m2/día y un MBES de 3,4%, arrojando el RMSE más bajo entre las 42 combinaciones evaluadas, y unos mapas que lograron exhibir el comportamiento espacial esperado de las variables e identificar los elementos principales de la orografía colombiana. Adicionalmente, se generaron campos mensuales de brillo solar e irradiación usando la mejor combinación. Los resultados obtenidos permiten aportar herramientas para mejorar las estimaciones en el futuro. Este estudio se constituye como un recurso importante para el desarrollo de proyectos de generación fotovoltaica en Colombia y para poder nutrir el conocimiento del público en general sobre el comportamiento de esta variable.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Modelo para la predicción de la radiación solar a partir de redes neuronales artificiales
    (Universidad EIA, 2013) González Rodríguez, Andrés Felipe; Peña Palacio, Juan Alejandro
    The estimation of the climatic change that occurs in a particular place has always been an important factor for doing outdoor activities. Different methods have been developed to predict future values of climatic variables which can provide information to people and companies, allowing them to organize their activities. The solar radiation is one of these climatic variables and it has become fundamental in multiple circumstances, especially in photovoltaic centers. The project’s goal is to give an approximated value of the solar radiation that impacts the solar vehicles of the World Solar Challenge 2013 in five locations close to the road where the competition occurs; for this to be carried out, a model based in neural networks is analyzed and developed. It also seeks to find the value of the solar radiation at intermediate points of the five mentioned before using space radial functions.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Sistema de Aprovechamiento, Transporte y Control de Energía Térmica Solar
    (Universidad EIA, 2010) Baez Morales, Juan Santiago; Duque Correa, Esteban
    Se diseñó un sistema de aprovechamiento, transporte y control de energía térmica solar, con base en la formación de una teja de barro con geometría parabólica como colector solar. Además se diseñaron los sistemas auxiliares necesarios para el funcionamiento del mismo. Para el desarrollo del sistema de aprovechamiento de energía térmica solar se llevó a cabo una búsqueda y recopilación de información de los principios de funcionamiento de un sistema basado en colectores solares cilíndrico-parabólicos, como también de la metodología y pautas de creación de una teja de barro en Colombia. Se realizó una caracterización física y matemática de las principales variables como geometría, propiedades físicas de los recubrimientos y los materiales utilizados en un sistema de aprovechamiento basado en los colectores solares cilíndrico-parabólicos para la generación de energía térmica solar. Con base en este análisis se realizó un programa de trazado de rayos que permite observar el comportamiento de los rayos solares reflejados en una sección parabólica cuyo ángulo varía respecto a la posición del sol. Conjuntamente se desarrolló el diseño del sistema receptor y circuito calor transportante necesarios para el aprovechamiento solar, y se realizaron los análisis para caracterizar los recubrimientos del colector y el receptor del sistema, con el fin de escoger el mejor de una gama de materiales obtenidos del mercado local, para lo cual fue necesario valerse de pruebas de reflectancia y absorbancia por medio de equipos especializados. Finalmente se integraron todos los diseños realizados y los materiales escogidos para formar el sistema de aprovechamiento, transporte y control de energía térmica solar, propuesto en este trabajo de grado.