EVALUACIÓN Y PREDICCIÓN DE RECURSOS EN ENERGÍAS RENOVABLES

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1 EVALUACIÓN Y PREDICCIÓN DE RECURSOS EN ENERGÍAS RENOVABLES LUIS F. ZARZALEJO DIVISIÓN ENERGÍAS RENOVABLES DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Mayo 2012

2 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

3 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.

4 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

5 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

6 A. Modelización de la radiación solar Línea A1: Modelos de transmitancia Clear Sky Models (ESRA, Solis, REST, Yang) Polar orbiting Satellite Atmospheric Products 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

7 A. Modelización de la radiación solar Línea A2: Modelos de satélite Modelo global (GSat2Rad) Integración fuentes de datos Validación e incertidumbre Contexto IEA (Solar heating and Cooling and Solar PACES) Task 36 y 46, colaboración con IrSOLaV

8 A. Modelización de la radiación solar Línea A3: Modelos predictivos GFS Reanalysis (SSI, MATCH) ECMWF Reanalysis Ensamble Contexto IEA (Solar heating and Cooling and Solar PACES) Task 36 y 46, colaboración con IrSOLaV, CENER; posibles colaboraciones con Univ. de Jaén

9 1. Líneas de investigación A. Modelización de la radiación solar 1. Modelos de transmitancia 2. Modelos de satélite 3. Modelos predictivos B. Medida 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. Gestión de información georreferenciada

10 B. Medida de la radiación solar 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

11 B. Medida de la radiación solar Línea B1: Instrumentación y medida Configuración y optimización de estaciones de medida para la caracterización de la radiación solar en emplazamientos concretos Ubicación de estaciones Sistemas de adquisición de datos y elementos de comunicación Configuración de estaciones

12 B. Medida de la radiación solar Línea B2: Bases de datos 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

13 B. Medida de la radiación solar Línea B3: Generación y análisis de series 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, ) (5.1) CAMPAÑA DE MEDIDAS EN EL EMPLAZAMIENTO (5.2) VALORES MENSUALES DE REFERENCIA (5.3) GENERACIÓN DE AÑO SOLAR REPRESENTATIVO Secuencia anual completa Varias fuentes de radiación global mensual Una fuente de radiación global y/o directa (>=10 años) ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC (A) Cualificación Campaña de medidas (A) Cualificación Fuente de radiación (B) Secuencia anual que mensualmente se corresponde con los VMR (Concatenación de días) (B) Secuencia anual que mensualmente se corresponde con los VMR (Concatenación de meses)

14 1. Líneas de investigación A. Modelización de la radiación solar 1. Modelos de transmitancia 2. Modelos de satélite 3. Modelos predictivos B. Medida 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. Gestión de información georreferenciada

15 C. Integración y Desarrollo de Aplicaciones Línea C1: Bases de datos Acceso Web a BBDD de estaciones meteorológicas en CEDER Y PSA. Experiencia previa en PSA.

16 C. Integración y Desarrollo de Aplicaciones Línea C2: Gestión de información georreferenciada 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.

17 C. Integración y Desarrollo de Aplicaciones Línea C2: Gestión de información georreferenciada 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. VARIABLE SOLAR FORMANDO PARTE DE LA IDEE

18 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

19 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: Norma IEC: 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.

20 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: DIFUSIÓN: Universidad Nacional de Tucumán (Argentina). (En trámite) Elaboración de aplicaciones Web de acceso a datos georeferenciados: bases de datos y geoportales. Página Web del Grupo: quienes somos, documentación, bibliografía, links, cursos.

21 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 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 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)

22 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 ingresos CIEMAT. (En trámite) AECID: elaboración del Mapa Solar de Vietnam años. Comienzo junio Misión en febrero. (En trámite) Proyectos al Plan Nacional de I+D+i ( ) (En evaluación): ASR - Validación de la nueva normativa sobre generación de ASR. AMURE - Participación española en el Atlas Mundial de Energías Renovables.

23 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN GRUPO DE RADIACIÓN SOLAR GRUPO DE RECURSOS EÓLICOS 1. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Control de calidad Mejora modelos dinámicos Mapas recurso eólico Acoplamiento de modelos Predicción recurso eólico 2. ACTIVIDADES Y PROYECTOS gtiger

24 Grupo de Recursos Eólicos 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.

25 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN GRUPO DE RADIACIÓN SOLAR GRUPO DE RECURSOS EÓLICOS 1. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Control de calidad Mejora modelos dinámicos Mapas recurso eólico Acoplamiento de modelos Predicción recurso eólico 2. ACTIVIDADES Y PROYECTOS gtiger

26 1. Líneas de investigación 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

27 A. Control Calidad Línea A1: Off-line Desarrollo / aplicación de una metodología propia de validación de la información de estaciones remotas ( Series históricas ).

28 A. Control Calidad Línea A2: On-line Desarrollo / aplicación de metodologías de validación de la información de estaciones remotas (TIEMPO ~REAL).

29 1. Líneas de investigación 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

30 B. Mejora de los modelos dinámicos Línea B1: Desarrollo de parametrizaciones Desarrollo de parametrizaciones que mejoran la respuesta de los modelos standard. WRFnew

31 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.

32 1. Líneas de investigación 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

33 C. Mapas del recurso eólico Línea C1: Simulación del mapa de viento Generación de mapas de recurso eólico para estudios de microescala

34 C. Mapas del recurso eólico Línea C2: Validación del mapa de viento Validación de resultados: validaciones intra/inter anuales

35 1. Líneas de investigación 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

36 D. Acoplamientos modelos Acoplamiento de modelos (Dinámico + Oceánico + Olas) para aplicaciones offshore.

37 1. Líneas de investigación 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

38 E. Predicción del recurso eólico Línea E: Parques eólicos / SS aislados Predicción de la potencia eólica: Regional para comercialización en el mercado eléctrico Local para autoabastecimiento

39 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN GRUPO DE RADIACIÓN SOLAR GRUPO DE RECURSOS EÓLICOS 1. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Control de calidad Mejora modelos dinámicos Mapas recurso eólico Acoplamiento de modelos Predicción recurso eólico 2. ACTIVIDADES Y PROYECTOS gtiger

40 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 ( ): 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)

41 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN GRUPO DE RADIACIÓN SOLAR GRUPO DE RECURSOS EÓLICOS gtiger 1. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Electrificación rural Generación distribuida Transferencia de conocimiento 2. ACTIVIDADES Y PROYECTOS

42 gtiger (Grupo de Tecnologías de la Información Geográfica y Energías Renovables ) 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.

43 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN GRUPO DE RADIACIÓN SOLAR GRUPO DE RECURSOS EÓLICOS gtiger 1. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Electrificación rural Generación distribuida Transferencia de conocimiento 2. ACTIVIDADES Y PROYECTOS

44 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

45 B. Generación distribuida InterGIS InterGIS: Integración regional de energías renovables para la generación distribuida de electricidad en red

46 CONTENIDO DE LA PRESENTACIÓN GRUPO DE RADIACIÓN SOLAR GRUPO DE RECURSOS EÓLICOS gtiger 1. LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN: Electrificación rural Generación distribuida Transferencia de conocimiento 2. ACTIVIDADES Y PROYECTOS

47 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.

48 2. Proyectos 2012 AECID: elaboración del Mapa Solar de Vietnam años. Comienzo junio Misión en febrero. (En trámite) Asociación Empresarial Fotovoltaica: Acuerdo Marco. Financiación a través de AEF (como aglutinante de los 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)

49 EVALUACIÓN Y PREDICCIÓN DE RECURSOS EN ENERGÍAS RENOVABLES GRACIAS POR SU ATENCIÓN LUIS F. ZARZALEJO DIVISIÓN ENERGÍAS RENOVABLES DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Mayo 2012