Cielo Claro y Rad. difusa

Título
Modelos para radiación solar
Modelado de irradiancia solar en ausencia de nubes
Modelo ESRA
Separación componentes directa y difusa
Modelos de transporte de irradiancia a plano inclinado
Componentes RS en cielo claro
medidas estación LE (2015)
dia parcialmente nublado,
verano
día claro, con nubes aisladas,
otoño
Título
medidas estación LE (2015)
día nublado, otoño
cielo claro, otoño
como podemos modelar esto?
Título
comparación de 3 modelos de cielo claro contra datos de tierra en Uruguay
Ref. A. Laguarda. Proyecto final; curso Fund. Energía Solar 2014.
El modelo ESRA tiene el mejor desempeño.
Actualmente, rRMSD = 4 % contra datos de tierra usando turbidez optimizada.
ESRA = European Solar Radiation Atlas http://www.soda-is.com/esra/
Rigollier C., Bauer O., Wald L., 2000. On the clear sky model of the 4th European Solar Radiation Atlas with
respect to the Heliosat method. Solar Energy, 68(1), 33-48.
Título
Ley de Bouger-Lambert-Beer (BLB)
Atenuación exponencial de un haz en un medio absorbente
Supone que la atenuación es proporcional a la densidad de partículas n,
y a la intensidad del haz
s
ds
n = densidad en partículas/volumen
k = coeficiente de extinción o sección eficaz, en m2
En el caso de interés, la concentración no es uniforme y n=n(z)
además, el camino es oblicuo con
TOA
la irradiancia directa (espectral) en superficie es
donde
es el coeficiente de extinción (espectral)
masa de aire
y m es la masa de aire.
Al integrar la irradiancia espectral para tener la irradiancia directa se requieren suposiciones adicionales.
Título
Modelo ESRA (Rigollier et al, 2000)
DNI
Gcs = 1367 W/m2
constante solar
factor orbital, N día juliano 1,2,3, ... 365
m = masa de aire, con correcciones por refracción (ver artículo)
espesor óptico de Rayleigh, depende solo de m (ver artículo)
TL
coeficiente de Turbidez de Linke (a m=2). Único parámetro del modelo.
Representa el número de atmósferas limpias y secas (atmósfera de Rayleigh) equivalente a la atmósfera real.
Esta bien caracterizado para Uruguay.
La irradiancia global sobre plano horizontal (GHI) requiere conocer, además, la irradiancia difusa,
Título
Modelo ESRA (Rigollier et al, 2000)
Se puede calcular Gh conociendo el ángulo cenital
(geométrico) y la turbidez Linke TL (varía poco)
parametrización de la componente difusa
transmitancia difusa en el zenit
(ver artículo)
función de corrección angular (ver artículo)
es posible "medir" TL usando datos de GHI
horaria y métodos de minimización.
Laguarda, Abal; ÍNDICE DE TURBIDEZ DE LINKE
A PARTIR DE IRRADIACIÓN SOLAR GLOBAL
EN EL URUGUAY, presentado a ASADES 2016.
existe un ciclo anual bien marcado.
TL = 2.6 en invierno (atm mas limpia)
TL = 4.5 en verano (mas aerosoles)
Título
Turbidez Linke para Uruguay (10 estaciones de medida)
Indicadores modelo ESRA con estos parámetros:
RMSD = 4.5 % de la media
MBD = -0.4 %
Laguarda, Abal; ÍNDICE DE TURBIDEZ DE LINKE
A PARTIR DE IRRADIACIÓN SOLAR GLOBAL
EN EL URUGUAY, presentado a ASADES 2016.
Título
Título
Normalización - índice de claridad
datos de GHI diaria (D01), Estación TT, 2013 http://les.edu.uy/datos/sgd
marcada componente estacional
lo mismo sucede con datos horarios
o minutales.
0.8 H0h
Estanzuela, Colonia, serie diaria (1971),
Memoria Técnica del Mapa Solar del Uruguay, Abal et al. , les.edu.uy
serie normalizada - indice de claridad diario
Título
Indice de claridad: irradiación (o irradiancia) sobre plano
horizontal, como fracción de la correspondiente irradiación
(o irradiancia) extraterrestre (TOA) sobre el mismo plano.
Instantáneo:
horario:
diario:
promedio mensual diario
Tambien se define la fracción difusa como la fracción
de irradiancia global que es difusa :
Título
Existe una correlación entre fd y k t
Datos a nivel horario normalizados de 5 estaciones (40000+ horas)
cielo cubierto
cielo claro
nube gris: datos sin filtrado
nube negra: datos que pasan 7 filtros de calidad.
Statistical models for diffuse irradiation:
performance in southern latitudes, G. Abal et al.
enviado a Solar Energy (Julio 2016)
disponible en les.edu.uy
Título
Modelos simples: fd = f(kt)
OH1 = Orgill y Hollands
EKD = Erbs, Klein, Duffie
BSL = Boland, S nad Lauret
RA1 = Ruz-Arias et al.
Se implementaron, ajustaron y
evaluaron 10 modelos horarios
para fracción difusa contra datos
de tierra en Uruguay.
- - - modelo original
____ modelo ajustado
Título
Modelos multivariable para fracción difusa
Ridley, Boland, Lauret
Starkveit y Olsen
Ruiz-Arias et al.
Estos son los mejores modelos.
Ajustados localmente, permiten estimar fracción difusa horaria con rRMSD de 18 % y sesgo despreciable.
El modelo de Ruiz-Arias (doble exponencial)
es el más sencillo de implementar
Título
coeficientes
el modelo global de RA2 localmente ajustado
tiene como indicadores:
rRMSD = 19.5 %
rMBD = -2.2 %
el modelo RA2 original tiene indicadores:
rRMSD = 21.8 %
rMBD = -4.5 %
desvío cuadrático medio
desvío promedio (sesgo)