Estimación de la generación eléctrica fotovoltaica utilizando modelos empíricos para la predicción del recurso solar

Abstract

La producción de energía eléctrica mediante el uso de fuentes renovables en los recientes años ha tenido un auge debido a las ventajas que ofrecen. Una de ellas es el aprovechamiento de la energía solar con tecnología fotovoltaica. En estos sistemas es indispensable conocer el recurso para el dimensionamiento y aún más para la estimación de la generación eléctrica, pero conocerlo puede ser una limitación, debido a que las mediciones provenientes de un piranómetro no son tan accesibles, por ser un equipo de constante mantenimiento y alto costo. En Ecuador se encuentran desplegadas estaciones meteorológicas que miden este parámetro, pero la información detallada no es pública. Además, no hay la disponibilidad de estas en cada lugar del país. Existen modelos empíricos que usan otros parámetros como temperaturas, humedad, etc. para obtener la irradiación solar global con una alta confiabilidad. En el presente trabajo se estimó la generación eléctrica para el planeamiento de una central fotovoltaica, mediante el uso de modelos empíricos que predigan el recurso solar. La metodología consistió en la obtención de históricos de 11 estaciones para el entrenamiento y validación de 13 modelos que son Hargreaves y Samani, Hargreaves, Hargreaves (1985), Annadale, Chen, Bristow y Campbell, Goodin, Meza y Varas, Alsamamra, Donatelli y Campbell, Weiss, Almorox, y Ratkowsky. De los cuales se obtuvo coeficientes calibrados usados en la predicción de la irradiación, recurso que se utilizó como variable de entrada en un panel y un sistema. Donde se obtuvo la energía eléctrica estimada diaria, en base a los parámetros de la instalación y la tecnología fotovoltaica. Finalmente, esta metodología obtuvo buenos resultados luego de una evaluación estadística con una muestra de 150 días aleatorios, que mostraron lo siguiente un RMSE=9.48, un ME=-1.07, un MAE=7.68 y un R2=0.85.