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Comparativa y análisis de variabilidad espacial entre medidas de radiación solar terrestre (SIAR) y satelital (CM-SAF)


Fernando Antoñanzas Torres, Federico Cañizares Jover, Rafael Morales Cabrera y Manuel Ojeda Fernández (Escuela de Organización Industrial)
Oscar Perpiñán Lamigueiro (Universidad Politécnica de Madrid)


El objetivo de este trabajo es el análisis comparativo de dos fuentes de irradiación solar para el territorio peninsular español, siguiendo la iniciativa de estudios previos para otras regiones. La primera de estas fuentes corresponde a medidas de irradiación global diaria en el plano horizontal realizadas por los piranómetros de la red de estaciones meteorológicas del Sistema de Información Agroclimática del Regadío (SIAR), perteneciente al Ministerio de Medio Ambiente, Rural y Marino. Esta red está compuesta por más de 360 estaciones ubicadas en once Comunidades Autónomas de la España peninsular. La otra fuente de comparación es un conjunto de imágenes de satélite proporcionadas por la iniciativa denominada ``The Satellite Application Facility on Climate Monitoring'' (CM-SAF).

El análisis, llevado a cabo en R, emplea diferentes paquetes: solaR para el cálculo de geometría solar, irradiación global en el plano horizontal y efectiva en el plano inclinado; raster y rasterVis para la lectura, manipulación y visualización de imágenes raster; gstat y sp para los métodos de interpolación geoestadística. El primer paso es realizar un mapa del promedio anual de la irradiación global diaria en el plano horizontal de los datos de CMSAF. Será este mapa el que se compare con las estaciones meteorológicas (sin interpolar) y con el mapa obtenido de la interpolación de las estaciones terrestres, distribuidas de manera no uniforme. Se aplican técnicas no estadísticas como el Inverse Distance Weighted (IDW) y el ajuste por superficie que ofrecen aproximaciones groseras. Se ensayan también técnicas de análisis estadístico como el Ordinary Kriging, solución poco fiable en aquellos emplazamientos con poca densidad de estaciones. Finalmente, se opta por el método de kriging with external drift, empleando la irradiación anual según CMSAF como variable externa.

Este procedimiento se aplica tanto para la estimación de irradiación global en el plano horizontal, como para la irradiación efectiva en un sistema fotovoltaico fijo, en un sistema con un eje de seguimiento y en un sistema con doble eje de seguimiento.


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