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3 Bases de datos solares.
3.1 Introducción
El conocimiento de la variación, tanto espacial como temporal, de los
distintos tipos de radiación y condiciones atmosféricas es fundamental en la
predicción y evaluación del potencial de una central solar de concentración. Esta
idea dio lugar a la implantación, por parte de varios organismos y en diferentes
momentos, de estaciones meteorológicas de medida que generan bases de datos de
forma continua durante largos periodos de tiempo.
La información proveniente de las bases de datos solares históricas puede
ser muy útil en la toma de decisiones en centrales térmicas, la elección de la
tecnología de conversión óptima, el diseño de sistemas específicos para
determinadas regiones o zonas y, por último, la correcta operación y
mantenimiento de sistemas de conversión de energía solar ya instalados.
Respecto a la fuente de información de estas bases de datos, las medidas
pueden ser:
• Directas, por medio de piranómetros y pirheliómetros controlados
por programas que registran la información en determinados instantes. Este tipo
de bases de datos dan información certera acerca de la cantidad de radiación en un
determinado punto del planeta, con unos determinados intervalos de tolerancia
especificados por el fabricante de los aparatos de medida.
• Indirectas, por medio de modelos solares basados en variables
atmosféricas diferentes a la radiación, o medidas de satélite. Este tipo de medidas
estiman el potencial de recurso solar en lugares donde actualmente no hay
estaciones de medida solares.
Por otro lado, a parte del tipo de medida, también se puede diferenciar una
base de datos de otra por la frecuencia de las medidas que realiza. Así, hay bases
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de datos que proporcionan únicamente medidas totales diarias (como SOLDAY,
por ejemplo), otras que proporcionan información horaria (NCEP/NCAR), otras
con información cada minuto (es el caso de la BSRN), etc.
A continuación se va a realizar una enumeración de las bases de datos más
representativas existentes sobre el terreno de Estados Unidos, en orden
cronológico[4]. Cabe destacar que los diferentes organismos que se encargan de
esta tarea han hecho los esfuerzos pertinentes para lograr que la información sea
tan útil, robusta y representativa como ha sido posible; sin embargo, la
responsabilidad de utilizar correctamente estos datos y saber interpretarlos
conociendo cómo han sido obtenidos reside únicamente en el usuario.
3.2 Bases de Datos en Estados Unidos.
NCEP / NCAR Global Reanalysis Products
En un principio, el National Center for Environmental Prediction/National
Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR) pretendió que el Reanalysis Project
registrara datos en un periodo de 40 años (1957-1996), aunque finalmente se
amplió y los primeros registros datan de 1948 y ha ido poniéndose al día de forma
continua hasta hoy.
En esta base de datos se registran más de 80 variables, incluyendo
radiación global horizontal, temperatura, humedad relativa y las distintas
componentes del viento. Todas ellas están organizadas en diferentes subgrupos en
el archivo, disponible para miembros registrados (registro accesible al público).
Algunos periodos especiales han sido analizados más de una vez para
proporcionar datos más completos a determinadas investigaciones.
Periodo de registro: 1948 - 2010.
Resolución temporal: 6 horas, en unidades de potencia (W/m2).
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Cobertura espacial: Global.
Resolución espacial: 209 km.
Control de calidad de la información: Sin información.
Estimación de incertidumbres: Sin determinar.
Disponibilidad: University Center for Atmospheric Research, Computational and
Information Systems Laboratory Research Data Archive,
http://dss.ucar.edu/datasets/ds090.0.
Actualizaciones: Mensuales.
SOLMET / ERSATZ
En respuesta a la crisis energética de mediados de 1970 en América, el
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) y el Energy Research
and Development Administration (después se llamó U.S. Department of Energy)
financiaron la “rehabilitación” de la medición de datos solares y meteorológicos
creando la base de datos horarios SOLMET. Esta base de datos proviene de la
mejor información medida por 26 estaciones repartidas por EEUU desde 1951
hasta 1976, controladas por el National Weather Service (NWS).
De forma adicional se creó la base de datos ERSATZ con modelos
matemáticos que estimaban varios parámetros en 222 puntos más.
Las bases de datos SOLMET/ERSATZ se crearon para resolver la necesidad
de la comunidad científica de fuentes de información solar fiables y certeras. Estas
constituyen una de las primeras bases de datos solares en EEUU.
Periodo de registro: Diciembre de 1951 a Diciembre de 1976.
Resolución temporal: Horaria (medidas tomadas al final de la hora solar local).
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Cobertura espacial: EEUU y algunos territorios (ver figura 3.2.1.).
Resolución espacial: 26 estaciones reales de medida y 222 estaciones modeladas.
Elementos de la base de datos y fuentes: radiación extraterrestre, radiación global
horizontal (datos observados en SOLMET y modelados en ERSATZ, corregidos por
ingeniería), radiación directa normal (estimada de la global), minutos de sol, nubes
y condiciones meteorológicas de superficie (temperatura, velocidad del viento,
presión, nieve y condiciones del cielo).
Estimación de incertidumbres: basadas en comparaciones posteriores con
medidas de la red NOAA de 1977 a 1980, la precisión de los datos medios
mensuales de radiación global horizontal y radiación directa normal totales diarios
en SOLMET son, respectivamente, ±7,5% y ±10%. De forma paralela, la precisión
de los mismos en ERSATZ es de ±10% y ±20%.
Disponibilidad: National Climatic Data Center (NCDC), NESDIS, NOAA, U.S.
Department of Commerce, www.ncdc.noaa.gov.
Actualizaciones: hecha pública en 1978, SOLMET/ERSATZ fue reemplazada en
1992 por la base de datos NSRDB de 1961-1990.
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Figura 3.2.1. Estaciones de medida de SOLDAY y SOLMET.
SOLDAY
SOLDAY es el segundo de los proyectos de rehabilitación de bases de datos
completados por NOAA y el Energy Research and Development Administration
(ahora DOE) para disponer de información fiable y que sea consistente con el
Sistema Internacional.
La información sobre radiación global horizontal diaria fue tratada para
eliminar los errores tanto de procedimiento como de instrumentación que fueron
descubiertos y estudiados a posteriori. Aunque se podía haber utilizado la base de
datos SOLMET, pudiendo ser de gran utilidad, no se usó en este caso para evitar
datos redundantes. Los datos diarios que esta base proporciona son integrados de
medidas horarias.
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Al igual que SOLMET, esta base de datos también proporciona una de las
primeras medidas de radiación solar.
Periodo de registro: de Enero de 1952 a Diciembre de 1976.
Resolución temporal: Diaria.
Cobertura espacial: Estados Unidos.
Resolución espacial: 26 estaciones de medida.
Elementos de la base de datos y fuentes: Contabiliza horarios de amanecer y
crepúsculo, radiación extraterrestre (basado en la constante solar, 1377 W/m2),
radiación global horizontal medida por integradores mecánicos y registradores de
curva continua, y cantidades diarias calculadas por recapitulación de valores
horarios, porcentajes de horas de sol, temperatura (máximos y mínimos),
precipitaciones, nevadas, etc. Ninguna de las 26 estaciones de SOLDAY están en la
base de datos horarios de SOLMET.
Control de calidad de datos: El historial individual de cada estación contiene la
información pertinente, haciendo posible la correcta interpretación de los datos.
No se ha usado ningún modelo para completar información deficiente en los casos
en los que hay más de 60 días seguidos sin valores claros correspondientes al
entorno de la hora del mediodía.
Estimación de incertidumbres: Basadas en el conocimiento de características de
medida de Eppley Laboratory, Inc., en los piranómetros modelo 50 y PSP usados
para medir la radiación global horizontal en las estaciones SOLDAY la
incertidumbre está estimada en un ±10%. Los datos medidos por los radiómetros
Model PSP no fueron corregidos en lo que se refiere a la descalibración por
cambios térmicos, ya que se descubrió que esto ocurría con posterioridad.
Disponibilidad: NCDC, NESDIS, NOAA, U.S. Department of Commerce,
www.ncdc.noaa.gov.
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Actualizaciones: hecha pública en 1979, SOLDAY fue reemplazada en 1992 por la
base de datos NSRDB de 1961-1990, al igual que SOLMET.
Typical Meteorological Year (TMY).
Un año meteorológico tipo proporciona un único año de medidas horarias
de radiación y otras medidas meteorológicas que permiten comparar distintos
tipos de sistemas y configuraciones para una o más ubicaciones. Un TMY no es
necesariamente un buen indicador de condiciones del año próximo, o incluso de
los 5 años próximos. Sin embargo, este representa las condiciones supuestamente
típicas que se darán de media en un largo periodo de tiempo, del orden de
magnitud de 30 años. Debido a que el TMY representa condiciones típicas más que
condiciones extremas, ésta información no debe usarse para suponer condiciones
más desfavorables en diseño de sistemas.
El TMY versión 1 es un subconjunto de las medidas horarias de SOLMET y el
modelo ERSATZ estimado para 248 ubicaciones en los Estados Unidos. En general,
los datos de un año meteorológico tipo consisten en meses típicos concadenados
para completar un año con 8760 medidas horarias.
El TMY1 proporciona información horaria sobre radiación directa normal y
radiación global horizontal, aparte de otras variables meteorológicas.
Periodo de medida: Un año representativo de la base de datos SOLMET/ERSATZ de
1952 a 1976.
Resolución temporal: Horaria.
Cobertura espacial: Estados Unidos y algunos territorios (ver figura 3.2.1.).
Resolución espacial: 26 estaciones de medida y 222 estaciones modeladas.
Elementos de la base de datos y fuentes: radiación extraterrestre, radiación global
horizontal (observada en SOLMET o modelada en ERSATZ, revisada por
ingeniería), radiación directa normal (estimada de la global), minutos de sol, nubes
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y condiciones meteorológicas en superficie (temperatura, velocidad del viento,
presión, nieve, visibilidad horizontal, condiciones de cielo, etc.).
Control de calidad de datos: Los datos que faltaban de radiación global fueron
rellenados por medio de modelos (modelo de cielo claro). Toda la información
acerca de la radiación directa normal es calculada a partir de relaciones de
regresión, basándose en la información acerca de radiación global y directa
horarias de cuatro estaciones de medida: Livermore (California), Raleigh (Carolina
del Norte), Maynard (Massachusetts) y Fort Hood (Texas).
Estimación de incertidumbres: Basado en comparaciones con posteriores medidas
de la red NOAA de 1977 a 1980, las cantidades diarias de radiación global y directa
de SOLMET tienen una incertidumbre de un ± 7.5% y ± 10% respectivamente. Del
mismo modo, las mismas para ERSATZ tienen unas precisiones del ± 10% y ± 20%,
respectivamente.
Disponibilidad: NCDC, NESDIS, NOAA, U.S. Department of Commerce,
www.ncdc.noaa.gov/.
Actualizaciones: el TMY se lanzó en 1978. El TMY versión 2 (TMY2) está basado en
medidas de NSRDB de 1961 a 1990 y está disponible desde 1994. El TMY versión 3
(TMY3) está basado en medidas de 1976 a 2005 de NSRDB, y está disponible desde
2008.
1961–1990 National Solar Radiation Database
NREL completó la base de datos NSRDB 1961-1990 en 1992. Esta base de
datos consiste en completos modelos horarios (93%) y medidas (7%) de radiación
solar de 239 puntos de Estados Unidos. Este registro incluye las medidas
meteorológicas asociadas, como la temperatura, humedad, tiempo de cubrimiento
de nubes y visibilidad. Los datos sobre las medidas de radiación solar están
incluidos en NSRD cuando éstas existen en las 52 estaciones NSRDB, pero ninguna
tiene medidas continuas en largos periodos de tiempo. Toda la información sobre
radiación global horizontal se ha modelado utilizando el modelo de radiación solar
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METSTAT. Las medidas de radiación directa normal estaban disponibles ya en las
primeras estaciones; aún así estos datos se modelaron por medio de la
información meteorológica disponible.
La NSRDB contiene sumarios estadísticos procedentes de los datos horarios
del periodo completo de captación de datos de todas las estaciones. Para los datos
de radiación solar, estos estadísticos incluyen la media y las desviaciones típicas
del la energía solar total diaria (radiación directa normal, radiación horizontal
difusa y radiación global horizontal) para cada estación-año-mes y cada estación-
año. Las medias y desviaciones típicas mensuales y anuales desde 1961 a 1990
también están disponibles. Con respecto a los elementos meteorológicos, solo se
han calculado las medias mensuales, anuales y de los 30 años que dura el periodo,
mientras que para los valores horarios se calculan medias y desviaciones típicas
mensuales, anuales y de los 30 años para radiación directa normal, radiación
difusa horizontal y radiación global horizontal. Las medias pueden usarse para
preparar perfiles medios diurnos de energía solar horaria. Los valores horarios
también se cuantifican según la frecuencia con que se dan en intervalos de 50
W·h/m2, de 0 a 1200 W·h/m2, permitiendo la fácil representación en histogramas y
distribuciones de frecuencia acumulada.
Otro estudio que ofrece esta base de datos es el de persistencia, que
consiste en contar el número de veces que una determinada variable solar total
diaria se sitúa por debajo o por encima de un umbral fijado en periodos de 1 a 15
días. Estos cálculos se hicieron para el periodo completo de 1961 a 1990.
Periodo de registro: 1961-1990.
Resolución temporal: horaria.
Cobertura espacial: Estados Unidos, Guam y Puerto Rico (ver figura 3.2.2.).
Resolución espacial: 239 estaciones (56 de ellas contienen menor número de
medidas).
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Elementos de la base de datos y fuentes: datos horarios sobre radiación global
horizontal, radiación directa normal, radiación difusa horizontal, radiación
extraterrestre, extraterrestre normal directa, cubrimiento total del cielo,
cubrimiento opaco del cielo, temperatura de bulbo húmedo, humedad relativa,
presión atmosférica, visibilidad horizontal, velocidad y dirección del viento, tiempo
atmosférico presente, profundidad óptica de aerosoles, total de precipitaciones,
profundidad de nevadas, número de días desde la nevada anterior. Alrededor del
93% de los datos de radiación se modelaron por medio de observaciones con
nubes. La medición de radiación directa normal está disponible en todas las
estaciones.
Control de calidad de la información: Un método automático de procesamiento de
datos fue desarrollado para aportar garantías de calidad en cada medida de
radiación solar horaria y meteorológica. Este método proporciona información
sobre la fuente y el grado de incertidumbre del dato, permitiendo al usuario
evaluar su utilidad. A causa de las dificultades encontradas frecuentemente al
medir radiación solar y el resultante desconocimiento de la calidad de dicha
información, se hizo un gran esfuerzo en desarrollar programas de tratamiento de
datos a posteriori que eliminaran estos errores. Estos análisis fueron
imprescindibles para asegurar que los datos seleccionados para desarrollar el
modelo y otras aplicaciones fueron los de mejor calidad disponible. El análisis
también fue necesario para calcular el grado de precisión de las medidas de
radiación solar. Se desarrolló por lo tanto un software de análisis de calidad (SERI
QC) para solventar estas necesidades (NREL 1993). SERI QC está basado en el
establecimiento de unos límites entre los que deben aceptarse una serie de datos
aceptables. Esto es similar a análisis anteriores de calidad que se hacían por medio
de valores de radiación extraterrestre para fijar el límite superior y la radiación
nula para el límite inferior. SERI QC mejoró la sofisticación de esta aproximación
estableciendo condiciones límite mucho más restrictivas en función de la
localización y el mes de la medida.
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Figura 3.2.2. 239 estaciones originales de 1961-1990 NSRDB y 1454 estaciones en
1991-2005 NSRDB.
Disponibilidad: NCDC, NESDIS, NOAA, U.S. Department of Commerce Renewable
Energy Data Sources en www.ncdc.noaa.gov/oa/reds/index.html.
Sólo los datos solares y documentación son mantenidas por el NREL
Renewable Resource Data Center (RRDC) en
http://rredc.nrel.gov/solar/old_data/nsrdb/1961-1990.
Typical Meteorological Year, Version 2
El TMY2 es la primera actualización del TMY. Este se calcula de la misma
manera, pero tomando como datos de partida aquellos de NSRDB que van desde
1961 a 1990. Tras el triunfo de la versión anterior, la NSRDB intentó mejorarla
por medio de:
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• Mejores modelos para estimar variables (más del 90% de la información
solar en ambas bases de datos proviene de modelo).
• Más medidas, entre las que se incluye la radiación directa normal.
• Mejores métodos de calibrado de instrumentos.
• Rigurosos métodos de estudio de la calidad de los datos.
Una comparación entre la primera y la segunda versión demuestra de forma
clara la mejora conseguida, e incita a continuar mejorando el proyecto con
sucesivas versiones. En un análisis de magnitudes anuales, el 40% de las
estaciones de SOLMET/ERSATZ tenían medidas de radiación global horizontal que
diferían en más de un 5% con respecto al TMY versión 1; algunas estaciones
mostraban diferencias superiores al 18% (Marion y Myers 1992). Con respecto a la
radiación directa normal, el 60% de las estaciones de SOLMET/ERSATZ tenían
errores superiores al 5%; algunas llegaban a contener errores del orden del 33%.
El desacuerdo entre las dos versiones es aún mayor cuando se comparan las
medidas mensuales.
Un análisis de datos de cubrimiento de nubes indicaba pequeñas y
despreciables diferencias entre los dos modelos; como consecuencia, la mayoría de
las diferencias encontradas en las medidas de estas dos versiones eran atribuidas a
diferencias en la calibración de los instrumentos y a los distintos modelos de
radiación utilizados. Debido a las diferencias en las bases de datos de las que estas
dos versiones de año meteorológico tipo provienen, el TMY y el TMY2 difieren.
Para algunas estaciones esta diferencia es menor, pero para otras puede llegar a
ser bastante significante.
Periodo de registro: un año representativo del periodo 1961-1990.
Resolución temporal: horaria.
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Cobertura espacial: Estados Unidos y algunos territorios (ver figura 3.2.1.).
Resolución espacial: 239 estaciones.
Elementos de la base de datos y fuentes: radiación global horizontal, radiación
directa normal, radiación horizontal difusa y radiación extraterrestre horarias,
radiación extraterrestre directa normal, temperatura de bulbo húmedo, humedad
relativa, presión atmosférica, visibilidad horizontal, velocidad y dirección del
viento, tiempo atmosférico actual, agua de precipitaciones, nieve, número de días
desde la última nevada. En torno al 93% de los datos de radiación fueron
modelados a partir de observaciones de nubes. Las medidas de radiación directa
normal están disponibles sólo en las estaciones principales. El formato de los
archivos en el TMY versión 2 es diferente al utilizado en el NSRDB y en la primera
versión de éste.
Control de calidad de la información: La información es completa. Cada medida del
archivo contiene valores para la radiación solar, iluminancia y variables
meteorológicas. Existe un coeficiente de dos cifras ligado a cada medida que nos
indica si dicho valor ha sido medido, modelado o si falta.
Estimación de incertidumbres: El TMY versión 2 se comparó con la base de datos
de 30 años de NSRDB para mostrar diferencias entre el TMY y series temporales de
medidas muy largas para las mismas estaciones. Estas comparaciones se hicieron
en medidas mensuales y anuales para radiación directa normal y radiación global
horizontal, y dieron una buena visión de la representatividad de dicho año
meteorológico tipo con respecto a los 30 años de medidas. En medidas anuales, El
TMY versión 2 se acerca bastante a la base de datos. Sin embargo, las
comparaciones de las variables mensuales indican que estas variables son menos
representativas (ver tabla 3.2.1).
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Tabla 3.2.1.
Disponibilidad: NREL RRDC en http://rredc.nrel.gov/solar/old_data/nsrdb/1961-
1990/tmy2/.
Actualizaciones: el TMY se lanzó en 1978. El TMY versión 2 (TMY2) está basado en
medidas de NSRDB de 1961 a 1990 y está disponible desde 1994. El TMY versión 3
(TMY3) está basado en medidas de 1976 a 2005 de NSRDB, y está disponible desde
2008.
World Meteorological Organization World Radiation Data Center
Fundada en 1962, el Centro Mundial de Datos de Radiación (World Radiation
Data Center) es uno de los centros mundiales de datos reconocidos por la
Organización Mundial Meteorológica (World Meteorological Organization, WMO).
Ubicado en el Observatorio Geofísico Principal de St. Petersburgo, en Rusia, la
WRDC ha agrupado, archivado y publicado datos de radiación solar de estaciones
por todo el mundo, de acuerdo con la resolución 31 del Comité Ejecutivo XVIII de
la WMO, el cual asegura la viabilidad de estos datos para investigaciones de la
comunidad científica internacional. Las medidas de radiación global horizontal
total diaria comprenden la mayoría de los datos de más de 1000 localidades que
han contribuido en este proyecto. Algunas medidas de radiación difusa, duración
de día y balances de radiación están también registradas. La información es
suministrada principalmente por los servicios meteorológicos nacionales de los
países que contribuyen. Algunas medidas horarias están ya disponibles para unas
pocas de estaciones de medida.
Data Element Confidence Interval (kWh/m2 per day)
Monthly Annual
GHI ± 0.20 ± 0.06 ± 0.20 ± 0.06
DNI ± 0.50 ± 0.16 ± 0.50 ± 0.16
Global on tilted surface
(tilt angle = site latitude) ± 0.29 ± 0.09
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Periodo de registro: de 1964 hasta el presente.
Resolución temporal: Medidas totales diarias y algunas horarias para
determinados emplazamientos.
Cobertura espacial: Global (ver figura 3.2.4.).
Resolución espacial: Más de 1000 estaciones de medida.
Elementos de la base de datos y fuentes: Principalmente radiación global
horizontal total diaria, balances de radiación y duración del día, aunque también
hay algunas medidas de radiación directa normal y radiación horizontal difusa.
Algunas medidas horarias están disponibles para determinados sitios.
Control de calidad de la información: En un esfuerzo por disminuir las diferencias
entre los distintos procedimientos de toma y tratamiento de datos llevados a cabo
por las diferentes estaciones, la WRDC tiene unos términos de procesamiento de
datos comunes a todas ellas. Sin embargo, este procedimiento se lleva a cabo sin
tener en cuenta las condiciones meteorológicas existentes en cada lugar en
concreto.
Estimación de incertidumbres: No hay información.
Disponibilidad: http://wrdc-mgo.nrel.gov and http://wrdc.mgo.rssi.ru.
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Figura 3.2.4. Estaciones de medida de la WRDC.
Western Energy Supply and Transmission Associates Solar Monitoring
Network
En los años 70, Southern California Edison propuso a la Asociación de
Abastecimiento y Transmisión del Oeste expandir la toma de medidas de larga
duración hacia fuera del territorio de Southern California Edison en un esfuerzo
para consolidar una importante base de datos solares. Poco tiempo después, la Red
de Monitorización de Abastecimiento de Energía y Transmisión Solar incluyó 52
estaciones en 6 estados del oeste (Arizona, California, Colorado, nevada, Nuevo
Méjico y Wyoming). Esta red operó 5 años, de 1976 a 1980, registrando tanto
radiación global horizontal y radiación directa normal como temperaturas de
bulbo húmedo cada 15 minutos. No todas las estaciones estuvieron en operación
los 5 años, aunque el tiempo que lo estuvieron sí registraron todos los parámetros.
Trece estaciones aportaron datos en la primera publicación de la Red de Asociados
del Oeste en 1976.
Periodo de registro: de 1976 a 1980.
Resolución temporal: 15 minutos.
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Cobertura espacial: Arizona, California, Colorado, nevada, Nuevo Méjico y
Wyoming.
Resolución espacial: 52 estaciones de medida (ver figura 3.2.5).
Figura 3.2.5. 52 estaciones de medida de la Red de Monitorización de Abastecimiento
de Energía y Transmisión Solar.
Elementos de la base de datos y fuentes: radiación global horizontal, radiación
directa normal y temperatura de bulbo húmedo medidas con piranómetros (Eppley
Black and White, Eppley PSP, y el Spectrolab Spectrosun SR75) y pirheliómetros
(Eppley NIP) con seguidores solares automáticos. La radiación directa normal se
midió en 26 de las 52 estaciones.
Control de calidad de la información: El Southern California Edison elaboró un
riguroso programa para el mantenimiento y calibración de los radiómetros para la
Red de Monitorización de Abastecimiento de Energía y Transmisión Solar. Este
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procedimiento incluía una frecuencia de mantenimiento de una vez a la semana
para estaciones que registraran radiación global horizontal y temperatura de
bulbo húmedo. Se limpiaba el piranómetro y se comprobaba la parte electrónica
para una correcta operación. En estaciones que también medían la radiación
directa normal, el procedimiento exigía que dicho mantenimiento se realizara tres
veces por semana. Este mantenimiento incluía el ajuste del seguidor solar
automático para corregir cambios en la declinación y azimut. Todos los
radiómetros de la red se calibraban dos veces por año.
Estimación de incertidumbres: La precisión de las medidas de radiación global
horizontal total diaria se estima en ± 5%, mientras que la misma variable para la
radiación directa normal sería de ± 8%.
Disponibilidad: Los datos y la documentación son mantenidos por el NREL RRDC
en http://rredc.nrel. gov/solar/pubs/wa/wa_index.html.
Actualizaciones: Lanzado en 1981.
Pacific Northwest Solar Radiation Data Network
La Red de Datos Solares del Noroeste Pacífico de la Universidad de Oregon
tiene la serie de medidas de radiación directa normal continua más larga en el
tiempo en los Estados Unidos. Estas mediciones empiezan en 1977 con una red de
11 estaciones, con un objetivo claro de de proveer de información solar de alta
calidad y largos periodos a la comunidad científica. Este trabajo fue posible gracias
a la Bonneville Power Administration, Energy Trust of Oregon, Eugene Water and
Electric Board, Emerald People’s Utility District, NREL, Northwest Power and
Conservation Council, y Oregon BEST. Existe información disponible sobre las
estaciones de medida, los datos solares y las herramientas de software
desarrolladas para el tratamiento de los datos, y hay también material de
educación disponible de la Universidad de Oregon en
http://solardat.uoregon.edu/index.html.
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Periodo de registro: de 1977 al presente.
Resolución temporal: 5 minutos.
Cobertura espacial: Idaho, Montana, Oregon, Utah, Washington, and Wyoming.
Resolución espacial: 39 estaciones de medida (ver figura 3.2.6.).
Elementos de la base de datos y fuentes: radiación global horizontal, radiación
directa normal, radiación horizontal difusa, irradiancia espectral e información
meteorológica (temperatura, humedad relativa, presión barométrica,
precipitaciones, cubrimiento de nubes, profundidad de nevada, etc.).
Control de calidad de la información: Un coeficiente de dos dígitos va asociado a
cada medida para identificar el tipo de dato que es (observado, corregido,
interpolado, modelado, ausente o rechazado). Los radiómetros se calibran
anualmente.
Estimación de incertidumbres: Basadas en la selección de instrumentos,
instalación y operación y mantenimiento, la precisión estimada para las medidas
de radiación directa normal es de ±2%, la de radiación global horizontal es de ±5%
y la de radiación directa normal es de ±15%.
Disponibilidad: El Laboratorio de Radiación Solar de la Universidad de Oregon
opera y mantiene la red de medidas y provee de información on-line en
http://solardat.uoregon. edu/SolarData.html.
Actualizaciones: Continuas.
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Figura 3.2.6. Red de Datos de Radiación Solar del Noroeste Pacífico operada por la
Universidad de Oregon.
NOAA Network
Coincidiendo con la rehabilitación de los datos de larga duración de NWS in
los años 70, DOE y NOAA cofundaron la reconstrucción de la red de medidas
solares de NWS. La nueva red de 39 estaciones dispuso de nueva instrumentación
con el nuevo laboratorio Eppley, piranómetros modelo PSP y pirheliómetros
modelo NIP para medir la radiación directa y global. Siete estaciones compartieron
los piranómetros PSP para medir radiación difusa. También se instalaron nuevos
sistemas de adquisición de datos para registrar digitalmente las señales de los
radiómetros cada minuto. Los radiómetros se calibraban anualmente en las
instalaciones de investigación solar de NOAA en Boulder, Colorado. La información
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obtenida fue procesada en 9 cintas magnéticas por NCDC. Esta base de datos
representa la serie más completa de medidas solares que había existido hasta el
momento en los Estados Unidos.
Periodo de registro: 1977 - 1980.
Resolución temporal: horaria.
Cobertura espacial: Estados Unidos y algunos territorios (ver Figura 3.2.7.).
Resolución espacial: 39 estaciones de medida.
Elementos de la base de datos y fuentes: radiación global horizontal, radiación
directa normal, radiación horizontal difusa (7 estaciones), temperatura del aire,
humedad relativa, nubosidad, presión barométrica, velocidad y dirección del
viento a 10 metros, precipitaciones, nieve,
Control de calidad de la información: El sistema de procesamiento de datos fue
desarrollado por NCDC usando los procedimientos normalizados que incluían la
inspección visual de las medidas tomadas. Los radiómetros se calibraron
anualmente en Boulder, Colorado. Los informes y archivos de datos digitales se
producían de forma mensual por el NCDC. Las medidas de las termopilas no se
corregían de offset, lo cual fue descubierto mucho después.
Estimación de incertidumbres: Basándose en la elección de instrumentos, su
instalación y O&M, la estimación de incertidumbres respecto a los totales diarios
son de: ±2% para radiación directa normal, ±5% para radiación global horizontal y
±15% para la radiación horizontal difusa.
Disponibilidad: NCDC; Servicio de Medioambiente, Satélite e Información; NOAA,
Departamento de Comercio de los Estados Unidos en www.ncdc.noaa.gov.
Actualizaciones: La última puesta al día se realizó en 1983.
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Figura 3.2.7. Estaciones de NOAA.
Solar Energy and Meteorological Research Training Sites
Reconociendo la necesidad de una mano de obra preparada y avanzar así en
el conocimiento de la medición de la radiación solar y las variables meteorológicas,
DOE y el Instituto de Investigación Solar (ahora NREL) solicitó participación a las
universidades y colleges americanos para el programa Solar Energy and
Meteorological Research Training Sites (SEMRTS).
Periodo de registro: 1979 – 1983.
Resolución temporal: 1 minuto.
Cobertura espacial: Fairbanks, Alaska; Atlanta, Georgia; Albany, New York; San
Antonio, Texas (ver figura 3.2.8.).
Resolución espacial: Cuatro estaciones de medida.
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Elementos de la base de datos y fuentes: radiación global horizontal, radiación
directa normal y radiación horizontal difusa, radiación global en superficies
inclinadas varias, radiación infrarroja, radiación ultravioleta y otras radiaciones
espectrales y medida de condiciones meteorológicas en superficie (temperatura,
humedad relativa, presión, visibilidad, dirección y velocidad del viento a 10 metros
de altura, precipitaciones…).
Control de calidad de la información: Minuciosa selección, instalación y
mantenimiento de la instrumentación. Se han desarrollados programas de análisis
automático de los datos.
Estimación de incertidumbres: Basándose en los tipos de radiómetros, su
instalación y O&M, las incertidumbres son de ±7% para radiación global
horizontal, ±3% para radiación directa normal y ±15% para la radiación horizontal
difusa, +5W/m2.
Disponibilidad: Las medidas y la documentación las mantiene la RRDC de NREL en
http://rredc.nrel. gov/solar/old_data/semrts/.
Actualizaciones: Lanzada en 1985.
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Figura 3.2.8. Los SEMRTS lograron la primera base de datos solares minutal de los
Estados Unidos.
DAYMET
DAYMET genera totales diarios de las siguientes variables: temperatura,
precipitaciones, humedad y radiación global horizontal de un gran número de
regiones. El modelo fue desarrollado por la Universidad de Montana, por el
Numerical Rerradynamic Simulation Group, para saciar la necesidad de buena
resolución y totales diarios como entradas a los complejos modelos de las
centrales térmicas. Se utilizaron observaciones diarias de temperaturas y
precipitaciones máximas y mínimas de estaciones de medida terrestres para
producir una base de datos diaria de 18 años (de 1980 a 1997) con una resolución
de 1 km y cubriendo una superficie continua.
Periodo de registro: 1980 – 1997.
Resolución temporal: Diaria.
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Cobertura espacial: Estados Unidos.
Resolución espacial: 1 km.
Elementos de la base de datos y fuentes: radiación global horizontal, temperatura
del aire (máxima y mínima), humedad relativa y precipitaciones.
Control de calidad de la información: Sin información.
Estimación de incertidumbres: Sin información.
Disponibilidad: www.daymet.org.
Solar Radiation Research Laboratory
La SRRL se creó en el Instituto de Investigaciones en Energía Solar (ahora
NREL) en 1981 para proveer de medidas continuas de fuentes solares y calificar la
instrumentación disponible en el mercado. El SRRL es un laboratorio localizado en
South Table Mountain, un sitio privilegiado que dispone de un acceso solar
excelente durante todo el año. Aunque empezó con las medidas básicas, que son
radiación directa normal, radiación global horizontal y radiación horizontal difusa
en intervalos de 5 minutos, hoy en día el SRRL registra más de 130 variables en
intervalos de 1 minuto, todo ello disponible en la página web del Centro de Datos
de Medidas e Instrumentación (www.nrel.gov/midc/srrl_bms).
Periodo de registro: 1981 hasta hoy en día.
Resolución temporal: 5 minutos (desde el 15 de Julio de 1981) y 1 minuto (desde
el 13 de Enero de 1999).
Cobertura espacial: Golden, Colorado.
Resolución espacial: Estaciones de medida.
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Elementos de la base de datos y fuentes: radiación global horizontal, radiación
directa normal y radiación horizontal difusa (de bandas de sombra y discos de
seguimiento), global en superficies inclinadas, radiación global reflejada,
ultravioleta, infrarroja, condiciones meteorológicas en superficie (temperatura,
humedad relativa, presión barométrica, precipitaciones, nieve y dirección y
velocidad del viento a diferentes alturas).
Control de calidad de la información: Mantenimiento diario de la instrumentación
con controles automáticos de datos basados en exámenes a tiempo real de
redundancias en instrumentación y comprobaciones de consistencia interna
utilizando la metodología SERI-QC (NREL 1993). Los operadores son notificados
de los problemas en los equipos por envío automático de mensajes de correo
electrónico generados por el sistema de procesamiento. Los radiómetros se
calibran al menos una vez al año con instrumentos de referencia.
Estimación de incertidumbres: Basadas en la selección de instrumentos, su
instalación y O&M, la precisión estimada para los valores totales diarios corregidos
son: ± 2% para radiación directa normal, ± 5 % para radiación global horizontal y
± 15% + 5 W/m2 para radiación horizontal difusa.
Disponibilidad: Toda esta información está disponible en el centro de datos de
NREL Medidas e Instrumentación:
www.nrel.gov/midc/srrl_bms.
Actualizaciones: Esta base de datos se actualiza cada hora.