Pablo Caballero
Apr 25, 2024
Desde el punto de vista de la modelización de la energía solar, un eclipse solar provoca un descenso temporal de la irradiancia en aquellas zonas en las que el sol y la luna proyectan sombras en su viaje por el espacio.
Con motivo del último eclipse total de sol del 8 de abril de 2024, lea cómo funciona el modelado de la irradiancia solar y cómo identificar eventos de eclipses solares en conjuntos de datos de energía solar.
Figura 1: Mapa de irradiancia horizontal global (GHI) y series temporales de GHI para tres ubicaciones seleccionadas durante el eclipse.
Cada 18 meses aproximadamente se produce un eclipse en algún lugar del planeta. Dependiendo de si el eclipse es parcial, total o anular, el efecto sobre los perfiles diarios de irradiancia será de diferente intensidad.
Es probable que, en situaciones de nubosidad, el efecto de un eclipse solar en los conjuntos de datos de irradiancia se superponga al efecto de las nubes, dificultando su detección a partir de los perfiles diarios de Irradiancias Global Horizontal y Directa Normal (GHI y DNI).
Figura 2: Imágenes de satélite visibles proporcionadas por el satélite GOES durante el eclipse.
Sin embargo, podemos observar algo en todas las localizaciones: una caída repentina pero suave del perfil de irradiancia en cielo despejado tanto en las Irradiancias Globales Horizontales como en las Irradiancias Normales Directas en cielo despejado (GHIc y DNIc).
Podemos observar esta forma particular incluso mejor en lugares donde el eclipse ocurrió durante las horas centrales y se vio como un eclipse total (o al menos se cubrió una parte significativa del sol).
Figura 3: Caída de los valores de cielo despejado en GHI y DNI de cielo despejado durante un eclipse solar total. Muestra de una ubicación en Dallas, Texas.
La irradiancia de cielo despejado representa la irradiancia solar disponible en la superficie de la Tierra para la ubicación y el periodo considerados si suponemos que ninguna nube cubriría el cielo. En otras palabras, la irradiancia de cielo despejado representa el valor máximo teórico sobre el que se superpone la señal de atenuación de nubes derivada del satélite.
La irradiancia de cielo despejado depende de varios factores.
En primer lugar, depende de la distancia Tierra-Sol y de la posición del Sol en el cielo. Una vez calculada, el modelo de irradiancia solar añade el efecto de la dispersión y absorción de la irradiancia solar al atravesar la atmósfera. Para ello, utilizamos datos como la altitud sobre el nivel del mar y la composición de los gases atmosféricos, especialmente el vapor de agua y el contenido de ozono.
Otro factor importante que se tiene en cuenta en la irradiancia del cielo despejado es el contenido de aerosoles atmosféricos.
Estas diminutas partículas suelen proceder de tormentas de polvo, emisiones industriales y otros fenómenos como incendios forestales y volcanes. Se transportan por el aire siguiendo patrones específicos, que también se modelizan e incorporan a la cadena de cálculo de la irradiancia del cielo despejado.
Figura 4: Gráficos que muestran los perfiles diarios de GHI y DNI de los días 7, 8 y 9 de abril, respectivamente, en Durango (México), Dallas (EE.UU.) y Belleville (Canadá).
Figura 5: Gráficos que muestran los perfiles diarios de GHIc y DNIc de los días 7, 8 y 9 de abril, respectivamente, en Durango (México), Dallas (EE.UU.) y Belleville (Canadá).
El próximo eclipse solar (esta vez de tipo anular) tendrá lugar el 2 de octubre de 2024. Se podrá ver desde zonas del Océano Pacífico y la parte más meridional de Sudamérica.
Comprender los matices de los eclipses, los aerosoles y las nubes es esencial para que las partes interesadas del sector de la energía solar de todo el mundo puedan optimizar el uso de la energía solar. La modelización de la irradiancia solar sintetiza los conocimientos meteorológicos, la modelización computacional y las técnicas de teledetección para contribuir a ello.
