Pronóstico satelital de la irradiación solar horaria a corto plazo mediante métodos de flujo óptico.

Abstract

La incorporación de fuentes de energía renovables a la generación eléctrica es una necesidad para descarbonizar el uso de energía. Una alta penetración de la energía solar fotovoltaica en las redes eléctricas requiere de herramientas adecuadas para la mitigación de su intermitencia solar. La predicción de la energía solar al corto y muy corto plazo es una herramienta de suma importancia para la planificación del despacho eléctrico, y para fijar precios y cantidades de venta de energía en un mercado eléctrico. Un incremento significativo de esta fuente de generación trae aparejado un cambio en cómo se gestiona esta energía, debido principalmente a la variabilidad del recurso a causa de la nubosidad. Para el pronóstico solar intra-día la mejor estrategia es la predicción en base a imágenes de satélite. Esta técnica presenta mejor desempeño que los modelos numéricos de atmósfera para horizontes de hasta 4-5 horas. El presente trabajo se centró en el pronóstico satelital de la irradiación solar de muy corto plazo (de 1 a 5 horas) en base a imágenes del satélite geostacionario GOES-13 para una amplia región sudamericana que contiene a Uruguay. La etapa principal del pronóstico es la estimación del movimiento de las nubes. Para ello se implementó y evaluó un método tradicional y cuatro alternativas de estimación de movimiento por flujo óptico. La extrapolación del movimiento permite predecir la posición futura de las nubes y, por tanto, la irradiación solar a nivel de superficie. Se analiza el desempeño de los métodos en todas las etapas, desde el pronóstico de imágenes futuras hasta la predicción de irradiación solar. Se optimizan varios aspectos de los métodos, brindando los parámetros óptimos para la región. La evaluación de desempeño se realiza contra las mediciones terrestres de la red de medida del Laboratorio de Energía Solar distribuidas en varios puntos de nuestro país. Se observa un mejor desempeño de estos métodos en comparación con el tradicional. El método TVL1 de flujo óptico se identifica como el de mejor desempeño. Este es el primer trabajo a nivel internacional en establecer una comparación justa entre estas técnicas ante un mismo conjunto de datos.