La radiación solar es uno de los recursos más importantes para la generación de energía limpia y sostenible en Colombia. Con el aumento de la demanda por energías renovables, es crucial contar con datos precisos que permitan un mejor aprovechamiento de este recurso. En este artículo, exploraremos cómo se ha construido el mapa de radiación solar en Colombia, el proceso metodológico que los respalda y cómo el fenómeno climático ENSO (El Niño-Oscilación del Sur) puede influir en los resultados.
Importancia de la Radiación Solar y el Atlas Solar en Colombia
Colombia, por su ubicación geográfica, tiene un enorme potencial para el aprovechamiento de la energía solar. Sin embargo, la variabilidad climática y las diferencias geográficas hacen que la radiación solar no sea uniforme en todo el país. Para garantizar un uso eficiente de este recurso, se necesitan mapas detallados de radiación solar que reflejen con precisión la cantidad de energía disponible en diferentes zonas y durante todo el año. Estos mapas son esenciales para planificar y dimensionar los sistemas solares fotovoltaicos. Con ellos, es posible identificar las mejores regiones para la instalación de paneles solares, así como prever cómo variará la radiación solar en distintas épocas del año. El análisis que presentamos a continuación se centra en cómo se han generado estos mapas y qué datos se han utilizado para hacerlo.
Datos Clave para el Mapa de Radiación Solar en Colombia
Para la construcción de los mapas de radiación solar en Colombia, se usaron dos tipos de información: primaria y secundaria. A continuación, explicamos cada una:
- Información primaria: Se recopilaron datos de 369 estaciones meteorológicas del IDEAM, que miden el brillo solar mensual promedio. Estos datos abarcan un periodo extenso de tiempo y permiten obtener un panorama claro de cómo varía la radiación solar a lo largo del año y en diferentes condiciones climáticas.
- Información secundaria: Se complementaron los datos primarios con información adicional de diferentes fuentes que permitieron mejorar la resolución espacial y temporal de los mapas. Entre los datos secundarios se incluyen:
- Precipitación (CHIRPS): Información sobre las lluvias con una resolución de 250 metros. La precipitación afecta directamente la cantidad de nubosidad, lo que influye en la cantidad de radiación solar que llega a la superficie.
- Vegetación (MODIS-NDVI): Datos que muestran el nivel de vegetación, lo cual es relevante ya que áreas con más vegetación tienden a tener menos radiación solar debido a la mayor absorción y sombra.
- Altitud (SRTM): La altura del terreno influye en la cantidad de radiación solar que recibe una región, ya que las zonas más elevadas suelen tener menos interferencia atmosférica.
- Irradiancia (CLARA): Datos que indican cuánta radiación solar llega a la superficie en una determinada área.
Metodología de Construcción del Atlas Solar de Colombia
Para generar los mapas detallados de radiación solar, fue necesario aplicar técnicas avanzadas que mejoraran la resolución y precisión de los datos. En este proceso se utilizaron dos enfoques principales:
- Desagregación espacial: Los datos de irradiancia solar obtenidos de la base de datos CLARA tienen una resolución espacial baja (de 27 km). Para mejorar dicha resolución, se aplicaron técnicas de desagregación espacial de aprendizaje de máquina que permitieron aumentar la resolución hasta 1 km. Este proceso combina datos secundarios como la precipitación y la vegetación para ajustar los valores de radiación solar según las características específicas de cada región. Gracias a este paso, se crearon mapas mensuales promedio que reflejan mejor la realidad de la radiación solar en el país.
- Krigeado con una deriva externa: Esta técnica de interpolación espacial se utilizó para crear mapas mensuales de brillo solar para cada mes entre 2001 y 2022. El método se basó en la información primaria de las estaciones meteorológicas y la información secundaria CLARA desagregada para captar la variabilidad espacial y temporal de la irradiancia secundaria, menos confiable. Este enfoque permite obtener una visión más precisa y detallada de cómo varía la radiación solar en cada región.
Una vez generados los mapas de brillo solar, se aplicó un modelo conocido como Angstrom-Prescott, que permite convertir estos valores en radiación solar diaria horizontal (ghi). Este modelo utiliza datos de duración del brillo solar para estimar cuánta energía solar está disponible en superficie horizontal.
Resultados del Mapa de Radiación Solar en Colombia
Los resultados del análisis produjeron mapas mensuales de ghi promedio que muestran la radiación solar bajo condiciones normales, así como en escenarios relacionados con las condiciones del fenómeno ENSO, que modifican la nubosidad y, consecuentemente, el ghi. Estos mapas son una herramienta clave para entender cómo varía la radiación solar a lo largo del tiempo y el espacio en Colombia.
- Variabilidad espacial: Los mapas muestran que la radiación solar varía considerablemente entre diferentes regiones del país. Zonas con menos nubosidad reciben más radiación solar, mientras que áreas montañosas o más nubosas tienen menores niveles de irradiación.
- Variabilidad temporal: Además de las diferencias entre regiones, los datos también revelan cómo la radiación solar cambia a lo largo del año, en función de las condiciones astronómicas, lo que es esencial para planificar la instalación de sistemas solares.
Impacto del fenómeno ENSO
Finalmente, es importante considerar el impacto del fenómeno ENSO en la radiación solar. Durante “El Niño,” la radiación solar tiende a ser más alta debido a la disminución de nubosidad y lluvias, mientras que durante “La Niña” se observan niveles más bajos de radiación debido al aumento de nubosidad, excesos de lluvia y existencia de aerosoles en la atmósfera. Este conocimiento es crucial para la planificación energética, ya que permite anticipar cómo afectarán estos eventos climáticos al rendimiento de los sistemas solares.
Conclusión
La construcción de mapas detallados de radiación solar en Colombia es un paso crucial para optimizar el uso de la energía solar en el país. Estos mapas, basados en datos primarios y secundarios, y utilizando técnicas avanzadas de estimación espacial, permiten una mejor planificación y gestión de los sistemas solares. Además, tener en cuenta el fenómeno ENSO es vital para entender la variabilidad climática y su impacto en la disponibilidad de energía solar a lo largo del tiempo.