Cálculo analítico e interpretación de la incertidumbre de la medida de irradiancia solar global, difusa y reflejada

• Miguel de Simón Martín ^[1] ; Cristina Alonso Tristán ^[1] ; Montserrat Díez Mediavilla ^[1]
  1. [1] Universidad de Burgos

     Universidad de Burgos

     Burgos, España

     
• Localización: II Jornadas de Doctorandos de la Universidad de Burgos: Universidad de Burgos. 10 y 11 de diciembre de 2015 / coord. por Miguel Ángel Iglesias Río; Luis Antonio Sarabia Peinador (dir.), 2015, ISBN 978-84-16283-18-7, págs. 287-300
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    Para el modelado y simulación de plantas energéticas basadas en tecnologías solares (fotovoltaica, térmica o híbrida) resulta indispensable disponer de medidas precisas del potencial solar. Además, para la integración de estos sistemas en edificios, por ejemplo, ya no sólo resulta necesario la observación de la irradiancia solar en el plano horizontal, sino que se precisan medidas de todas sus componentes y sobre diferentes superficies.

    La medida de la irradiancia se realiza normalmente mediante dos instrumentos: el piranómetro para la irradiancia solar global, difusa y reflejada, y el pirheliómetro, para la medida de irradiancia directa. Aunque existen procedimientos para la calibración y determinación de la incertidumbre de instrumentos patrón, que pueden certificarse en laboratorio, no se ha llegado a un acuerdo en la comunidad científica internacional para calcular la incertidumbre de medida de instrumentos de campo.

    En el enfoque que se propone, en primer lugar se analizan las diferentes fuentes de error posibles para la medida de todas las componentes de la irradiancia. A continuación se indica un procedimiento sistematizado para el cálculo de la incertidumbre expandida de los diferentes sensores en función de la componente medida, el plano sobre el cual se ha ejecutado la medición y las condiciones climáticas. Finalmente, se valorará la significancia y peso relativo de las distintas partes de la incertidumbre. Todo ello, se expone aplicado a las estaciones radiométricas del Grupo de Investigación SWIFT de la Universidad de Burgos, que dispone de múltiples equipos para su evaluación.

  • English

    In order to model and simulate solar energy plants (photovoltaic, thermal or hybrid) it results mandatory to characterize the site’s solar potential. Moreover, for the complete integration of those systems in buildings and other urban structures, horizontal irradiance measurements are not enough and the value of all its components on any tilted and oriented surface is needed.

    Solar irradiance measurements are usually carried out by two radiometric instruments: the pyranometer for the measurement of global, diffuse or albedo’s irradiance, and the pyrheliometer for the direct beam irradiance. Although calibration methods in laboratory have been developed and reference instruments uncertainties have been studied, there is no agreement about the uncertainty calculation process for field instruments.

    This work first analyses the mean error sources existing in the measurement of each irradiance component. Foremost, a systematic procedure for the expanded uncertainty calculation is proposed. It takes into account the measured irradiance component type, the tilting and pointing angles of the sensor and the climatic conditions. This procedure has been applied and interpreted for several radiometric instruments from the radiometric stations managed by the SWIFT Research Group.