Energy correlation between global solar radiation and wind speed in the Colombian Caribbean
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Bonilla Prado, Guillermo Antonio
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Ruiz Mendoza, Belizza Janet
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Salazar Gil, Luisa Julia
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[1] Universidad Nacional de Colombia
Universidad Nacional de Colombia
Colombia
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[2] Universidad Popular del Cesar
Universidad Popular del Cesar
Colombia
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[3] Universidasd Nacional de Colombia. Manizales, (Colombia)
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- Localización: INGE CUC, ISSN 0122-6517, ISSN-e 2382-4700, Vol. 17, Nº. 1, 2021 (Ejemplar dedicado a: (Enero - Junio))
- Idioma: inglés
- Títulos paralelos:
- Correlación energética entre la radiación solar global y la velocidad del viento en el Caribe colombiano
- Enlaces
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Resumen
- español
Introducción: cerca del 69,18 % de la matriz energética de Colombia (2018) depende del recurso hidráulico lo cual la hace vulnerable ante periodos de escasez de precipitaciones, provocando como consecuencia altos precios de la energía y aumento de emisiones de gases de efecto invernadero por la incorporación de fuentes de energía de combustibles fósil dado que estas contribuyen con un 26.36% a la matriz energética. Lo anterior llevó a tomar medidas para ampliar la participación de Fuentes No Convencionales de Energía Renovable (FNCER), basado en el potencial que tienen las diferentes regiones donde destacan fuentes energéticas como la eólica, la solar y biomasa especialmente para producción de energía a gran escala la energía eólica y solar cuyo mayor potencial lo presenta la región Caribe [1], de manera que en este trabajo se pretende evaluar el recurso eólico y solar de esta región para identificar y establecer las correlaciones y los comportamientos con correlación inversa entre estos, con el fin de garantizar que la participación de estas energías mantendrá la sostenibilidad de la matriz energética al incorporar estas fuentes de energía. Objetivo: aplicar una metodología estadística que permita evaluar el grado de correlación entre los recursos eólico y solar presentes en la región Caribe en un horizonte temporal de 5 años (2014-2018). Metodología: Basados en datos (2014 – 2018) de radiación solar global y velocidad del viento medidos en tierra por medio de las Estaciones Meteorológicas Automáticas Satelitales (EMAS in spanish) pertenecientes a la red de estaciones meteorológicas del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), se realiza una caracterización mediante un análisis descriptivo con el propósito de obtener un valor representativo de cada variable, se calculan los promedios diarios y mensuales de las series temporales para evaluar la correlación de cada recurso por separado como la correlación conjunta, para lo cual se utilizó un método estadístico basado en el cálculo de los coeficientes de correlación de Pearson. Resultados: Las series temporales establecidas permiten comprender que la correlación de los recursos por separado o mediante la combinación de éstos, se presenta mayor cantidad de coeficientes de correlación cercanos a -1 cuando se analizan los recursos en conjunto, lo que significa que cuando un recurso aumenta el otro se reduce, correlacionándose inversamente entre sí en sus disponibilidades. Conclusiones: tanto la distancia entre los puntos de mediciones como la resolución temporal modulan la correlación negativa que presenta el recurso eólico y solar de la región Caribe, por lo que se obtiene una disponibilidad continúa de los recursos al tener en cuenta el aprovechamiento en conjunto de estos.
- English
Introduction: Nearly 69.18% of Colombian electric matrix (2018) depends on hydraulic resources, which make it vulnerable to rainfall shortage periods, impacting on high energy prices and increasing greenhouse gas emissions due to incorporation of fossil fuel, since these sources contribute with 26.36% to the energy matrix. This led to take actions to expand the participation of Non-Conventional Renewable Energy Sources (NCRES), based on the potential of the different regions where energy sources such as wind, solar and biomass stand out. For large-scale energy production, wind energy and solar energy have great potential in the Caribbean Region [1]; thus, this work intends to assess the wind and solar resources of this region to identify and establish reverse correlation behaviors between them, in order to guarantee that the participation of these energies will maintain the sustainability of the energy matrix by incorporating these energy sources. Objective: Apply a statistical methodology that allow to assess the degree of correlation between the wind and solar resources present in the Caribbean Region, in a time horizon of 5 years (2014-2018). Methodology: Based on data (2014 - 2018) of global solar radiation and wind speed measured on the ground by means of the Automatic Satellite Meteorological Stations (EMAS) from the network of meteorological stations of the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies (IDEAM in spanish), a characterization is carried out through a descriptive analysis in order to obtain a representative value of each variable, the daily and monthly averages of the time series are calculated to evaluate the correlation of each resource separately as joint correlation, using a statistical method based on the calculation of Pearson's correlation coefficients. Results: The determined time series allow us to understand that the complementarity of the resources separately, such as by combining them, presents a greater number of correlation coefficients close to -1, when the resources are analyzed together, which means that when a resource increases the other is reduced, complementing each other in their behaviors. Conclusions: Both the distance between the measurement points and the temporal resolution modulate the negative correlation presented by the wind and solar resources of the Caribbean Region, consequently continuous availability of resources is obtained by considering a joint utilization
- español
