10/27/2014

387. Recuperar la Red Solarimétrica Nacional



Autor: Jorge Elias
A. Proyecto:  Recuperar la Red Solarimétrica Nacional
B. Fundamentación: La energía solar es una fuente de energía de origen renovable, obtenida a partir del aprovechamiento de la radiación electromagnética procedente del Sol. Actualmente, el calor y la luz del Sol puede aprovecharse por medio de captadores como células fotovoltaicas, helióstatos o colectores térmicos, que pueden transformarla en energía eléctrica o térmica. Es una de las llamadas energías renovables o energías limpias, que pueden ayudar a resolver algunos de los problemas urgentes que afronta la humanidad.
La fuente de energía solar más desarrollada en la actualidad es la energía solar fotovoltaica. Según informes de la organización ecologista Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.
Gracias a los avances tecnológicos y la economía de escala, el costo de la energía solar fotovoltaica se ha reducido, aumentando la eficiencia y su costo medio de generación eléctrica ya es competitivo con las fuentes de energía convencionales en un creciente número de regiones geográficas.
Para utilizar la energía proveniente del sol, es fundamental conocer cuánta radiación llega a las diferentes regiones del país, para instalar el equipamiento que la tendrá como insumo en la zona que resulte más propicia para ello. Dadas las características de la energía solar -gratis y limpia- para cada metro cuadrado se obtiene apenas un kilovatio en el mejor de los días, por lo que se requieren grandes áreas de recolección para generar potencia, siendo lo mas óptimo utilizar la radiación que viene directamente del sol, que provee una mayor densidad de energía. 
En 2005, Argentina contaba con seis estaciones de medición de radiación solar instaladas en las provincias de Misiones, Buenos Aires, Salta, Córdoba, Entre Ríos y Corrientes, pertenecientes al Servicio Meteorológico Nacional, dependiente de la Fuerza Aérea Argentina. En su conjunto forman la Red Solarimétrica Nacional, surgida en 1979, pasando a depender de la Secretaria de Ciencia y Tecnología de la Nación (SECyT), con aportes económicos de la Organización de Estados Americanos (OEA), logrando su máximo auge en 1985, con 41 estaciones de medición instaladas. 
Con los datos obtenidos de la Red Solarimétrica Nacional se elaboraron, hacia 1987, las tablas de radiación solar de 118 localidades en el país, y diez años más tarde las cartas de radiación media, instrumentos imprescindibles para el cálculo y diseño de instalaciones solares. No obstante, hacia 1991 se disuelve el proyecto debido a recortes en el presupuesto de la CNAE (Comisión Nacional de Actividades Espaciales), de quien dependía la red en ese entonces, y del cese de pagos a la OEA. Por consiguiente, se redujo el número de estaciones a sólo tres en todo el territorio nacional. 
Actualmente, se esta implementando un proyectode “Red solarimétrica regional”, compuesta por ocho estaciones montadas en la Pampa Húmeda argentina.
Parque Solar Fotovoltaico (Alemania)
C. Objetivos generales: 
- Realizar un mapeo nacional para conocer las zonas que reciben mayor radiación solar, con el propósito final de instalar plantas de generación de potencia e inyectar energía en las redes de distribución eléctrica.
para el mejoramiento de la calidad de vida de la población rural.
-  Medir la radiación proveniente del sol en diferentes regiones del país,lo que permitirá elegir la zona más propicia a la hora de instalar desde un calefón solar (casa) hasta plantas generadoras de electricidad.
- Desarrollar una base de datos nacional de irradiación solar global recibida a nivel del suelo en plano horizontal, proveniente de piranómetros.
D. Lugar: Se implementara como mínimo en los mismos sitios (40) de medición solar de la Red Solarimétrica original.
En cada estación se medirá y registraran los siguientes parámetros:
- Radiación solar global en superficie horizontal (GHI)
- Radiación solar global con sistema de seguimiento
- Radiación solar difusa con sistema de seguimiento
- Radiación solar directa en canal de cálculo (diferencia global – difusa)
- Temperatura ambiental
- Humedad relativa
- Velocidad del viento
El sistema de seguimiento es de un eje siguiendo al sol de este a oeste en el curso del día. Los piranómetros podrán ser fabricados autoctónamente o de tro origen, como los Kipp & Zonen, modelo CMP11 que cuentan con certificados de calibración individual. Los datos se archivan en los datalogger como valores promedios de 10 minutos, basado en un scanrate de 1 ó 2 segundos. 
Equipo que mide la radiacion directa
Medidor de la radiación solar directa
E. Recursos necesarios:
- Asignación de los recursos correspondiente en el Presupuesto Nacional traves del  Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación (MINCyT).
- Fabricación del equipamiento necesario para implementar una base de datos de irradiación solar global recibida a nivel del suelo, proveniente de piranómetros pertenecientes a la Red Solarimétrica mediante los heliógrafos del Servicio Meteorológico Nacional. 
- Apoyo técnico del Grupo de Estudios de la Radiación Solar (GERSolar), de la División Física del Departamento de Ciencias Básicas de la Universidad Nacional de Luján (UNLu). Actualmente, forma parte del Instituto de Ecología y Desarrollo Sustentable (INEDES) de esa Universidad.
- Apoyo Municipal para la custodia y mantenimiento de la estación solar.
F. Caracteristicas generales:
Los equipos instalados inicialmente con el fin de evaluar la radiación solar global fueron en general heliógrafos de Campbell-Stokes (destinados a medir las horas diarias de insolación o de brillo de sol, también conocida como heliofanía efectiva), piranógrafos bimetálicos del tipo de Robitzsch o piranómetros
esféricos de Bellani (también llamados lucímetros a destilación) a fin de registrar la radiación global incidente a diario (o semanalmente) sobre un plano horizontal.
En Argentina, el Grupo de Estudios de la Radiación Solar (GERSolar) de la Universidad Nacional de Luján (UNLu) puso en marcha un proyecto que instalará 40 estaciones con equipamiento para medir la radiación solar, lo que posibilitará un mejor aprovechamiento de esta fuente de energía renovable a la hora de instalar desde un calefón solar en una casa hasta plantas generadoras de energía eléctrica. De esta manera, junto al Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y la petrolera YPF, la UNLu pretende recuperar y mejorar la vieja red solarimétrica desmantelada en los ´90 debido a la escasez de recursos económicos y la consecuente falta de mantenimiento. En la nueva red, se medirán tres tipos de radiación: global, directa y difusa, siendo la primera vez en el país que se mida masivamente la directa. 
Además de montar las estaciones, se instalará un laboratorio para la calibración de equipos y otro para el análisis de imágenes satelitales, que permitirá estimar la radiación en las regiones donde no se mida.
El GERSolar es el único grupo del país que estudia sistemáticamente la radiación solar en el rango visible. con la cooperación de otras instituciones. En ellas se mide la radiación global, a través de pequeños sensores (solarímetros) que, al calentarse, envían una señal eléctrica mediante un cable, hacia una computadora donde se analizarán los datos. Además, se miden las horas de brillo solar (heliofanía), a través de un heliógrafo. 
Por su parte, en la estación emplazada en la UNLu, también está funcionando un equipo que mide la radiación directa y difusa. El equipo tiene un GPS que sigue todo el día la ubicación del sol para medir la energía directa; mientras que por otro lado, tiene una especie de bola que tapa el sol para medir lo que viene del resto del cielo, llamada radiación difusa. También,se le puede sumar un sensor para medir la energía global.
El grupo GERSolar emplea el siguiente equipo:
-Un piranómetro CMP11 Kipp&Zonen, 
-un sensor UV de banda ancha CUV Kipp&Zonen;
-un pirheliómetro Eppley nip;
-un piranómetro Eppley 8-48 'Black&White' como medidor de irradiancia difusa;
-un medidor de la radiación fotosintéticamente activa (PAR) Kipp & Zonen PAR-Lite;
-un medidor de luminosidad Kipp&Zonen LUX-Lite.
- Sensores de medición de radiación global y PAR fabricados por CNEA.
El pirheliómetro y el piranómetro Black&White instalados en un seguidor automático Solys2 Kipp&Zonen .
Tiene facilidades de calibración conjunta de 14 equipos simultáneamente.
Todos los sensores están conectados a sistemas de adquisición de datos CR10X y CR1000 producidos por la firma Campbell Scientific. Se interroga al instrumental una vez por segundo y se guarda las integrales de la energía almacenada cada 10 minutos, pudiendo configurarse otras frecuencias de muestreo y registro según los requerimientos. La Red Solarimétrica Nacional opera sólo 3 estaciones de medición.

Datos Útiles: Universidad Nacional de Luján - Ruta 5 y Avenida Constitución - (6700) Luján, Buenos Aires, Argentina. Teléfonos: +54 (02323) 423979/423171 - Fax: +54 (02323) 425795 - 
Email: informes@unlu.edu.ar

Fuentes:
- http://www.gersol.unlu.edu.ar/tecnologia.html
- http://www.cienciayenergia.com/Contenido/alternativas_renovables/pdf/060415_i_jmg_5.pdf
- http://antiguo.minenergia.cl/minwww/opencms/03_Energias/Otros_Niveles/renovables_noconvencionales/Tipos_Energia/energia_solar.html
- http://www.cab.cnea.gov.ar/ieds/images/2011/hyfusen_2011/trabajos/11-161.pdf
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