Desarrollo del modelo bristow campbell para estimar la radiación solar global de la región de junin, Perú

ARTÍCULO ORIGINAL   Desarrollo del modelo bristow campbell para estimar la radiación solar global de la región de junin, Perú   Bristow campbell development model for estimating the global solar radiation junin region     Dr. Becquer Frauberth Camayo-LapaI, Dr. Juan Raúl Massipe-HernándezI, Dr. Jesús Eduardo Pomachagua-PaucarI, MSc. Alonso Torres-TenII, Dr. Marcos Oswaldo Quispe-FloresII I: Universidad Nacional del Centro del Perú, Huancayo, Junín. II: Centro de Investigaciones de Energía Solar de Santiago de Cuba, Cuba.     RESUMEN Con el propósito de contar con una herramienta que estime la radiación solar mensual y anual sobre la superficie horizontal terrestre en la Región Junín, zona en la cual no se dispone con esta información, se adaptó el modelo Bristow-Campbell (1984) para estimar la radiación solar global media mensual [1]. Para desarrollar el modelo de Bristow-Campbell que estima la radiación solar global diaria media mensual se tomo la técnica del modelaje propuesto por Espinoza (2010), se registraron las temperaturas máximas y mínimas diarias de 19 estaciones meteorológicas y las ecuaciones propuestas por el Altas solar del Perú 2003 se adaptó a dicho modelo. El modelo Bristow-Campbell fue desarrollado con datos registrados en la estaciones de: Santa Ana, Tarma y Satipo pertenecientes a Sierra y Selva, respectivamente. La rentabilidad de las aplicaciones de la radiación solar calculada fue determinada mediante la consideración de la OLADE (1992) que radiaciones solares mayores de 4,0 kWh/m2/día son rentables y de 5,0 kWh/m2/día muy rentables. Los resultados indican que la radiación solar global media mensual en la Región Junín es de 5,3 kWh/m2/día, correspondiendo a la Selva 4,2 kWh/m2/día y a la Sierra 5,6 kWh/m2/día. La rentabilidad determinada para la Selva es menos rentable y para Sierra es muy rentable. El modelo es de funcionamiento simple y accesible a todo usuario. Se concluye que la aplicación del modelo Bristow-Campbell adaptado, resulta un instrumento de gran utilidad para generar una base de datos completa de la radiación solar disponible en la Región Junín. Palabras clave: estimación de energía solar, radiación solar de Junín, disponibilidad de energía solar. ABSTRACT In order to have a tool to estimate the monthly and annual solar radiation on the horizontal surface in Junín region, in which is not available with this information, adapted Bristow-Campbell (1984) model for estimating global solar radiation monthly average. To develop the model of Bristow-Campbell that estimates the average daily global solar radiation monthly modeling technique proposed by Espinoza (2010), were recorded daily maximum and minimum temperatures of 19 weather stations and the equations proposed by the Solar High Peru 2003 was adapted to this model. The Bristow-Campbell model was developed with data recorded in stations: Santa Ana, Tarma and Satipo belonging to Sierra and Selva, respectively. The performance of applications calculated solar radiation was determined by considering the OLADE (1992) that solar radiation over 4.0 kWh/m2/day are profitable and 5.0 kWh/m2/day very profitable. The results indicate that the monthly average global solar radiation in Junín region is 5.3 kWh/m2/day corresponding to the 4.2 Forest and the Sierra 5.6 kWh/m2/day kWh/m2/day. Profitability is determined for the less profitable Selva and Sierra is very profitable. In addition, the operating model is simple and available to all users. We conclude that application of the Bristow-Campbell model adapted, it is an instrument of great utility to generate a comprehensive database of available solar radiation in Junín region. Keywords: solar energy estimate, solar radiation Junín, availability of solar energy.     INTRODUCCIÓN El calentamiento global que es el incremento promedio de la temperatura de la atmósfera cercana a la superficie de la Tierra y de la troposfera y contribuye a los cambios climáticos a nivel global. De ahí que las energías renovables son necesarias e imprescindibles en el desarrollo sostenible y en el respeto a la naturaleza de nuestro pueblo. En este contexto es que la energía solar como una fuente energética contribuye a reducir el CO2 para conseguir calidad ambiental. Perú debe tener un horizonte claro a la hora de planificar su desarrollo sostenible con energía limpia, segura y económica como es la energía solar. El Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) hizo el esfuerzo de elaborar el Atlas Solar del Perú, 2003 [2] a fin de impulsar el uso masivo de la energía solar como fuente de energía renovables no ha sido suficiente, ya que sus informaciones son generales a nivel de estaciones y departamentales con mucho margen de error y no en forma puntual y detallada. Esta carencia ha motivado que se investigue la necesidad de cuantificar la disponibilidad de energía solar en la Región Junín. Con el propósito de contar con una herramienta capaz de entregar el comportamiento mensual y anual de la radiación solar sobre la superficie horizontal terrestre en zonas donde no se dispone con esta información precisa y detallada, se propone como objetivo general desarrollar y validar el modelo físico Bristow-Campbell para estimar la radiación global solar diaria media mensual en la Región Junín. Los resultados obtenidos con la aplicación del modelo Bristow-Campbell adaptado son: La Región Junín cuenta con una potencialidad promedio de 5,3 kWh/m2/día de radiación global media mensual anual, lo cual es considerado muy rentable para su aplicaciones fotovoltaicas y térmicas; El Valle del Mantaro es una de las zonas que cuenta con mayor radiación solar con un promedio de 6 kWh/m2/día, lo que le confiere una singularidad única en nuestra región Junín para aplicaciones fotovoltaicas; La sierra de la Región Junín tiene un promedio de 5,6 kWh/m2/día de radiación solar global considerado muy rentable y en la selva se estimó 4,2 kWh/m2/día lo cual es de menos rentabilidad en producción de energía pero muy rentable social y ambientalmente. La información obtenida permitirá captar la atención de la administración, inversionistas y público en general hacia las fuentes renovables de energía y el desarrollo de las tecnologías necesarias para obtener calor y electricidad mediante el uso de colectores solares térmicos y módulos fotovoltaicos, respectivamente, entre otros equipos. Formulación del problema de investigación La interrogante principal de la presente investigación es: ¿Cuál es el modelo físico estimador de la radiación solar global diaria media mensual en la Región Junín? El contar con un modelo adecuado para estimar la radiación solar diaria media mensual según las estaciones y sub regiones contando como base los datos de temperaturas máximas y mínimas, es esencial, ya que no se tiene datos registrados medidos de radiación solar global en todas las estaciones de la Región Junín para construir una base (...truncated)