Validación y aplicación del modelo Bristow Campbell para estimar la radiación solar global de la región de Junin

ARTICULO ORIGINAL Validación y aplicación del modelo Bristow Campbell para estimar la radiación solar global de la región de Junin Validation and application of Bristow Campbell model estimating the global solar radiation in the Junin region for Dr. Becquer Frauberth Camayo-LapaI, Dr. Jesús Eduardo Pomachagua-PaucarI, Dr. Juan Raúl Massipe-HernaándezII, Dr. Marcos Oswaldo Quispe-FloresII, MSc. Alonso Torres-TenIII I Universidad Nacional del Centro del Perú, Huancayo, Junín. II Investigadores invitados por la Universidad Nacional del Centro del Perú III Centro de Investigaciones de Energía Solar de Santiago de 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 validó y aplicó el modelo Bristow-Campbell (1984) para estimar la radiación solar global media mensual [1]. Para la creación de la base de datos de la zona de estudio se utilizó la técnica documental propuesta por Espinoza [2] y fue necesario recopilar la mayor cantidad de información disponible de magnitudes como temperaturas máximas y mínimas de los registros elaborados de las localidades de Junín ubicadas dentro de la zona de estudio. Al aplicar la prueba de t Student para muestras relacionadas se contrastó que no existen diferencias entre los valores registrados y calculados con el modelo Bristow-Campbell de las radiaciones globales diarias promedias mensuales. Se muestran los valores obtenidos de las 19 estaciones meteorológicas que 574 se encuentran en la Región Junín, encontrándose la mayor radiación solar global en la estación de Viques provincia de Huancayo en la Sierra con 6,2 kWh/m 2 /día. La Estación Pichanaki de la provincia de Chanchamayo, que pertenece a la Selva es la que cuenta con menor radiación solar global con 3,8 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 BristowCampbell adaptado, resulta un instrumento de gran utilidad para generar una base de datos completa de la radiación solar disponible en la Región Junín. Palabras claves: 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 land in Junín region, no area in which this information is available, validated and applied adapted Bristow-Campbell model to estimate the monthly average global solar radiation. For the creation of the database of the study area was used documentary techniques proposed by Espinoza (2010) and it was necessary to gather as much information available magnitudes as maximum and minimum temperatures of the records made in the towns of Junín located within the study area. By applying the t Student test for related samples contrasted no differences between values measured and calculated with the Bristow-Campbell model of monthly average daily global radiation. It shows the values of the 19 weather stations that are in the Junín Region, with the highest global solar radiation Viques station Huancayo Province in the Sierra with 6.2 kWh/m2/day. Pichanaki Station of the province of Chanchamayo, which belongs to the Selva is the one with lower global solar radiation with 3.8 kWh/m 2/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. INTRODUCCION El departamento de Junín está dotado de todos los climas y riquezas. En la sierra baja (pisos ecológicos de Yungas y Quechua) el clima es templado y en la sierra alta (pisos ecológicos de Suni, Punas y Cordilleras) es frío. En Tarma y el Valle del Mantaro, la época 575 lluviosa va de octubre a abril. La zona de selva: Satipo, San Ramón y La Merced tienen un clima tropical, cálido y húmedo con lluvias intensas de noviembre a marzo. En los valles y quebradas a menos de 3500 msnm tenemos un clima templado y seco con marcadas diferencias de temperatura durante el día de 24 horas, se alcanzan 25°C durante el día y los 5°C en la noche siendo la época de lluvias entre noviembre y abril. En la sierra alta (altiplanos y cordilleras a más de 3600 msnm) el clima es frío y seco con temperaturas que descienden a menos de 0 °C. La zona de selva, provincias de Chanchamayo y Satipo con clima tropical e intensas lluvias de noviembre a marzo, las temperaturas superan los 25ºC. Se seleccionaron las 19 estaciones meteorológicas registradas por la Dirección Regional del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI) del Perú [3], las zonas climáticas pertenecientes a estas estaciones meteorológicas son sierra y selva, de este grupo se escogieron las estaciones siguientes para validar el modelo empírico BristowCampbell ya que cuentan, entre otros, con datos de la radiación solar terrestre sobre una superficie horizontal: Estación de Satipo. Estación Tarma. Estación Santa Ana. El modelo de estimación de la distribución espacial de la radiación solar global diaria media mensual que se elaboró en este estudio, fue implementado en la zona de la Región Junín. Esta región del país presenta favorables condiciones geográficas y climáticas que permiten el buen desarrollo de los principales sectores productivos regionales. 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. Siendo el objetivo del presente trabajo, estimar la radiación solar diaria media mensual potencial de las estaciones existentes determinando su rentabilidad de sierra y selva, en la Región Junín. DESARROLLO Base de datos de radiación solar de la región Junín Para elaborar la base datos de las 19 estaciones meteorológicas existentes en la Región Junín se tomaron los datos existentes de temperaturas máximas y mínimas diarias registradas durante los años del 2000 al 2010 que fueron procesados por SENAMHI y facilitados para esta investigación por el Gobierno Regional de Junín. Para obtener una adecuada base de datos, fue necesario recopilar la mayor cantidad de información disponible a través de los registros elaborados para las localidades de Junín 576 ubicadas dentro de la zona de estudio de las temperaturas máximas y mínimas. Sin embargo, referente a la variables solarimétricas necesarias tales como la radiación solar t (...truncated)