Modelamiento de la irradiancia y la temperatura ambiente utilizando funciones de probabilidad

Abstract

En este trabajo se desarrolló una metodología es­tadística para caracterizar la irradiancia solar y temperatura ambiente a partir de medidas reales. Estas variables determinan el comportamiento de la energía solar en un lugar determinado y son fundamentales para establecer el desempeño de diversos sistemas que usan energía solar como el caso de los sistemas fotovoltaicos o los sola­res térmicos. Debido a que estos parámetros no son controlables por el hombre, ya que se carac­terizan por tener un comportamiento aleatorio en la superficie terrestre, se desarrolló una me­todología para obtener una relación matemática que en primera instancia determina una función de distribución de probabilidad para 12 horas al día, de 6 de la mañana (6:00 a. m.) a 6 de la tarde (6:00 p. m.), con el fin de predecir el comporta­miento de estas variables meteorológicas. Con estas funciones de densidad, se calculan luego las respectivas funciones de probabilidad acumula­das. En los casos en que estas no se pueden deter­minar de forma determinística, se calcula numé­ricamente un polinomio que mejor las representa. Dichas expresiones obtenidas, sirven como base para realizar predicciones estadísticamente con­fiables del desempeño de distintos sistemas que utilicen como fuente primaria la energía solar, uti­lizando métodos estocásticos, como por ejemplo las simulaciones de Montecarlo. Para mostrar la metodología descrita, se tomaron como ejemplo datos medidos en la ciudad de Bogotá. Finalmen­te, se presentan las respectivas expresiones que ca­racterizan la irradiancia y la temperatura ambien­te para cada hora a partir de un número aleatorio entre 0 y 1 de manera estadísticamente confiable.