Un grupo de investigación en China ha desarrollado un modelo meteorológico y de pronóstico para evaluar los impactos climáticos de las plantas fotovoltaicas a gran escala.
"El modelo propuesto es único en función de su expresión analítica de los procesos de la superficie terrestre y el acoplamiento de esta expresión con un modelo meteorológico de mesoescala", dijeron los científicos, y señalaron que el nuevo modelo puede simular el clima cercano a la superficie de la energía fotovoltaica a gran escala. plantas.
La nueva herramienta presenta un modelo de balance de energía asociado a la energía fotovoltaica integrado con un modelo de pronóstico e investigación del clima (WRF). Este último es un sistema numérico de predicción del tiempo de mesoescala que sirve tanto para la predicción como para las necesidades de investigación atmosférica. Es adecuado para una amplia gama de aplicaciones en escalas que van desde metros hasta miles de kilómetros, incluida la investigación de pronósticos meteorológicos, la calidad del aire y la evaluación de la energía eólica, así como estudios de investigación hidrológica.
El modelo se basa en el principio del balance de energía superficial, que determina la cantidad de flujo de energía disponible para evaporar el agua superficial y aumentar o disminuir la temperatura de la superficie. Según los científicos, confiar en este principio representa el primer intento de parametrizar el suelo/calor latente y los parámetros críticos no constantes o restringidos por la observación en las plantas solares.
Los investigadores probaron el modelo en una planta fotovoltaica a gran escala de 70 MW ubicada en Wujiaqu, en la región china de Xinjiang, con un período de prueba que va de julio a octubre de 2020. Descubrieron que el efecto de protección de los módulos solares reduce la temperatura superficial del suelo mientras aumentando el calor de la atmósfera circundante y el gradiente de temperatura entre la atmósfera y la superficie terrestre.
También determinaron que el flujo de calor hacia abajo del suelo en la planta fotovoltaica crece aproximadamente un 34,0 % durante el día.
“Por la noche, los paneles fotovoltaicos enfrían y absorben calor rápidamente de la atmósfera cercana a la superficie, por lo que la disminución de la temperatura de la superficie aumenta el gradiente de temperatura entre el suelo profundo y la superficie, lo que resulta en un pequeño aumento en el flujo de calor del suelo hacia arriba. de aproximadamente 7.0%”, dijeron.
Durante la estación fría, el flujo de calor medio diario del suelo en la planta fotovoltaica disminuye aproximadamente un 22,0 %.
“El sombreado físico de los paneles fotovoltaicos reduce la temperatura de la superficie terrestre en la planta fotovoltaica, y el rango de enfriamiento varía con las variaciones diurnas y estacionales. En general, el enfriamiento durante el día/verano es más fuerte que durante la noche/invierno”, dijeron los científicos.
Presentaron el modelo en " Un modelo de mesoescala WRF-PV acoplado que simula el clima cercano a la superficie de las plantas fotovoltaicas a escala de servicios públicos ", que se publicó recientemente en Solar Energy . El equipo de investigación está compuesto por académicos del Centro Nacional del Clima de la Administración Meteorológica de China (CMA), la Universidad de Tsinghua y la Academia de Ciencias de China .
“Este modelo WRF-PV acoplado no solo reproduce mejor las variaciones en la temperatura superficial máxima/media diaria, la radiación de onda corta hacia abajo y la velocidad del viento observadas en dos plantas fotovoltaicas a gran escala, sino que también mejora la capacidad de simulación del flujo de calor sensible y latente. flujo de calor sobre las áreas de la planta fotovoltaica”, dijeron.
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