Efecto de los aerosoles en la radiación solar y la producción fotovoltaica en Santiago

Abstract

Los constantes episodios críticos de contaminación atmosférica en Santiago en los últimos años plantean la duda de qué tanto afecta la alta carga de aerosoles en la ciudad en las distintas componentes de la radiación incidente y qué efectos podrían generar en distintos sistemas de generación eléctrica solar. El presente trabajo busca cuanti car el efecto de los aerosoles en las distintas componentes de la radiación solar en la ciudad de Santiago, junto con determinar el efecto generado por los aerosoles en distintos módulos fotovoltaicos. Para esto se analizaron mediciones de las distintas componentes de la radiación solar incidente (global horizontal, directa normal y difusa horizontal), junto con mediciones de espesor óptico de aerosoles y vapor de agua obtenidos de un fotómetro automático perteneciente a la red AERONET, ubicado en el Campus Beauchef de la Universidad de Chile. Esto con el objetivo de determinar el rol que tienen los aerosoles en la dispersión y atenuación de la radiación solar en Santiago. Posteriormente, se cuanti có el efecto que tienen los aerosoles en distintas tecnologías fotovoltaicas (m-Si, p-Si y a-Si), tanto en la potencia de salida como en la generación anual. Esto se realizó mediante un análisis de las mediciones de potencia y producción PV obtenidas del Campus San Joaquín de la Ponti cia Universidad Católica de Chile. Sumado a esto, se simuló la potencia y la producción de un módulo de concentración fotovoltaica, mediante el uso de un modelo y la data adquirida. Debido a la distancia entre las estaciones de medición, este estudio considera en un principio solo los periodos comprendidos entre las 11AM y las 3PM hora local entre los años 2014 y 2015, para luego extrapolar los resultados en un rango horario comprendido entre las 10AM y las 4PM hora local. Ademas, el presente estudio solo considera periodos bajo un criterio cielo despejado. Los resultados indican que los aerosoles en Santiago producen un efecto no menor en las distintas componentes de la radiación solar, con diferencias de -5.4% para la GHI, -13.6% para la DNI y un aumento de 212% para la DHI al comparar el caso habitual con aerosoles y un caso estimado sin aerosoles. Por otro lado, se determinó que la contaminación atmosférica en Santiago tiene un efecto negativo en la potencia de salida y en la producción PV en las distinta tecnologías, con diferencias porcentuales para la producción PV anual al comparar entre un caso con aerosoles y sin aerosoles de -4.5% para tecnologías PV convencionales y de -13.2% para tecnologías CPV.