Analisis de sensibilidad de la configuración del modelo WRF en la estimación de la energía eólica offshore potencial en las costas de la IV Región de Chile

Abstract

En este trabajo se realizó un análisis de sensibilidad sobre la configuración del modelo atmosférico WRF para estimar la energía eólica offshore potencial en las costas de la región de Coquimbo, Chile. Para esto, se realizó una serie de simulaciones de los campos de vientos marinos utilizando distintas configuraciones de WRF, a partir de cuatro variables correspondientes a la versión del modelo WRF, reanálisis climático, la técnica “Spectral Nudging” (SN) y la actualización de la Temperatura Superficial del Mar (SST, por sus siglas en inglés) como datos “input”. Las velocidades de los vientos simulados fueron examinadas mediante mediciones “in situ” desde la torre de medición Lengua de Vaca para los meses de Junio, Julio y Agosto del año 2013. Los resultados muestran que la versión 3.7.1 del modelo WRF junto al reanálisis climático ERA-Interim presentan los mejores rendimientos. En relación con el análisis de sensibilidad, la variable de mayor incidencia correspondió a SN utilizando una longitud de onda de aproximadamente 1000km con una RMSE y un R2 de 2,368 m s -1 y 53,2% respectivamente en el mes de Julio, y 2,749 m s -1 y 60% respectivamente para el mes Agosto. La variables SST, de menor incidencia; obtuvo una RMSE y un R2 de 2,575 m s -1 y 49,5% respectivamente para el mes de Julio, y un 2,781 m s -1 y 59% respectivamente para el mes de Julio. Este trabajo contribuye a disminuir el vacío de información existente para la futura implementación de esta novedosa forma de generación energética.

In this work, a sensitivity analysis was carried out on the configuration of the WRF model to estimate the potential offshore wind energy in the coasts of the Coquimbo region, Chile. In order to do this, a series of offshore wind fields simulations were performed using different WRF configurations, based on four variables corresponding to the WRF model version, the climatic reanalysis, the "Spectral Nudging" (SN) technique and the update of the Sea Surface Temperature (SST) as input data. The accuracy of the simulated wind speeds was examined through "in situ" measurements from the “Lengua de Vaca” measurement tower for the months of June, July, and August of the year 2013. The results show that version 3.7.1 of the WRF model together with the ERA-Interim climatic reanalysis, present the best yields. Regarding the sensitivity analysis, the variable with the highest incidence corresponded to SN using a wavelength of approximately 1000km with an RMSE and an R2 of 2,368 ms -1 and 53.2% respectively in the month of July, and 2,749 ms -1 and 60% respectively for the month of August. The SST variables, with less incidence; obtained an RMSE and an R2 of 2.575 m s -1 and 49.5% respectively for the month of July, and 2.781 m s -1 and 59% respectively for the month of July. This work contributes to reducing the existing information gap for the future implementation of this innovative form of energy generation.