Un equipo de investigación del Departamento de Física de la Universidad de Jaén (UJA), en colaboración con el Departamento de Informática de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), ha diseñado una base de datos de libre disposición que estima la producción de energía solar fotovoltaica que podría generarse en España. Denominada SHIRENDA_PV, ha sido desarrollada atendiendo a datos meteorológicos y técnicas de inteligencia artificial y, en combinación con otras herramientas, permite estimar el número de plantas solares que sería necesario instalar por todo el país y la ubicación idónea para crear un sistema eléctrico nacional basado en energías renovables.
El estudio, que se realizó en el marco del proyecto de investigación MET4LOWCAR del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, ha contado además con financiación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación, aborda un punto crítico en la transición hacia dicho sistema, como es la necesidad de bases de datos fiables de los recursos (solar, eólico e hidráulico), de alta resolución espacial y temporal, y que abarquen largos periodos de tiempo. "Solo con este tipo de bases de datos se pueden obtener resultados significativos en los estudios de planificación de sistemas basados en renovables, fundamentales para la transición energética", matiza a la Fundación Descubre el catedrático de la UJA David Pozo, coautor del trabajo y responsable del proyecto en el que se enmarca el estudio.
Hasta ahora, para generar este tipo de bases de datos se empleaban modelos físicos, que simulan el comportamiento de las plantas solares reales a partir de datos meteorológicos. "El problema es que, para simular la generación solar en toda España, se necesitan parámetros como la orientación o la tecnología de los paneles que se desconocen. Esto origina errores muy importantes, por eso las bases de datos existentes hasta ahora no eran lo suficientemente fiables", explica Pozo.
Los expertos han aplicado una metodología diferente, aunando datos meteorológicos y de generación de energía solar reales del periodo 2015-2020, proporcionados por la Red Eléctrica de España (REE), para instruir modelos de aprendizaje automático. Usaron tres años para entrenamiento y dos para validación, y con los algoritmos obtenidos estimaron la producción solar fotovoltaica hacia atrás, desde 1990 a 2020 para toda España. El resultado es SHIRENDA_PV
Base de datos histórica de energía solar
SHIRENDA_PV es una innovadora base de datos que ofrece información detallada sobre la generación de energía solar fotovoltaica durante las últimas tres décadas. Con una resolución horaria, esta herramienta se convierte en un recurso invaluable para investigadores, empresas y gobiernos interesados en el desarrollo y la gestión de la energía solar. La base de datos proporciona datos históricos precisos que permiten analizar las tendencias de producción de energía solar a lo largo del tiempo. Esta información es crucial para entender cómo ha evolucionado la generación de energía solar y cómo se puede optimizar su uso en el futuro.
La base de datos SHIRENDA_PV no solo ofrece una visión detallada de la generación de energía solar, sino que también permite identificar patrones y variaciones en la producción de energía solar a lo largo de los años. Esto es especialmente relevante para la planificación y gestión de recursos energéticos, ya que permite prever posibles fluctuaciones en la producción de energía solar. Además, la resolución horaria de los datos proporciona un nivel de detalle que es fundamental para el análisis preciso de la generación de energía solar, lo que a su vez puede influir en la toma de decisiones estratégicas.
¿Cómo puede SHIRENDA_PV beneficiar a las empresas?
Las empresas del sector energético pueden beneficiarse enormemente de la base de datos SHIRENDA_PV. Al disponer de información detallada sobre la generación de energía solar, las empresas pueden mejorar sus estrategias de inversión y desarrollo de proyectos solares. Además, la información histórica permite a las empresas evaluar la viabilidad de nuevos proyectos solares en función de los datos de generación pasados. Esto es crucial para minimizar riesgos y maximizar el retorno de la inversión. La base de datos también puede ser utilizada para optimizar el rendimiento de las instalaciones solares existentes.
La utilidad de SHIRENDA_PV no se limita solo a las empresas
Los gobiernos y las instituciones públicas también pueden beneficiarse de esta base de datos para la planificación de políticas energéticas. Al contar con datos históricos precisos, los responsables de la formulación de políticas pueden tomar decisiones informadas sobre el desarrollo de infraestructuras energéticas y la implementación de medidas para fomentar el uso de la energía solar. Asimismo, la base de datos puede ser utilizada para realizar estudios de impacto ambiental relacionados con la generación de energía solar. La base de datos SHIRENDA_PV también es una herramienta valiosa para los investigadores.
Los datos históricos de generación de energía solar pueden ser utilizados para realizar estudios sobre la eficiencia de las tecnologías solares, el impacto del cambio climático en la producción de energía solar y otros temas relacionados. La resolución horaria de los datos permite realizar análisis detallados que pueden contribuir al avance del conocimiento en el campo de la energía solar. Además, los investigadores pueden utilizar la base de datos para desarrollar modelos predictivos sobre la generación de energía solar.
El acceso a la base de datos SHIRENDA_PV es un recurso valioso para todos aquellos interesados en el desarrollo y la gestión de la energía solar. La información detallada y precisa que proporciona la base de datos permite tomar decisiones informadas y estratégicas en el ámbito de la energía solar. Además, la posibilidad de analizar datos históricos de generación de energía solar a lo largo de tres décadas ofrece una perspectiva única sobre la evolución de esta fuente de energía. La base de datos es una herramienta fundamental para el avance del sector energético y la promoción del uso de energías renovables.
¿Dónde y cuándo se produce más energía?
Esta base de datos permite analizar los cambios en la generación solar de unos años a otros, las regiones más estables y las de mayor producción. "Hay zonas de España que tienen una generación solar muy estable en 30 años, y otras en las que está particularmente sincronizada con la demanda, aunque en media su producción sea menor. Este tipo de áreas pueden ser de gran interés para un sistema eléctrico basado en renovables, pues permiten reducir la variabilidad de la generación", detalla el experto de la UJA.
El trabajo identifica las regiones sur y suroeste, especialmente Extremadura, como las de mayor producción solar. También revela que el invierno es la estación más desafiante en España, con una fluctuación muy acusada. Esto se debe al efecto de la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) -el fenómeno de variabilidad climática más importante en Europa-, y que puede llegar a ser de un 20% de un invierno a otro. En concreto, durante las fases negativas la generación puede caer hasta un 16%, especialmente en el suroeste del país, mientras que en las positivas aumenta hasta un 10.
Energía solar, eólica e hidráulica
SHIRENDA_PV no solo permite optimizar la ubicación de plantas solares, sino prever la variabilidad climática y su impacto en la producción energética. Además, es de acceso abierto, lo que facilita su uso por la comunidad investigadora, empresas y administraciones con responsabilidad en la transición energética del país.
Los investigadores han desarrollado también bases de datos similares de generación de energía eólica e hidráulica, todas de libre disposición, con las que completar el registro del potencial de renovables en España. En el siguiente proyecto, ya en marcha, están usando las tres para analizar cuál sería un sistema eléctrico óptimo para el país basado en estas energías y estudiar su comportamiento y fiabilidad ante el cambio climático, entre otros objetivos.
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