TRATAMIENTO DE DATOS METEOROLÓGICOS PARA LA SIMULACIÓN ENERGÉTICA

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TRATAMIENTO DE DATOS METEOROLÓGICOS PARA LA SIMULACIÓN ENERGÉTICA

  1. 1. Puno, 14 al 16 de noviembre del 2012Asociación Peruana de Energía Solar y del Ambiente XIX Simposio Peruano de Energía Solar TRATAMIENTO DE DATOS METEOROLÓGICOS PARA LA SIMULACIÓN ENERGÉTICA Juan José Natividad Alvarado Rafael Espinoza Paredes Eduardo Ramos Martínez CER – UNI
  2. 2. INTRODUCCIÓNEl CER-UNI a ejecutado en los últimos 5 años proyectos donde hautilizado la simulación energética para estudiar elcomportamiento térmico de edificaciones, ubicadosprincipalmente en zonas alto andinas.
  3. 3. Para realizar estos estudios, se tuvo que medirvariables meteorológicos en cada lugar de estudio.
  4. 4. SIMULACIÓN ENERGETICAHace algunos años …En la actualidad …
  5. 5. ¿Qué es un programa de simulación energética?Es una herramienta computacional que ayuda predecir elcomportamiento térmico (o eléctrico) de un sistemaenergético. CER - UNI UTILIZA LA SIMULACIÓN EDIFICCIONES RURALESPROGRAMAS DE SIMULACIÓN: Trnsys Simusol Energyplus
  6. 6. Simulación en Energyplus¿Qué necesitamos antes de iniciar la Etapas en la simulación simulación?• Ubicación geográfica. 1. Generación de zonas• Datos meteorológicos de la zona de térmicas. estudio. 2. Ingreso de variables al• Descripción de la vivienda Energyplus. (Dimensiones, materiales, etc.) 3. Definir variables de salida.• Propiedades térmicas, físicas y ópticas.
  7. 7. DATOS METEOROLOGICOS EN LA SIMULACIÓN¿Qué variables meteorológicas nos interesa para la simulación? • Radiación solar • Velocidad de viento • Dirección de viento • Humedad relativa • Temperatura ambiente
  8. 8. InstrumentaciónSon las estaciones meteorológicas son las encargadasde recolectar los datos meteorológicos, estáncompuestos principalmente por:Sensores• Modulo interfaz de sensores• Consola o dataloger• Sofware
  9. 9. Ingreso de datos meteorológicos al EnergyplusEl programa de simulación energéticaEnergyplus puede leer dos formatos de datosmeteorológicos: - Día de diseño - Archivo del clima
  10. 10. En la grafica, se representa la variación de la temperatura exterior del “día de diseño” para Vilcallamas Arriba (azul). Temperatura exterior en la localidad de Vilcallamas, Puno 13 12 11 10Temperatura Exterior (°C) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Horas (h)
  11. 11. En esta grafica se muestra la variación de la temperatura horaria medida el día 31 de julio del 2008 (rojo) comparada con la temperatura del día de diseño. Como podemos observar, la temperatura exterior en el “día de diseño” no representa con precisión la temperatura real del día 31 de julio, siendo este un día de la época de “friaje”. Temperatura exterior en la localidad de Vilcallamas, Puno 13 Temperatura exterior 12 promedio del día de 11 10 diseñoTemperatura Exterior (°C) 9 Temperatura exterior 8 7 del 31 de julio del 2008 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Horas (h)
  12. 12. Radiación solar de un "día de diseño" entre los Radiación solar de un "día de diseño" de abril meses de diciembre a marzo 1000 900 1000 Radiaciòn solar (W/m2) Radiaciòn solar (W/m2) 800 900 700 800 600 700 600 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Horas (h) Horas (h) Radiación solar de un "día de diseño" entre los Radiación solar de un "día de diseño" entre los meses de mayo a agosto meses de setiembre a noviembre 1000 1000 900 900Radiaciòn solar (W/m2) Radiaciòn solar (w/m2) 800 800 700 700 600 600 500 500 400 400 300 300 200 200 100 100 0 0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Horas (h) Horas (h)
  13. 13. Archivo del climaUn archivo del clima contiene las medicionesmeteorológicas cada cierto intervalo de tiempodefinido por el usuario (generalmente horario).A este archivo no se le hace ningún tratamientoestadístico, como promedios por ejemplo. Usareste archivo para la simulación energética es lomás recomendable, pues utiliza datos horariosreales.
  14. 14. Humedad Relativa (%) 10 20 30 40 50 60 0 16/09/2012 0:00 16/09/2012 12:00 17/09/2012 0:00 17/09/2012 12:00 18/09/2012 0:00 18/09/2012 12:00 19/09/2012 0:00 19/09/2012 12:00 20/09/2012 0:00 20/09/2012 12:00 21/09/2012 0:00 21/09/2012 12:00 22/09/2012 0:00 22/09/2012 12:00 23/09/2012 0:00 23/09/2012 12:00 24/09/2012 0:00 24/09/2012 12:00 de Tambo, Huancavelica. 25/09/2012 0:00 25/09/2012 12:00 26/09/2012 0:00 26/09/2012 12:00 27/09/2012 0:00 27/09/2012 12:00 28/09/2012 0:00 28/09/2012 12:00Fecha 29/09/2012 0:00 29/09/2012 12:00 30/09/2012 0:00 30/09/2012 12:00 01/10/2012 0:00 01/10/2012 12:00 02/10/2012 0:00 02/10/2012 12:00 03/10/2012 0:00 03/10/2012 12:00 04/10/2012 0:00 04/10/2012 12:00 05/10/2012 0:00 05/10/2012 12:00 06/10/2012 0:00 06/10/2012 12:00 07/10/2012 0:00 07/10/2012 12:00 08/10/2012 0:00 Humedad relativa exterior en la localidad de Tambo, Huancavelica 08/10/2012 12:00 09/10/2012 0:00 09/10/2012 12:00 10/10/2012 0:00 10/10/2012 12:00 11/10/2012 0:00 11/10/2012 12:00 Humedad relativa horaria medidos del 16 de setiembre del 2012 al 11 de octubre del 2012, en la localidad de Santa Rosa
  15. 15. Temperatura exterior (°C) 10 12 14 16 18 20 0 2 4 6 8 16/09/2012 0:00 16/09/2012 18:30 17/09/2012 13:00 18/09/2012 7:30 19/09/2012 2:00 19/09/2012 20:30 20/09/2012 15:00 21/09/2012 9:30 22/09/2012 4:00 22/09/2012 22:30 23/09/2012 17:00 de Tambo, Huancavelica. 24/09/2012 11:30 25/09/2012 6:00 26/09/2012 0:30 26/09/2012 19:00 27/09/2012 13:30 28/09/2012 8:00 29/09/2012 2:30Fecha 29/09/2012 21:00 30/09/2012 15:30 01/10/2012 10:00 02/10/2012 4:30 02/10/2012 23:00 03/10/2012 17:30 04/10/2012 12:00 05/10/2012 6:30 06/10/2012 1:00 06/10/2012 19:30 Temperatura exterior en la localidad de Tambo, Huancavelica 07/10/2012 14:00 08/10/2012 8:30 09/10/2012 3:00 09/10/2012 21:30 10/10/2012 16:00 Temperatura exterior horaria medidos del 16 de setiembre del 2012 al 11 de octubre del 2012, en la localidad de Santa Rosa 11/10/2012 10:30
  16. 16. Radiaciòn solar (w/m2) 1000 1200 200 400 600 800 0 16/09/2012 0:00 16/09/2012 12:00 17/09/2012 0:00 17/09/2012 12:00 18/09/2012 0:00 18/09/2012 12:00 19/09/2012 0:00 19/09/2012 12:00 20/09/2012 0:00 20/09/2012 12:00 21/09/2012 0:00 21/09/2012 12:00 22/09/2012 0:00 22/09/2012 12:00 Tambo, Huancavelica. 23/09/2012 0:00 23/09/2012 12:00 24/09/2012 0:00 24/09/2012 12:00 25/09/2012 0:00 25/09/2012 12:00 26/09/2012 0:00 26/09/2012 12:00 27/09/2012 0:00 27/09/2012 12:00 28/09/2012 0:00 28/09/2012 12:00Fecha 29/09/2012 0:00 29/09/2012 12:00 30/09/2012 0:00 30/09/2012 12:00 01/10/2012 0:00 01/10/2012 12:00 02/10/2012 0:00 02/10/2012 12:00 03/10/2012 0:00 03/10/2012 12:00 04/10/2012 0:00 04/10/2012 12:00 05/10/2012 0:00 05/10/2012 12:00 06/10/2012 0:00 Radiación solar en la localidad de Tambo, Huancavelica 06/10/2012 12:00 07/10/2012 0:00 07/10/2012 12:00 08/10/2012 0:00 08/10/2012 12:00 09/10/2012 0:00 09/10/2012 12:00 10/10/2012 0:00 10/10/2012 12:00 11/10/2012 0:00 11/10/2012 12:00 Radiación solar horaria medidos del 16 de setiembre del 2012 al 11 de octubre del 2012, en la localidad de Santa Rosa de
  17. 17. COMPARACIÓN DE RESULTADOS Temperatura ambiental en el dormitorio 1, simulado con un archivo del clima y con un día de diseño. 23 22 21 20 19 18 17 16Temperatura (°C) 15 14 13 12 11 10 9 Temperatura del dormitorio 8 7 (archivo del clima) 6 Temperatura del dormitorio 5 4 (día de diseño) 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Horas (h)
  18. 18. CONCLUSIONES• Generar un solo “día de diseño” no refleja el comportamiento real del clima.• Usar un “archivo del clima” es lo mas adecuado para la simulación energética.• Es necesario un proceso de validación de los datos meteorológicos recolectados.• Contar con estaciones meteorológicas que midan las variables mínimas para la simulación.
  19. 19. GRACIASJuan José Natividad Alvarado Centro de Energías Renovables – UNI WEB: Cer.uni.edu.pe E-mail: cer@uni.edu.pe; jjnatividada@gmail.com Tel. 3821058

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