Modelo empírico de Angström-Prescott para estimar la radiación solar en Norte de Santander, Colombia

Abstract

The document shows the application of the empirical Angström-Prescott model in different places in Norte de Santander, Colombia. The model estimates solar radiation from hours of sunlight, at a site where brightness and solar radiation are measured. The data were obtained from the Institute of Hydrology, Meteorology and Environmental Studies, IDEAM; algorithms were developed in RStudio to process and ana-lyze the information. The model establishes a linear relationship between solar radiation and the hours of sunlight, in a specific geographic location. Therefore, regression analyzes were performed for three different sites, using histori-cal records of brightness and solar radiation, ob-taining the R-squared coefficients of: 0.73, 0.78,and 0.42. The models were then extrapolated to nearby regions with solar brightness records, but without solar radiation data, to obtain an estimate of radiation at these locations. Finally, a database was created with monthly aver-age information on solar radiation for various subregions of Norte de Santander, which can be used for the design and implementation of photovoltaic systems.

El documento muestra la aplicación del modelo empírico de Angström-Prescott en diferentes lugares de Norte de Santander, Colombia. El modelo estima la radiación solar a partir de las horas de brillo solar, en un sitio donde se miden el brillo y la radiación solar. Los datos se obtuvieron del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales, IDEAM; se desarrollaron algoritmos en RStudio para procesar y analizar la información. El modelo establece una relación lineal entre la radiación solar y las horas de brillo solar, en un lugar geográfico específico. Por ello, se realizaron análisis de regresión para tres sitios diferentes, usando registros históricos de brillo y radiación solar, obteniendo los coeficientes R-cuadrado de: 0.73, 0.78, y 0.42. Luego, los modelos fueron extrapolados a regiones cercanas con registros de brillo solar, pero sin datos de radiación solar, para obtener una estimación de la radiación en estos lugares. Finalmente, se creó una base de datos con información promedio mensual de radiación solar para varias subregiones de Norte de Santander, que puede utilizarse para el diseño e implementación de sistemas fotovoltaicos.