ATLAS DE RADIACIÓN SOLAR, ULTRAVIOLETA Y OZONO DE COLOMBIA DISTRIBUCIÓN GLOBAL DE LA IRRADIACIÓN GLOBAL HORIZONTAL La irradiación global horizontal, que es la suma de las componentes directa y difusa, es el parámetro más importante para la evaluación del potencial de la energía solar en una región en particular. Esta magnitud de radiación instantánea está expresada en unidades de potencia por unidad de superficie Energía y es medida en vatios por metro cuadrado (W/m2). Las Area * Tiempo
cantidades de radiación expresadas en términos de irradiancia son generalmente integradas en el tiempo como Energía y las unidades utilizadas son el kWh/m2 por día (si es integrada en el día) ó Area
por año (si es integrada en el año). También se utiliza el MJ/m2 por día (o por año). No todos los puntos de la superficie terrestre reciben la misma cantidad de radiación solar. La posición relativa de la Tierra respecto al Sol y el movimiento de la misma alrededor del astro condicionan, por ejemplo, que en el ecuador se reciba más energía que en los polos y que en verano llegue más energía que en invierno. La figura 1 muestra la irradiación global horizontal media recibida en superficie, expresada en kWh/m2 por año, la cual oscila desde un máximo de entre 2500 y 2600 kWh/m2 (entre 6.8 y 7.2 kWh/m2 por día) en las regiones despejadas de nubosidad del Sahara, Arabia y el desierto de Atacama, hasta un mínimo de 480 kWh/m2 (1.3 kWh/m2 por día) en las islas brumosas del Ártico. La media global está alrededor de los 4.0 kWh/m2 por día.
Figura 1. Irradiación global media anual incidente sobre una superficie horizontal (kWh/m2 por año). (Fuente: Green Rhino Energy)
Los valores máximos se concentran en las zonas entre los 15º y 30º de latitud, debido a que los rayos solares llegan a la superficie terrestre en forma más perpendicular sobre esas latitudes, principalmente, en las épocas de verano de cada hemisferio. En la noche polar de cada hemisferio, la radiación solar que llega a las zonas polares es cercana a cero. En el día polar la
radiación solar en los polos es equivalente a la radiación solar de latitudes medias del hemisferio opuesto al día polar, pero las temperaturas no son equivalentes, ya que en días polares las temperaturas son siempre cercanas o menores a 0°C. En la figura 2 se presenta la irradiación global horizontal media recibida en superficie, expresada en kWh/m2 por día para Latinoamérica, oscilando entre los valores más altos de radiación a nivel del suelo entre 7.0 y 7.2 kWh/m2 por día (entre 2555 y 2600 kWh/m2 por año) en el desierto de Atacama, hasta mínimos entre 2.0 y 2.5 kWh/m2 por día (entre 730 y 915 kWh/m2 por año) al sur del continente.
Figura 2. Irradiación global media anual incidente sobre una superficie horizontal en Latinoamérica (kWh/m2 por día). (Fuente: National Renewable Energy Laboratory) Periodo 1999 – 2011.
De acuerdo con este mapa, en Colombia los valores de irradiación global horizontal media recibida en superficie oscilan, desde un máximo de entre 5.5 y 6.0 kWh/m2 por día (entre 2000 y 2200 kWh/m2 por año) en el norte de la región Caribe, hasta mínimos de entre 3.0 y 3.5 kWh/m2 por día (entre 1100 y 1280 kWh/m2 por año), en sectores de la región Pacífica. El mapa de la figura 2 fue estimado a partir de un modelo que usa como entrada, datos derivados de observaciones satelitales y de superficie relacionadas con: cubrimiento de nubes, profundidad óptica de aerosoles, vapor de agua precipitable, albedo, presión atmosférica y la columna de ozono. En la sección Distribución Espacial y Temporal de la Irradiación global horizontal en Colombia, se presenta el análisis de los mapas resultantes de observaciones en superficie, de acuerdo con la red nacional de medición de la radiación global y de los resultados de la modelación del brillo solar a radiación global.