En medio de la actual crisis energética y bajo la amenaza del cambio climático, explotar fuentes de energía renovables se ha convertido rápidamente en una necesidad global.Aunque nuestras opciones son variadas, la energía solar parece ser nuestra mejor opción: los expertos estiman que puede convertirse en nuestra principal fuente de energía mucho antes del cambio de siglo.

A pesar de sus claras ventajas,energía solarLa generación tiene algunas limitaciones.Al igual que el viento, la irradiancia solar en una región determinada puede variar rápidamente dependiendo decondiciones climáticas, provocando fluctuaciones ensalida de potencia.Estas fluctuaciones no sólo plantean un problema para las redes eléctricas, sino que también implican que satisfacer las demandas de energía puede no ser siempre una garantía.Por tanto, tener una comprensión clara de las posibles variaciones de la irradiancia solar en el tiempo y el espacio es crucial para determinar las ubicaciones óptimas para las plantas de energía solar.

En este contexto, un equipo de investigación dirigido por el profesor asistente especialmente designado Hideaki Takenaka del Centro de Teledetección Ambiental de la Universidad de Chiba, se propuso ampliar nuestro conocimiento sobre la irradiancia solar en la región de Asia Pacífico.

En su último estudiopublicadoenEnergía solarEn julio de 2024, realizaron un análisis en profundidad de los datos de irradiancia solar recopilados por satélites geoestacionarios.Otros miembros del equipo incluyeron a Kalingga Titon Nur Ihsan, de la Escuela de Graduados en Ciencias e Ingeniería, y Atsushi Higuchi, del Centro de Teledetección Ambiental, ambos de la Universidad de Chiba, así como a Anjar Dimara Sakti y Ketut Wikantika del Centro de Teledetección del Institut Teknologi Bandung..

Los datos para el análisis provinieron de Himawari-8 y Himawari-9, dos satélites japoneses que recopilan imágenes con alta temporalidad yresolución espacialsobre la región de Asia Pacífico.Los investigadores utilizaron datos de radiación solar de AMATERASS obtenidos a partir de un análisis en tiempo casi real de la radiación solar sincronizado con la observación de satélites geoestacionarios.

Fueron desarrollados por el Dr. Takenaka y sus colegas para estimar con precisión la irradiancia solar mediante cálculos de transferencia radiativa de alta velocidad utilizando redes neuronales.La operación AMATERASS comenzó en julio de 2007 y los datos de análisis se archivaron continuamente durante más de 16 años.Estos datos fueron puestos a disposición del público por la Universidad de Chiba, CEReS DAAC (Centro de Archivo Activo Distribuido), descargados 186.465.724 veces y utilizados en diversas investigaciones y proyectos nacionales japoneses.

Aprovechando esta tecnología, el equipo estimó la variabilidad de la irradiancia solar en términos de heterogeneidad espacial y temporal.En pocas palabras, calcularon cuán drásticamente varía la radiación solar en el espacio y el tiempo analizando datos de irradiancia solar en una cuadrícula de 20 km por 20 km cada diez minutos.

Su análisis reveló datos interesantes sobre la irradiancia solar en la región.Por ejemplo, el equipo descubrió que las ubicaciones cercanas al ecuador experimentaban menores fluctuaciones en la irradiancia solar a lo largo del tiempo en comparación con las regiones de latitudes más altas debido a los efectos de la lluvia y la actividad de las nubes.Además, las regiones de mayor elevación exhibieron una mayor heterogeneidad debido a una mayor actividad de nubes.El área alrededor de la meseta tibetana mostró grandes cambios estacionales en la magnitud del "efecto paraguas", que cuantifica cuánta energía solar se refleja de regreso al espacio.

"Nuestras evaluaciones basadas en datos espaciotemporales revelaron características que hubieran sido imposibles de lograr utilizando un enfoque tradicional que se basa en promedios simples a largo plazo o TMY (año meteorológico típico) como datos típicos de irradiancia solar", dice el Dr. Takenaka.

Además de estos conocimientos, el equipo de investigación evaluó el rendimiento de más de 1.900 plantas de energía solar existentes utilizando datos anuales y estacionales.Descubrieron que, debido al efecto paraguas provocado por las nubes, la producción de una gran parte de estas plantas no es óptima de junio a agosto.Esto implica que las zonas más afectadas no deberían depender exclusivamente de la energía solar para satisfacer la mayor demanda durante estos meses.

Finalmente, los investigadores también investigaron el formato óptimo para futuras plantas de energía solar, concluyendo que una generación de energía solar más ampliamente distribuida es superior a esfuerzos más localizados.

"Basado en las características espaciales y temporales deirradiancia solar, sugerimos que debería ser posible suprimir las rápidas fluctuaciones en la producción de energía solar distribuyendo pequeños sistemas fotovoltaicos en un área amplia en lugar de depender de grandesplantas de energía solar", explica el Dr. Takenaka.

"Vale la pena señalar que estas conclusiones provienen de la investigación meteorológica y climática, no de una perspectiva de ingeniería".Una forma de lograr esta visión podría ser mediante el uso de paneles solares en los tejados, que es una tendencia creciente en muchos países.

En general, los hallazgos de este estudio nos ayudarán a planificar el futuro a corto y largo plazo de la generación de energía solar en la región de Asia Pacífico, impulsando las tecnologías energéticas sostenibles y ayudando en nuestra lucha contra el cambio climático.