La energía solar ofrece una alternativa prometedora y renovable a los combustibles fósiles. Pero la producción de energía solar es complicada e influenciada por factores siempre cambiantes como la cobertura de nubes, la hora del día e incluso partículas de polvo en el aire.
El profesor Mahesh Bandi de la Universidad de Graduados del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST ha co-desarrollado una nueva forma estandarizada de cuantificar y comparar estas variaciones en la energía solar. Su nuevo estudio, publicado en Revisión física aplicada puede ayudar a guiar el desarrollo y el rendimiento de las granjas solares fotovoltaicas: sistemas que aprovechan la energía del sol y la convierten en electricidad.
"Actualmente no tenemos un estándar para comparar las fluctuaciones de la energía solar fotovoltaica porque cambian dependiendo de dónde se miden", dijo Bandi, que trabaja en la Unidad de Física no lineal y sin equilibrio de OIST. "Encontrar esa base comparativa es extremadamente importante".
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Los científicos usan una cantidad llamada espectro de potencia para estudiar las fluctuaciones en la producción de energía solar fotovoltaica, la energía que se genera cuando la luz solar se convierte en electricidad.
Los científicos pueden usar el espectro de potencia para cuantificar la magnitud de las fluctuaciones en la potencia generada por las plantas solares individuales en todo el planeta. Sin embargo, no existe un estándar contra el cual comparar estos valores distintos entre las plantas porque las lecturas varían en función de características como la nubecobertura y polvo en el aire. Así como el estándar de oro se usó para valorar la moneda en los siglos XIX y XX, es necesaria una medición estándar para evaluar significativamente la producción de energía en las plantas.
Para identificar dicho estándar, Bandi y su colaborador, el profesor Golan Bel de la Universidad Ben Gurion del Negev en Israel, analizaron el índice de cielo despejado, que cuantifica la salida de energía del sol como ondas electromagnéticas, sin ninguna interferencia de nubes o polvo.
El análisis de los investigadores de datos de cielo despejado de 2009 reveló que esta irradiancia solar básica siguió un patrón que dependía de los cambios en la duración de la luz del día de un día para otro.
Bandi y Bel concluyeron que medir la radiación solar básica en un lugar específico de la Tierra forma un estándar confiable de comparación para el espectro de energía fotovoltaica en el mismo lugar. Esto se debe a que, incluso a pesar de la variabilidad de las nubes y otras fuentes de ruido,la ubicación geográfica impacta de manera confiable en la producción de energía fotovoltaica.
El siguiente paso de Bandi es estudiar cómo las fuentes de ruido como nubes pasajeras impactan las fluctuaciones en la energía solar. En última instancia, espera que esta investigación pueda informar a la ingeniería y las políticas para optimizar la producción de energía fotovoltaica.
"Hemos cruzado la primera barrera para comprender el carácter de las fluctuaciones solares fotovoltaicas al encontrar este estándar de oro", dijo Bandi. "Ahora tenemos una regla para medir".
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Materiales proporcionado por Universidad de Posgrado del Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa OIST . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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