Modelización de la ATmósfera y RAdiación Solar



Evaluación de los recursos energéticos renovables de Andalucía mediante un modelo meteorológico de mesoscala (RENUEVA).

P07-RNM 02872


Las energías renovables van a jugar en las próximas décadas un papel clave en el sistema energético de Andalucía, España y Europa.

Dichas energías tienen la ventaja de una menor incidencia en el medio ambiente en comparación con otras fuentes de energía; sin embargo, su rendimiento está condicionado por variaciones en el tiempo y en el clima.

Como otras variables climáticas, el viento o la radiación solar están sujetos a variaciones naturales en un amplio rango de escalas espaciales y temporales.

Por otra parte, el cuarto informe del IPCC, recientemente difundido, muestra considerables evidencias de que se está produciendo un importante cambio climático en todo el planeta, del que no escapan las variables climáticas de interés en energías renovables, y que muestra ser muy acusado en España en general y Andalucía en particular.

Surge así la paradoja de que las energías renovables son, por una parte el principal instrumento de mitigación del cambio climático y, por otra parte, objeto de dicho cambio, lo cual puede frenar su desarrollo.

En definitiva, aunque las fuentes renovables de energía nos puedan liberar parcialmente de nuestra dependencia de los combustibles fósiles y ser un instrumento esencial en la mitigación del cambio climático, introducen otra complicada dependencia: el tiempo y el clima.

Esta dependencia afecta tanto al proceso de evaluación de los recursos como a la gestión, operación e integración de la producción de energía de origen renovable en el marco del sistema energético.

Así, el conocimiento del potencial disponible de energías renovables de una región, incluyendo una evaluación de su variabilidad espacial y temporal y la posible complementariedad entre los recursos solares y eólicos, es clave para una adecuada la planificación y gestión de dichos recursos y, en particular, para la integración de la producción de energía de origen renovable dentro sistema energético.

El objetivo principal de este proyecto es la evaluación de los recursos energéticos solares y eólicos de la Comunidad Autónoma de Andalucía, su complementariedad espacio-temporal y su posible cambio en las próximas décadas en el contexto del cambio climático global.

Se empleará para ello el modelo meteorológico de mesoscala MM5. El proyecto se estructura en tres partes.

En la primera parte, se empleará el modelo MM5 para obtener mapas de recursos eólicos y solares en Andalucía con resolución espacial de 1 km, temporal de 1 hora a lo largo del periodo 1997-2007. De forma complementaria se obtendrán mapas de los recursos eólicos de la Península Ibérica con resolución de 30 km para el mismo periodo.

En la segunda parte, a partir de los datos anteriores, se llevará a cabo un estudio para poner de manifiesto la posible existencia de:
  1. regiones con recursos eólicos espacial y temporalmente complementarios a nivel español y andaluz
  2. regiones con recursos solares y eólicos complementarios dentro de la región Andaluza.


En la tercera parte del proyecto, se estudiaran los posibles cambios en los recursos eólicos y solares de Andalucía a lo largo del siglo XXI dentro del contexto del cambio climático. En particular, se elaboraran proyecciones de cambio climático de los recursos solares y eólicos en Andalucía con una resolución de 15 km en el periodo 2000-2100.

La estrategia básica consistirá en la realización de un downscaling dinámico (o incremento dinámico de la resolución), consistente en anidar el modelo MM5 dentro de un modelo atmosférico global, que “contiene” el estado real de la atmósfera a gran escala, y que sirve como condiciones de contorno del modelo MM5.

Este modelo, por su parte, tiene en cuenta las características locales (topografía, cubierta vegetal, etc.) para obtener estimaciones de alta resolución del campo de vientos y la radiación solar en superficie.

Así, en la primera parte del proyecto, relativa a la obtención de mapas de los recursos solares y eólicos, se utilizarán los reanálisis ERA-40 y los análisis operacionales del Centro Europeo de Predicción Meteorológica, como condiciones de contorno del modelo MM5. Los resultados serán comparados con registros instrumentales de diversas fuentes.

En la tercera parte del proyecto, relativa a los cambios en los recursos renovables ante cambio climático, se utilizarán, como condiciones de contorno del modelo MM5, las salidas de experimentos de cambio climático realizadas con los modelos globales HADCM4 y CCSM3 para los escenarios A2 y B2 del IPCC.

Se obtendrán, con ello, las proyecciones de cambio climático de los recursos eólicos y solares que dan estos modelos para Andalucía en el periodo 2000 a 2100.