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DESARROLLO DE MODELOS ESPACIO
TEMPORALES DE VARIABLES SOLARES Y
EÓLICAS PARA ESTIMAR EL POTENCIAL
ENERGÉTICO EN LA REGIÓN SUR DEL ECUADOR.
Jorge Maldonado, Juan Solano
Universidad Nacional de Loja
Autor para correspondencia: jmaldc@yahoo,es
Fecha de recepción: 18 de julio de 2013 - Fecha de aceptación: 4 de octubre de 2013
Los resultados del presente proyecto, contribuirán signicativamente al desarrollo de nuevos proyectos orientados a
la utilización de energías renovables en la Región Sur del Ecuador (solar térmica, solar fotovoltaico, eólico). Se elaborará
metodologías geomáticas para obtención de mapas y climogramas de toda la RSE, con el n de obtener en cada punto
geográco la información de la radiación solar y velocidad del viento, a nivel espacio - temporal. Esto se realizará básicamente
de dos fuentes: 1. Datos puntuales (estaciones meteorológicas), y 2. Mapas satelitales. Estos mapas permitirán establecer
qué sitios de la RSE cuentan con buen potencial, y se escogerán con evaluación multicriterios los lugares en donde se
ubicarán las estaciones meteorológicas. Las estaciones permitirán contrastar los resultados del proyecto, así como continuar
periódicamente siendo una fuente de información, en lo referente a potencialidad solar y eólica. Al nal se realizará una
publicación de los resultados en revistas cientícas, medios de comunicación, publicación en sitios WEB de la Universidad,
seminarios y cursos acerca de los resultados de proyecto.
Palabras clave: Modelos geomáticos eólico solar
Keywords: Geomatic wind solar models
The results of this project will contribute signicantly to the development of new projects to the use of renewable energy in
the Southern Region Ecuador (solar thermal, solar photovoltaic, wind). Geomatic be developed methodologies for obtaining
maps and climograms the entire CSR, in order to obtain in each geographical point information from solar radiation and wind
velocity, at the time - space. This will be done primarily from two sources: 1. Data points (weather stations), and 2. Satellite
maps. These maps allow the establishment of CSR which sites have good potential, and multicriteria evaluation will be chosen
with the places where the weather stations will be located. The stations will allow to compare the results of the project and
periodically continue to be a source of information regarding potential solar and wind. At the end there will be a publication
of the results in scientic journals, media, publishing websites of the University, seminars and courses on project results.
Imagen ilustrativa: Map prevailing winds on earth
Fuente: http://upload.wikimedia.org
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1. INTRODUCCIÓN
La región sur del Ecuador (RSE), tiene una ex-
tensión aproximada de 27.569 km
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, situada entre
las coordenadas 3º 30´ y 5º00´ de latitud sur y
78º 20´ y 80º 30´ de longitud oeste, incluye las
provincias de El Oro, Loja y Zamora Chinchipe.
Posee un clima que varía entre cálido en la región
costanera, pasando por tropical sabana y meso-
térmico húmedo y semihúmedo; existen sitios
con altura de páramo, localizados en la zona de
mayor altitud.
Al sur de la provincia de Loja se encuentran sec-
tores áridos y secos en las proximidades con Perú.
La difícil topografía de la RSE determina que, las
tierras mayormente aptas para la agricultura se si-
túen en los pequeños valles y mesetas.
Según la Consultora del viento Normawind (Bar-
celona España), se determina que en la Región
Sur del Ecuador existe un prometedor potencial
para la instalación de parques eólicos en sitios
como: Villonaco, Chinchas, Membrillo, Salapa
Alto, Carboncillo y Fierrohurcu. (Global Wind
Energy Council 2007). Así mismo, el Consejo
Nacional de Electricidad, en su publicación del
ATLAS SOLAR DEL ECUADOR, (Figura 1), se
observa que la Región Sur del Ecuador tiene un
prometedor potencial solar para nes de genera-
ción eléctrica. (CONELEC, 2008).
principal para que instituciones privadas o gubernamentales realicen
proyectos de investigación y/o de desarrollo, que permitan mejorar las
condiciones de vida de todos los habitantes.
En el año 2006 el H.C.P.L a través de ENERLOJA, en alianzas con
el Instituto Catalán de Energía y la Consultora del viento Normawind
(Barcelona España), determinan del prometedor potencial para la insta-
lación de parques eólicos en sitios como: Villonaco con 15MW , Chin-
chas 15 MW, Proyecto Eólico Membrillo 45 MW y la determinación de
nuevos sitios de medición de potencial eólico como son: Salapa Alto,
Carboncillo y Fierrohurcu en la Región Sur del Ecuador, los cuales se
encuentran en etapa de reconocimiento. (ENERSUR, 2010).
En la actualidad se conoce que la Región Sur del Ecuador, existen gran-
des potencialidades en cuanto a energía solar y eólica, como por ejemplo
podemos citar el Parque Eólico del Villonaco, o sectores como Zapotillo
y Macará que cuentan con grandes potencialidades solares. Es necesario
establecer con certeza cientíca cuál es el potencial energético que se
tiene y en qué lugares se encuentra focalizado. Con la presente investiga-
ción se pretende dar respuesta a las siguientes interrogantes:
¿Existe la cantidad suciente de datos conables de radiación solar y
velocidad del viento, en estaciones meteorológicas de la Región Sur del
Ecuador, que permitan determinar el potencial solar y eólico?
¿Son conables los datos de radiación solar y velocidad del viento, pro-
venientes de imágenes satelitales, que permitan determinar el potencial
solar y eólico en la Región Sur del Ecuador?
¿Es posible desarrollar nuevas metodologías en el procesamiento de da-
tos de radiación solar y velocidad del viento, para realizar un análisis
espacio temporal de la información?
¿Existe en la Región Sur del Ecuador, zonas que cuenten con potencial
solar o eólico, que permita desarrollar proyectos en energías renovables?
¿Es necesario el planteamiento de una nueva red de estaciones meteoro-
lógicas en la Región Sur del Ecuador, en base a una evaluación multicri-
terios, con el n de optimizar recursos?
2. OBJETIVOS:
Objetivo general
Desarrollar modelos espacio - temporales de la radiación solar y velo-
cidad del viento en la Región Sur del Ecuador, para estimar el potencial
energético y aplicación de energías renovables.
Objetivos especícos
• Recopilar y evaluar los datos existentes de radiación solar y velocidad del viento
en la Región Sur del Ecuador.
• Desarrollar metodologías de procesamiento de datos, mediante la utilización de
un SIG que permita la interpolación y análisis espacio - temporal de los datos de
radiación solar y velocidad.
• Determinar las zonas de la Región Sur del Ecuador que tengan potencial en la
utilización de energías renovables en base a un análisis espacio temporal, y realizar
la comprobación in-situ de los resultados.
• Proponer una red optimizada de estaciones meteorológicas, con base a una eva-
luación multicriterios, para un mejor estudio de la variabilidad de los parámetros
medidos, garantizando la sostenibilidad del proyecto.
El estudio del comportamiento y de las variables
climáticas, es de vital importancia para el desarro-
llo de la Región Sur del Ecuador, debido a mu-
chos factores que afectan el buen vivir de la po-
blación, como por ejemplo: la salud, el comercio,
la agricultura, el potencial en energías renovables
(eólico solar), etc., que contribuirán de manera
Figura 1. Insolación Solar Global promedio en
Ecuador.
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3. METODOLOGÍA:
Para la obtención, validación, análisis y procesamiento de datos de radia-
ción solar y velocidad del viento, se realizará visitas técnicas para adquirir
información en organismos públicos o privados, locales, regionales y
nacionales (INAMHI, SENAGUA, GOBIERNOS PROVINCIALES,
PROYECTOS EN EJECUCIÓN). En la tabla 1 se muestra la línea la
información disponible en las entidades del estado.
Se descargará diariamente imágenes satelitales con información de ra-
diación solar y velocidad del viento en la RSE. Debe accederse a satélites
de la NASA, NOAA, Universidades, etc. Se implementará un centro in-
formático en la UNL, en donde se recopilará, almacenará y procesará la
información. Otra fuente de información es por contacto con “Institut
für Geographie der Universität Erlangen-Nürnberg” quienes tienen a su
cargo 10 estaciones automáticas que miden velocidad del viento, direc-
ción del viento y radiación solar.
Para desarrollar nuevas metodologías en el procesamiento de datos,
se utilizarán métodos estadísticos para analizar los datos puntuales, así
como un SIG (Sistema de Información Geográco, véase gura 2) para
realizar interpolación de datos. Se utilizará un SIG para procesar la in-
formación satelital recibida, así como para elaborar mapas que permitan
visualizar el comportamiento en el tiempo de la radiación solar y velo-
cidad del viento. Se desarrollará metodologías que permitan aumentar
la resolución de las imágenes satelitales y se realizará una comparación
entre ambos tipos de datos analizados, con la nalidad de ajustar los
valores, y elaborar modelos conables de los parámetros medidos.
Para determinar las Zonas de la Región Sur que
cuenten con potencial solar y eólico, se analizarán
los sectores de la RSE que cuenten con los datos
mínimos necesarios en cuanto a radiación solar y
velocidad del viento, en donde se puedan ejecu-
tar proyectos en energías renovables a pequeña
y gran escala. Se realizarán visitas técnicas a los
lugares determinados en el punto anterior, para
analizar y contrastar los resultados obtenidos, me-
diante mediciones y encuestas.
De todos los lugares que cuenten con potencial
solar o eólico, se realizará una evaluación multi-
criterios para determinar en qué lugares es conve-
niente ubicar estaciones meteorológicas, que per-
mitan validar los resultados, y para que sean una
fuente de información perdurable en el tiempo,
así mismo, se realizará la compra y la instalación
de cinco estaciones meteorológicas automáticas,
las cuales, se unirán a la Red Nacional de Esta-
ciones, y transmitirán datos diarios del compor-
tamiento del clima. Finalmente se realizará la
publicación y difusión de resultados por medios
de comunicación, publicación bibliográca, semi-
narios, cursos de capacitación, etc.
4. RESULTADOS ESPERADOS:
Al nalizar el proyecto, éste tendrá un impacto
en varios ámbitos como por ejemplo, el desarro-
llo de energías renovables con nes de genera-
ción eléctrica, determinación de la evolución del
cambio climático en la Región Sur del Ecuador,
fomento de proyectos de desarrollo social que in-
volucren la utilización veraz y oportuna de datos
de radiación solar y velocidad del viento.
Al nalizar el proyecto, se espera que el modelo
tenga una conabilidad mayor al 90%, los cuales
deben ser corroborados con la medición de datos
in situ. Se espera que los usuarios nales puedan
acceder a esta información desde la página web
de la Universidad, y utilizarlos como base para la
elaboración de proyectos que utilicen fuentes re-
novables de energía.
Tabla 1. Información existente y línea base.
Figura 2. Puntos de estaciones con información des-
de 1998 (blancos), en rojo estaciones anteriores
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La sostenibilidad del proyecto en el tiempo, se basaría en un convenio
UNL- INAMHI, en el cual la UNL se compromete a contribuir con
información permanente en el tiempo, sobre los datos captados de las
estaciones meteorológicas, así como de los resultados esperados en el
proyecto. El INAMHI por su parte se comprometería a brindar a la
UNL los datos satelitales y los modelos numéricos para la obtención
diaria y continua de resultados.
Así mismo, se pretende lograr un acuerdo UNL - INAMHI que garan-
tice la continuidad, con la colaboración permanente de personal univer-
sitario (investigadores y estudiantes). Si el objetivo se cumple, se conti-
nuará en una segunda fase, con el objetivo de aplicar los modelos al país,
y en una tercera fase, con la elaboración propia de modelos geomáticos
aplicables en todo el Ecuador.
El presente proyecto de investigación intenta
contribuir con información real, efectiva, cona-
ble y oportuna para la Región Sur del Ecuador,
en lo que se reere a datos climatológicos (velo-
cidad del viento y radiación solar) para proyectos
de desarrollo en energías renovables, agricultura,
salud humana, etc. Se pretende que estos datos
estén al alcance de todos en la página web de la
Universidad Nacional de Loja. Además, las me-
todologías geomáticos utilizadas o desarrolladas
quedarán como modelos que se pueden volver a
aplicar fácilmente en función de nuevos datos de
entrada u otra zona de estudio.
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