Sistema de predicción del Recurso Solar aplicado a centrales termosolares

Abstract

La consecución global de este proyecto conlleva desarrollar un sistema de predicción a corto plazo del recurso solar, focalizando el resultado final a la extracción y transformación de la radiación directa. Más concretamente, este proyecto consiste en un desarrollo informático que permite calcular la superficie sombreada1 de un campo solar por acción de los obstáculos transitorios que constituyen las nubes. El origen de datos del sistema se compone de imágenes de frecuencia minutal provenientes de una cámara de nubes, datos de altura y composición de aerosoles del aire facilitados por un ceilómetro e información de radiación cedida por un pirheliómetro. La herramienta desarrollada analiza el contenido de una fotografía de la bóveda celeste realizando las siguientes sub-tareas: Filtrado paso alto para realzar los bordes, reducción del área a procesar en función del foco de visión deseado, cálculo de la posición de los elementos capturados que forman parte de la estructura de la cámara y aplicación de una máscara, extrapolación de la información de la imagen oculta tras los elementos de la estructura , aplicación de un algoritmo que determina qué información de la imagen se corresponde con cielo y qué parte se corresponde con una nube, cálculo de la posición relativa del Sol en la imagen y la zona de bóveda que infiere sobre el campo solar descartando el resto de información, superposición de las nubes sobre el campo solar y cálculo de la potencia solar teórica capturada.

The global aim of this project is developing a short time solar forecasting system (nowcasting), focusing on the direct irradiation extraction. Within this global target, this project is a computer tool to calculate the shading surface of a solar field produced for transient obstacles, better said, the clouds. The system data source includes minutal frequency images from a total sky camera, information about height and air composition given for a ceilometer and irradiation data taken from a pyrheliometer. The developed tool analyses a whole sky picture and does several tasks: high pass filtering to encouraging the edges, reduction of processing area based on focus of vision parameter, detection of the camera arms position and application of a mask, calculation of hidden information by the arms, application of an algorithm in order to determinate the information of each pixel (if it is a cloud or a sky zone), calculation of relative solar position within the picture and the sky area involved in the solar field shading and ignoring the rest, superimposing the clouds over the solar field and finally, calculation of the theorical solar power captured.