Resumen en español

La estimación de la irradiación en un territorio es un insumo necesario para el desarrollo de proyectos de generación de energía solar. Es importante contar con una buena caracterización del recurso solar que haga eficientes la ubicación y el dimensionamiento de este tipo de instalaciones. Actualmente, la caracterización espacial de la radiación solar en Colombia proviene del Atlas de Radiación Solar, Ultravioleta y Ozono de Colombia presentado por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM, en el cual se muestran mapas de brillo solar e irradiación global horizontal a escalas mensual y anual para todo el territorio nacional a partir de información medida en tierra, aplicando la técnica de interpolación ponderación por el inverso de la distancia (IDW, por sus siglas en inglés). Aunque IDW es una buena aproximación para estimar campos de radiación, genera patrones circulares anormales en la superficie interpolada alrededor de los puntos de medición y asume que el comportamiento espacial de las variables es únicamente dependiente de la distancia, lo que puede traer consigo algunos problemas. Esto hace indispensable que se evalúen otras metodologías que puedan generar mejores resultados, especialmente en zonas con baja cobertura de estaciones. En este estudio, se evaluaron 42 combinaciones de parámetros asociados a las metodologías de interpolación IDW, splines de plato delgado (TPS, por sus siglas en inglés), kriging ordinario (OK, por sus siglas en inglés) y kriging universal (UK, por sus siglas en inglés), para generar mapas anuales de brillo solar usando información medida en tierra proveniente 276 estaciones, e información derivada de satélite de precipitación acumulada, elevación y flujo de radiación de onda corta. Se seleccionaron nueve combinaciones de parámetros que presentaron los menores errores, para las cuales se generaron mapas anuales de brillo solar. Se implementó el modelo Angström-Prescott para convertir brillo solar en irradiación, generando mapas de irradiación basados en una zonificación climática que divide el país en cuatro regiones con climatología común: Andes, Pacífico, Orinoico-Amazonía y Caribe. La combinación que mejor desempeño mostró usó la metodología de interpolación UK e información secundaria de flujo de radiación de onda corta. Para brillo solar, esta combinación presentó un error medio aritmético (MBE, por sus siglas en inglés) de 0,163 horas, un error cuadrático medio (RMSE, por sus siglas en inglés) de 0,817 horas y un error medio aritmético estandarizado (MBES, por sus siglas en inglés) de 3,5%. Para irradiación, presentó un MBE de 0,146 kWh/m2/día, un RMSE de 0,434 kWh/m2/día y un MBES de 3,4%, arrojando el RMSE más bajo entre las 42 combinaciones evaluadas, y unos mapas que lograron exhibir el comportamiento espacial esperado de las variables e identificar los elementos principales de la orografía colombiana. Adicionalmente, se generaron campos mensuales de brillo solar e irradiación usando la mejor combinación. Los resultados obtenidos permiten aportar herramientas para mejorar las estimaciones en el futuro. Este estudio se constituye como un recurso importante para el desarrollo de proyectos de generación fotovoltaica en Colombia y para poder nutrir el conocimiento del público en general sobre el comportamiento de esta variable.