Sobre ficheros climáticos y radiación solar

Radiación Solar

por Germán Campos

Uno de los pilares de la fiabilidad o representatividad de una simulación energética es el fichero climático utilizado.

Habitualmente se trabaja con dos tipos de ficheros, un fichero de año típico, estandarizado y generado en base a diferentes procedimientos (selección dentro de series históricas o síntesis estadística) o un fichero de año real, generalmente basado en datos observados para un año concreto.

Para simulaciones orientadas a estudios de optimización energética o cumplimiento normativo, lo habitual es trabajar con el año tipo, mientras que para simulaciones calibradas de edificios existentes se debe trabajar con ficheros históricos.

En España se ha extendido el uso de los ficheros sintéticos SWEC (Spanish Weather for Energy Calculations) que se desarrollaron para su uso en el programa Calener y que se generaron teóricamente de forma sintética utilizando un software llamado Climed (programa portugués desarrollado por Ricardo Aguilar) a partir de promedios mensuales proporcionados por la Agencia Estatal de Meteorología (algo similar a los procedimientos del software Meteonorm).

Lamentablemente ni el software Climed ni la metodología empleada están disponibles para poder investigar algo más al respecto.

En las últimas revisiones del Código Técnico se modificaron los ficheros climáticos oficiales por otros aún más normalizados, apoyados en las severidades climáticas y que otorgaban los mismos datos climáticos para invierno o verano a aquellas zonas que compartían la misma severidad.

Dichas características hacen poco aconsejable el uso de dichos ficheros más allá del cumplimiento normativo.

Las alternativas para encontrar ficheros climáticos más representativos pasan por la elaboración propia (en base a datos servicios meteorológicos o estaciones particulares) o por la adquisición de ficheros previo paso por caja, opción que puede resultar más que recomendable en muchas ocasiones.

En todo caso, resulta indispensable al menos conocer el origen de los datos climáticos con los que estamos trabajando en nuestro proyecto, de cara a establecer las hipótesis y metodologías más adecuadas en el desarrollo de la modelización.

Incluso cuando los ficheros provengan de una fuente fiable, es aconsejable conocer cómo se han generado y cuál es el origen de las diferentes variables climáticas.

Dentro de las mismas, hay una de gran importancia, cuya fiabilidad no cuestionamos cuando en realidad su origen rara vez proviene de lecturas reales: la radiación solar.

La radiación solar

El caballo de batalla de los datos meteorológicos durante las últimas 3 décadas ha sido la radiación solar (global horizontal y normal directa), al no provenir de lecturas reales sino derivados de diferentes modelos solares y de cielo.

Todas las variantes conocidas de ficheros de año típico (TMY, WYEC, IWEC, etc.) así como ficheros climáticos históricos se basan en modelos de radiación solar. A pesar del gran trabajo realizado en tales caracterizaciones (véase M.Iqbal, «An Introduction to Solar Radiation», Academic Press, 1983), sigue habiendo un problema de base asociado a la falta de buenas mediciones para ajustar cualquiera de los modelos. Por ejemplo, los ficheros climáticos Ashrae IWEC2 (los más actuales, publicados por Ashrae y White Box Technologies) se basan en uno o dos años de datos medidos en 50 ubicaciones, de los que se derivan 28 conjuntos de coeficientes de regresión que se aplicaron en la generación de las 3.012 ficheros IWEC2 disponibles.

Durante la última década y media, investigadores de todo el mundo han estado trabajando para derivar la radiación solar a partir de imágenes satelitales meteorológicas, impulsados en gran medida por las necesidades de la industria solar de cuantificar la producción y rentabilidad de sus plantas solares. Si bien el sector de la simulación energética de edificios podría beneficiarse de estos estudios, su coste es desorbitado, con precios cercanos a los 1.000€ para un conjunto de datos de una única ubicación.

Una novedad positiva de los últimos cinco años es que varias oficinas gubernamentales están empezando a ofrecer acceso a datos de radiación solar obtenidos desde satélite a precios razonables. La empresa White Box Technologies (WBT) ha conseguido acceso a esta información así como permiso para utilizarla en el desarrollo de ficheros climáticos.

A partir de 2018, WBT va a poder proporcionar ficheros meteorológicos históricos con radiación solar derivada de datos de satélite en diferentes periodos (desde 2004 en Europa) y con radiación solar del 2016 en adelante basada en modelos ajustados a partir de estos históricos previos.

Esto son buenas noticias para el campo de la simulación de edificios,  especialmente en aquellos proyectos donde la radiación solar supone una estrategia fundamental en el planteamiento del diseño.

Durante los próximos años es probable que veamos comparativas de estos nuevos modelos de radiación con aquellos con los que estamos trabajando actualmente, y podamos evaluar mejor la sensibilidad de nuestros cálculos ante esta variable.

El acceso a estos ficheros climáticos no será, al menos de momento, gratuito. Pero su coste será insignificante con respecto al de nuestras simulaciones y mucho más aún con respecto a la mejora del proyecto que de ellas se derive.