Desarrollada en el Departamento de Ingeniería Mecánica, la tesis New methodologies and improved models in the estimation of solar irradation ha sido dirigida por Javier Martínez de Pisón y Óscar Perpiñán Lamigueiro. Fernando Antoñanzas Torres ha logrado la calificación de sobresaliente 'cum laude' por unanimidad del tribunal con mención internacional al título.

Entre otros resultados, el doctor Antoñanzas Torres ha generado el primer mapa de radiación solar para La Rioja (200x200m.), fruto de una nueva metodología que permite una mejora de la escala y ajustar las estimaciones de radiación solar a la realidad topográfica, lo que reduce significativamente los errores.

Otros mapas de radiación solar se elaboran mediante datos e imágenes de satélites y son provistos en resoluciones de varios kilómetros a decenas de kilómetros, implicando una alta incertidumbre/error en zonas con topografías complejas (montañas, valles profundos...).

El código de programación en lenguaje R se ha hecho de dominio público para permitir el desarrollo de nuevos mapas y estimaciones en distintos lugares y regiones, lo que constituye una de las contribuciones principales de esta tesis.

Este proyecto -desarrollado junto a sus directores de tesis y Javier Antoñanzas Torres- ha sido posible gracias a una ayuda del Instituto de Estudios Riojanos (IER), complementaria a la beca FPI-UR-2012 con la que ha desarrollado toda su investigación doctoral.

Los resultados de esta tesis han sido publicados en cinco publicaciones científicas internacionales y han estado relacionados con otras veinte publicaciones y comunicaciones científicas. Fernando Antoñanzas Torres ha desarrollado tres estancias investigadoras en el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) de Madrid; en la Universidad de California en San Diego (USA); y en el Joint Research Centre de la Comisión Europea en Italia.

ENERGÍA SOLAR

El gran desarrollo que se está viviendo en el campo de la energía solar, de la agricultura tecnificada y del análisis climático requiere de un mejor conocimiento de la radiación solar que recibe nuestro planeta. Aunque la radiación solar se puede medir con alta precisión con piranómetros, si estos están correctamente mantenidos, existe gran escasez de estos sensores en la mayoría de los países y regiones.

Además, debido a la alta variabilidad espacial y temporal de la radiación solar, aquellos datos de estaciones cercanas al punto de interés pueden tener un alto grado de incertidumbre y no ser fiables para determinadas aplicaciones. Por lo tanto, la irradiación solar deber ser modelada y estimada en numerosas ocasiones.

En las últimas décadas se han propuesto una gran variedad de técnicas para estimar la radiación solar. Sin embargo, y a pesar del gran número de estudios en esta área, todavía existen algunos problemas e inconvenientes en todos estos métodos, que afectan directamente al error en las estimaciones de radiación solar.

En este contexto, la tesis de Fernando Antoñanzas se ha centrado en dos bloques de estudios principales: los modelos temporales y los modelos espaciales para la estimación de la irradiación solar.

Dentro del primer bloque, el doctor Antoñanzas propone metodologías para el desarrollo de modelos basados en otras variables meteorológicas comúnmente medidas y relacionadas con la radiación solar como las temperaturas y la lluvia. Además ha estudiado los principales modelos de estimación de radiación solar a partir de sensores en satélites y analizado la propagación de los errores en función de la incertidumbre de cada una de las variables de entrada para poder entender y estimar el error de sus estimaciones.

El segundo bloque de modelos se enfocó con el objetivo de desarrollar metodologías para la generación de mapas de irradiación solar. Inicialmente, se combinaron las estimaciones obtenidas por satélite con las medidas en tierra para realizar mapas más precisos de irradiación solar en el plano horizontal y también en distintos planos inclinados destinados a la energía solar fotovoltaica.

Finalmente, la tesis incluye mapas de radiación solar para España y de la incertidumbre asociada a estas estimaciones, interesantes de cara a establecer los riesgos en las inversiones de energía fotovoltaica.