CIC 24oct 2008 Ponencia 02 Joaquin Fuentes Tratamiiento de Las Sombras

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- Introduccin

- Fundamentos- Mtodo

- Distancia

entre

colectores

- Soluciones

- Referencias

El tratamiento de las sombras en inst. solares trmicas y fotovoltaicas

Congreso Internacional de SOLCuenca, 24 de Octubre de 2008Joaqun Fuentes del Burgo

El tratamiento de las sombras enlas instalaciones solares trmicas

y fotovoltaicas en la normativaedificatoria

espaola


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Contenido

IntroduccinResumen de los fundamentos del mtodo.Mtodo de clculo de prdidas por radiacinsolar del Documento Bsico HE-Ahorro deenerga.Distancia mnima entre filas de captadores.Soluciones.Referencias.


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Introduccin

El CTE est compuesto por varios DocumentosBsicos (DB). Uno de ellos es el denominadoDocumento Bsico HE- Ahorro de energa (DB-HE), con los siguientes captulos o exigenciasbsicas:

- HE 1. Limitacin de demanda energtica.- HE 2. Rendimiento de las instalacionestrmicas.- HE 3. Eficiencia energtica de lasinstalaciones de iluminacin.- HE 4 . Con t r i buc in so lar m n im a de agua

cal ien te san i t a r ia .

- HE 5 . Con t r i buc in f o tov o l ta i ca m n im a de

ener ga elct r ica.


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Introduccin

Objetivosl Ahorro de consumo de energas convencionales.l Favorecer la sostenibilidad.l Rentabilizacin de la inversin.

Factores que afectan negativamente a laconsecucin de dichos objetivos:l Las prdidas por orientacin.l Las prdidas por sombras.


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Introduccin

Tipos de sombras

(Fuente: Lillo Bravo, I.; et al. 2004)

Sombreados temporales

Sombras del edificio

(Fuente: Antony, F.; et al. 2006)


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Introduccin

Tipos de sombras


Sombras debidas a la situacin


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Introduccin

El CTE permite un porcentaje mximo deprdidas de energa debido a la orientacin, lainclinacin y las sombras.

Tabla 2.4. Prdidas lmite

Caso Orientacin e

inclinacinSombras Total

General

Superposicin

Integracin

arquitectnica

10 %

20 %

40 %

10 %

15 %

20 %

15 %

30 %

50 %


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Introduccin

Clasificacin de las formas de montaje de las instalaciones


General

Superposicin

Integracin arquitectnica


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Introduccin

Caso de prdidas de energa debido a laorientacin.

S



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Resumen de los fundamentos del mtodo declculo de las sombras

Para simplificar el problema del movimiento del sol,se supone la tierra fija y el Sol dando vueltas, por loque el movimiento del sol respecto de unobservador fijo sera el que muestra la figura.

(Fuente: Sevilla, A. 1992)


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Los recorridos aparentes del Sol en distintosdas del ao

(Fuente: Sevilla, A. 1992)


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(Fuente:Aliz Fernndez. 1981)

Se utiliza unsistema horizontalde coordenadas,considerando alobservador comoel centro de unaesfera, de radio losuficientementegrande como paraque el Sol,proyectado sobre

ella, se puedaconsiderarpuntual.


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Con este sistema de referencia, la posicin del sol sepuede determinar mediante dos coordenadas:l Altura solar h.l Acimut z.

(+)

(-)


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Las ecuaciones que definen el movimiento del Solrespecto de este sistema de referencia:l ngulo horario () : = hn15l Declinacin solar ()

+=

365

28436045,23

Nsen

A partir de la trigonometra esfrica

coscoscos LsenLsenhsen +=

cossenzsen =Siendo- N el nmero del da del ao.- L la latitud del lugar.


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Diagramas de trayectorias solares



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Mtodo de clculo de prdidas por radiacinsolar del Documento Bsico- Ahorro de Energa

El procedimiento recogido en el Documento Bsico-HE estaba incluido en el Pliego de CondicionesTcnicas de Instalaciones de Baja Temperatura delInstituto de Diversificacin y Ahorro de Energa(IDAE).

Consiste en un mtodo de clculo de las prdidas deradiacin solar que experimenta una superficiedebidas a sombras circundantes. Las prdidas seexpresan como un porcentaje de la radiacin solarglobal que incidira sobre la mencionadassuperficies, de no existir sombra alguna.

Se ha de representar el perfil de obstculos queafecta a la superficie de estudio con un nicodiagrama de trayectorias del sol.


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Diagrama de trayectorias del Sol contenido en elDB-HE

E O


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Tablas de referencia


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Aplicacin (= 0; = 40)

Sombrado parcial :

A3; A1 ; A2 ; A4 ; A6 ; A8 ; A10

Sombrado total: Ninguna


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Aplicacin (= 0; = 40)

S= 0,25A3 + 0,50A1 + 0,50A2 +

0,50A4 + 0,50A6 + 0,50A8 + 0,25A10

S= 0,252,70 + 0,503,17 + 0,503,17 +

0,50 2,70 + 0,501,79 + 0,500,98 +

0,250,10 = 6,61 %


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- Distancia

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Distancia mnima entre filas de captadores

La distancia entre filas de mdulos depende de la longitudde los mdulos as como de la inclinacin , , y el ngulode altura solar, h, mnimo en el lugar de instalacin.

( )hsen

hsenad

180

=


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- Distancia

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Distancia mnima entre filas de captadores

Procedimiento simplificado que propone el IDAE.

hk

Latitud

hd

)61tan(

=

=

Valores del coeficiente k

Latitud

k

29

1,600

37

2,246

39

2,475

41

2,747

43

3,078

45

3,486


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Soluciones

Frente a sombras del edificio



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Soluciones

Frente a sombras del edificio



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Soluciones

Frente a sombras de situacin

(Fuente: Cortes, J.J. 2008)


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Soluciones

Cuando no se tiene espacio suficiente para separar

los paneles.


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colectores



Soluciones

Circuito optimizado del generador con proyeccin

de sombra vertical en movimiento.


La delgada sombra que se mueve durante el da de izda. adcha. (por ejemplo producida por chimenea industrial al

Sur). Mediante el ajustado del circuito representado en la

imagen, de 6 cadenas con 8 mdulos cada una, se puede

limitar el efecto del sombreado sobre una cadena.


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Soluciones

Circuito optimizado del generador con proyeccinlateral de sombra.


El sombreado matutino (que desaparece al medioda) y de costado de laparte dcha. de la planta por un edificio contiguo situado al Este.

Sombreado vespertino (que comienza bien avanzada la tarde) de la

parte izda. inferior de la planta de un edificio contiguo situado al Oeste.

El circuito, con 8 cadenas de 6 mdulos cada una, dispuestas stas en

diagonales, limita el efecto del sombreado a tan solo unas pocas cadenas.


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Referencias

ANTONY, F.; DRSCHNER, C.; REMMERS, K. Fo tovo l ta i capar a pr of es ional es. Diseo, in sta lac in y com erc ia l izac inde p lan tas so la res fo tovo l ta i cas. Sevilla: PROGENSA,2006.ALIZ FERNNDEZ, E. Ener ga so lar . Clcu lo y d iseo deins ta lac iones. Madrid: Seccin de Publicaciones de laE.T.S. de Ingenieros Industriales, 1981.

CASANOVA COLS, J. (Coordinador). Cur so d e en er gasolar. Valladolid: Secretariado de Publicaciones de laUniversidad de Valladolid, 1993.CORTS, J.J., Estructuras para paneles solares:Seguidores solares. Curso de Verano de la UCLM:Instalaciones solares fotovoltaicas en edificacin einfraestructuras de telecomunicacin, Cuenca (2008).

LILLO BRAVO, I.; HASELHUHN, R.; HEMMERLE, C.I ns ta lac iones fo tovo l ta i cas . Manua l para uso deins ta ladores , fabr icantes , proyec t is tas , ingen ieros yarq ui t ect os, inst i t uc io nes d e enseanza y deinves t igac in. Sevilla: Sociedad para el DesarrolloEnergtico de Andaluca, S.A. (SODEAN), 2004.


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Referencias

Instituto de Diversificacin y Ahorro de Energa (IDAE).Plieg o d e cond icio ne s tcni cas de in st alaci on es de en erga

so la r fo tovo l ta i ca de ins ta lac iones conec tadas a red .

Madrid: IDAE, 2002.Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que seaprueba el Cdigo Tcnico de la Edificacin. Documento

Bsico HE- Ahorro de energa.SEVILLA, A. La energa de l Sol y d el Vien t o. Recu rsosinago t ab les a l a lcance de tod os. Madrid: Editorial Alcin,S.A., 1992.

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