ENERGA SOLAR
Profesor: Jorge Montealegre Garca
Sol esfera gaseosa, dimetro=1.391.000 km 71 % de hidrgeno, 27% De helio y 2% de materia slida.
Distancia media Sol-Tierra: ro=1 =1,496*108 km = 1 AUAU = Unidad astronmica
Dimensiones: Sol = Baln ftbol Tierra = Grano de arena Distancia Sol-Tierra: 25 metros
EL SOL
La energa solar est garantizada para los prximos 6000 millones de aos prximos aos
LA ENERGA DEL SOL
La Tierra recibe 174 petavatios deradiacin solar entrante (insolacin) desdela capa ms alta de la atmsfera.
A cada instante la superficie delhemisferio terrestre expuesto al sol recibeuna potencia de ms de 50 000 TW.
Se estima que la energa total que absorben la atmsfera, los ocanos y los continentes puede ser de 3 850 000 exajulios por ao.
La cantidad de energa primaria consumida en el mundo en el ao 2010, ascendi a un total de 527,7 EJ.
VISIN GLOBAL
MENTALIDAD ACTUAL
Constante solar = 1367 W / m2 3%
Parte de la energa que emite llega a la capa exterior de la atmsfera terrestre con una irradianciapromedio de:
El sol es un enorme reactor de fusin nuclear que liberan enormes cantidades de energa en forma de energa electromagntica
CONSTANTE SOLAR
El valor de esta constante vara en funcin de la funcin de la distancia entre la tierra y el sol, adems de la actividad solar
CONSTANTE SOLAR
Constante solar = 1367 W / m2 3%
IRRADIANCIA VS IRRADIACIN
Intensidad de la radiacin electromagntica solar incidente en una superficie de 1 metro cuadrado
[kW/m 2 ]
Integral de la irradiancia solar a lo largo de un periodo de
tiempo determinado
[kWh/m 2]
IRRADIANCIA IRRADIACIN
ENERGA PROVENIENTE DEL SOL
COMPONENTES DE LA RADIACIN
COEFICIENTE DE ALBEDO
TRAYECTORIA DEL SOL
TRAYECTORIA DEL SOL
https://www.youtube.com/watch?v=VBLxGv32OWs
ESTACIONESHemisferio SUR:
Solsticio de invierno (21 Junio): da ms corto Solsticio de verano (21 de Diciembre): da ms largo Equinoccio de otoo (20 de Marzo): da=noche (paso de verano a otoo) Equinoccio de primavera (22 de Septiembre): da=noche (paso de invierno a
primavera)
Hemisferio NORTE:
Solsticio de verano (21 Junio): da ms largo Solsticio de invierno (21 de Diciembre): da ms corto Equinoccio de primavera (20 de Marzo): da=noche (paso de invierno a
primavera) Equinoccio de otoo (22 de Septiembre): da=noche (paso de verano a otoo)
DECLINACIN SOLAR
+=
365)284(*360
*45.23 nsen
Siendo: : Declinacin Solar [grados]n : Numero del da de 1 a 365
Declinacin ngulo formado entre el rayo solar con el plano del ecuador en cada poca del ao ()
DECLINACIN SOLAR
El sol est posicionado en un ngulo de incidencia de 90 respecto a la superficie terrestre (cnit) en el ecuador los dos das de equinoccio y en los trpicos durante los solsticios.
Fuera de la latitud tropical, el sol no puede alcanzar el cnit sobre la superficie terrestre, pero alcanzar su punto ms alto (dependiendo de la latitud) en el solsticio de verano, en el hemisferio norte y en el solsticio de invierno en el hemisferio sur.
DECLINACIN SOLAR
Azimut () Angulo de inclinacin del Sol proyectado a la Superficie con respecto a la lnea Norte-Sur [grados]
Azimut () Angulo de inclinacin del mdulo proyectado a la Superficie con respecto a la lnea Norte-Sur [grados]
Inclinacin () Angulo que forma el mdulo con respecto a la horizontal [grados]Angulo Cenital (Z) Angulo de los rayos solares con respecto a la vertical [grados]
Altura Solar () Angulo de los rayos solares con respecto a la Horizontal [grados]
nDeclinaciLatitud = 90
COORDENADAS HORIZONTALESPara determinar la posicin de un astro (en nuestro caso el sol) con respecto al centro del plano del horizonte (en nuestro caso, punto donde se sita la instalacin), hay que definir dos coordenadas:
ALTURA: entre 0 y 90
ACIMUT: entre 0 y 360
COORDENADAS GEOGRFICAS
La latitud es el ngulo que existe entre un punto cualquiera y el Ecuador. Las lneas de latitud se denominan paralelos.
La longitud mide el ngulo a lo largo del Ecuador desde cualquier punto de la Tierra. Se acepta que Greenwich en Londres es la longitud 0 en la mayora de las sociedades modernas. Las lneas de longitud son crculos mximos que pasan por los polos y se llaman meridianos.
CARTAS SOLARES
CARTAS SOLARES
BASES DE DATOS METEOROLGICAS
Tambin hay bases de datos comerciales y basadas en informacin satelital.
NASA: https://eosweb.larc.nasa.gov/sse/
Joint Research Centre: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/
Atlas solar del Ecuador del CONELEC.
Software Meteonorm
Norma Ecuatoriana de la construccin
BASE DE DATOS DE LA NASA
BASE DE DATOS DE LA NASA
ATLAS SOLAR DEL ECUADOR
ATLAS SOLAR DEL ECUADOR
ATLAS SOLAR DEL ECUADOR
ATLAS SOLAR DEL ECUADOR
BASE DE DATOS DE TEMPERATURA
http://www.serviciometeorologico.gob.ec/clima/#
RADIACIN VS LATITUD
INCLINACIN Y ORIENTACIN
Para inclinar los paneles de forma que reciban los rayos solares perpendicularmente al medioda del da ms largo del ao es necesario conocer la altura mxima (en grados) que alcanza el sol sobre el horizonte en ese instante, altura que se obtiene a partir de la frmula siguiente:
Fuera de la latitud tropical, el sol no puede alcanzar el cnit sobre la superficie terrestre, pero alcanzar su punto ms alto (dependiendo de la latitud) en el solsticio de verano, en el hemisferio norte y en el solsticio de invierno en el hemisferio sur.
INCLINACIN Y ORIENTACIN Durante un da, el sol se desplaza desde una posicin al este, hasta otra en el oeste. Por lo
tanto, si el panel est fijo y no puede mirar en cada instante al sol, lo situamos de tal forma que, la mitad del da el sol se encuentra a la izquierda del panel, durante la otra mitad se encuentre a su derecha y justo a medioda se encuentra de frente.
En el hemisferio norte, esto supone orientar el panel hacia el sur (acimut del panel cero definido con respecto a la direccin sur).
En el hemisferio sur, esto supone orientar el panel hacia el norte (acimut del panel cero definido con respecto a la direccin norte).
Esto nos permite maximizar la radiacin incidente del sol con respecto a su evolucin durante un da, de este a oeste.
INCLINACIN Y ORIENTACIN La definicin de la inclinacin del panel respecto al plano del horizonte permite maximizar la radiacin incidente con respecto a las distintas alturas a las que se encuentra el sol durante el ao.
En Guayaquil, en el solsticio de invierno, la altura a medioda es de 65, mientras que en el solsticio de verano la altura a medioda es de 69.
Siendo las inclinaciones ptimas respectivas del panel 25 y 21 respectivamente.
La inclinacin ptima para maximizar la produccin anual es de 0 pero lo recomendable es darle una inclinacin de 10 para evitar la acumulacin de suciedad.
SEPARACIN DE PANELES senh *=
)()cos(*
1
sen
hd =
1)cos(* dd +=
Ancho del mdulo solar d Distancia minima entre filas d1 Distancia minima entre estructuras h Altura de estructura Inclinacin de mdulos Angulo de altura d2 Distancia de seguridad entre estructuras dT Distancia Total entre filas.
= Altura Solar cambia durante el ao, se suele elegir la mnima en Guayaquil 68.75 = 90 Latitud del Lugar (Norte + , Sur -)o 23.5
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