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