Estimación de la radiación promedio mensual en un plano

Dr. Aarón Sánchez Juárez

Centro de Investigación en Energía

UNAM

Dispersión de la radiación solar en la atmósfera

Gb

Gd

Dispersión por gases y aerosoles

GSCDispersión por las nubes

Colector solar

Medición con un piranómetro

Gd

Gb

Gd

Gb

Dispositivo de sombreado

Gh = Gb cos z + Gd G = Gd

z

Radiación Global Radiación Difusa

Promedios mensuales de Insolación

Promedios mensuales de insolación H en MJ/m2. Temixco, Morelos.

Mes H0 2002 2001 2000 1996 1990 mediaE 27,6 17,5 17,7 17,9 17,7F 31,2 19,1 20,2 21,3 20,2M 35,1 23,2 23,4 22,1 23,4 21,4 22,7A 38,0 23,7 22,0 23,8 22,6 22,4 22,9M 39,1 21,8 21,5 22,4 21,9 21,9J 39,3 22,1 21,6 20,9 21,4 21,5J 39,1 23,8 22,8 21,5 22,7A 38,3 21,5 19,8 22,8 21,4S 36,2 19,5 21,7 20,5 20,6O 32,6 19,9 18,7 18,1 18,9N 28,7 17,9 18,3 16,8 17,7D 26,5 15,2 14,8 15,9 15,3

AÑO

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

E F M A M J J A S O N D

MES

H [

MJ/

m2 ]

Indices de claridad promedio

Indice de claridad promedios mensuales

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

E F M A M J J A S O N D

MES

KT

Expresan la transparencia de la atmósfera

Modelo de Collares-Pereira y Rabl (1971)

Calcula irradiación difusa promedio mensual si se conoce la global

103115cos)90(00455.0505.0)90(00606.0775.0 Tssd K

H

H

0HH

KT

tantanarccos2

15 Ns

Indice de claridad promedio mensual

Angulo horario de anochecer

Modelo de Collares-Pereira y Rabl (cont.)

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.90.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

s=90º

s=80º

s=100º

Hd / H

h

KT

Comportamiento del modelo para diferentes ángulos horarios

Radiación difusa en un colector inclinado

Energía no captada

Energía captada

Radiación reflejada en el piso

Radiación incidente en el colector

2cos1

2cos1

)(

HHRHHH dbdI

bR -Factor de inclinación

- reflectancia del piso

directa difusa reflejada

Factor de inclinación

ene 1.36 jul 0.89

feb 1.22 ago 0.95

mar 1.08 sep 1.04

abr 1.00 oct 1.17

may 0.92 nov 1.30

jun 0.87 dic 1.39

Tabla de factores de inclinación para latitud 20º y Colector inclinado a 20º

Tablas más completas en Goswami, p. 589 y Duffie, Apéndice D. También hay ecuaciones

Albedo del piso

Superficie Reflectividad

(albedo)nieve 0.75

agua 0.07

tierra 0.14

Concreto 0.22

Hierba seca 0.20

grava 0.20

Edificios claros 0.60

Edificios oscuros 0.27

Más datos en Goswami, p. 602

Bibliografía

J. A. Duffie, W. A. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes, Second Ed. (Wiley, New York, 1991).

D. Y. Goswami, F. Kreith, J. F. Kreider, Principles of Solar Engineering, 2nd edition (Taylor & Francis, Philadelphia, 1999).