Determinación de la irradiación esperable

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Milo
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Determinación de la irradiación esperable

Mensaje #1 por Milo » Jue, 16 Nov 2017, 22:18

Aunque la Tierra gira en torno al Sol describiendo una órbita elíptica, donde el Sol ocupa una posición excéntrica situado en uno de sus focos, este hecho sólo provoca que la radiación solar que alcanza la Tierra fluctúe en un ±3%.

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De hecho, el afelio, punto más alejado, se alcanza en torno al 4 de Julio, mientras que el perihelio, punto más cercano al Sol, se alcanza en torno al 3 de Enero, con lo que la intensidad de radiación solar fuera de la atmósfera es mayor en los meses de invierno.

Lo que determina las estaciones y la variación de duración del día y la noche a lo largo del año es la desviación del eje de rotación de la Tierra (23,5º) respecto al plano de la eclíptica, y no la cercanía al Sol.

La inclinación del eje de la Tierra respecto al plano de la eclíptica determina unos paralelos denominados trópicos. De tal modo que en el solsticio de verano, durante el mediodía, los rayos solares caen verticalmente sobre los lugares situados en el trópico de Cáncer, mientras que en el solsticio de invierno lo hacen sobre el trópico de Capricornio.

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Así, la energía recogida por los paneles dependerá fundamentalmente de su ubicación y posición, dado que mientras que dependiendo de la ubicación de la instalación se tendrán unos determinados valores medios de radiación solar, dependiendo de la posición de los paneles se tendrá un determinado grado de captación de esa radiación. De este modo, se tiene que para obtener el máximo rendimiento, las instalaciones solares fijas se orientan hacia el Sur con una inclinación determinada por la latitud del lugar.

Dado que se se tiene que la inclinación óptima estará en torno a la latitud del lugar de la instalación, dado que si es de unos +10º se tendrá una captación preferente en invierno, mientras con unos -10º la captación será preferentemente en verano.

NOTA: Para obtener el máximo rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red existen soluciones en las que los módulos fotovoltaicos se encuentran situados en estructuras móviles que realizan el seguimiento de la radiación solar para así lograr captar la mayor cantidad de energía. Estos sistemas suelen realizar el seguimiento horario y diario mediante su movimiento en dos ejes.

Así, tenemos que variando beta mejoramos la captación en determinadas épocas del año, de modo que mientras para mejorar la captación en invierno habrá que levantar el panel, en verano habrá que tumbarlo.

Así, en una instalación solar fija, teniendo en cuenta que en verano hay mayor radiación solar, se favorecerá un ángulo de inclinación pequeño que permita captar la mayor energía, dado que en verano la mayor parte de la radiación será directa y el sol proyecta la luz más perpendicularmente a la superficie terrestre. Por ejemple, en una localización de latitud 42º, la máxima captación anual para conexión a red se obtendría con una inclinación de entre 30 y 35 grados.

Para la determinación de la energía captada en la superficie de los paneles se recurre al pliego de condiciones técnicas de instalaciones solares térmicas de baja temperatura. Este documento proporciona los datos de irradiación global diaria media (Gdm(0) [J/m2]) sobre superficie horizontal y por provincias, y dado que un panel solar tendrá una determinada orientación, que vendrá dada por el ángulo de azimut (a), y una determinada inclinación, que vendrá dada por el ángulo de inclinación (b), habrá que determinar la irradiación sobre la superficie de los paneles (Gdm(a,b)).

Para corregir los datos de irradiación que vienen dados para una superficie horizontal ( Gdm ( 0 ) : energía incidente por día y metro cuadrado de superficie horizontal en cada uno de los meses del año), se emplea el denominado factor k, el cual viene determinado por la inclinación ( b ) de los módulos en función de la latitud del lugar.

Debido a que la orientación óptima (máxima captación de energía) es en dirección Sur, cualquier desviación ( a ) restará eficiencia al sistema, provocando unas pérdidas.


           
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