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Publicada porDesiderio Aguayo Modificado hace 9 años
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Tema Radiación Solar Leocadio Hontoria 1 de 16
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Índice 1.CONCEPTOS Y DEFINICIONES 1.1. El Sol
1.2. Relaciones Astronómicas Sol-Tierra 1.3. Naturaleza Radiación Solar. 1.4. Cálculos de diferentes componentes. 2.OBTENCIÓN RADIACIÓN SOLAR GLOBAL 2.1. Datos Estación Meteorológica. Medidor Solar: Piranómetro. Radiación Global Horizontal. 2.2. Atlas Solar. Estación Meteorológica. Medidor Solar: Heliógrafo: Horas de Sol. Radiación Solar Global Media. 2.3. Generación sintética. Radiación Solar Global Diaria y Horaria. 2.4. Descomposición de la Radiación Global en Directa y Difusa 3.CÁLCULO RADIACIÓN SOLAR GLOBAL SUPERFICIES INCLINADAS 3.1. Método General de Cálculo. 3.2. Algoritmo Particular Leocadio Hontoria 2 de 16
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CONCEPTOS Y DEFINICIONES
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OBJETIVOS: 1. Conocer movimiento sol tierra
2. Distinguir Componentes Radiación Solar Leocadio Hontoria 4 de 16
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* Sol = Estrella = Horno Nuclear
El Sol * Sol = Estrella = Horno Nuclear * Distancia Tierra-Sol: 150 millones de km * Luz solar tarda 8 minutos en llegar a la tierra * Diámetro: km (>100 planeta tierra) * Masa: planetas tierra * Temperatura superficial: 5600 K * Vida: millones de años * Horno Nuclear: Transforma Masa en Energía según la ecuación E = mc2 * Radiación que llega a la tierra: En la atmósfera exterior: 1.4 kW /m2 A la superficie terrestre: kW /m2 * Luz = Onda electromagnética: visible, infrarrojo ultravioleta, rayos X, etc: espectro solar Leocadio Hontoria 5 de 16
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Relaciones Astronómicas Sol Tierra I
21/22 Junio Solsticio Verano 21/22 Diciembre Solsticio Invierno 20/21 Marzo Equinoccio Primavera 22/23 Septiembre Equinoccio Otoño Afelio Perihelio 1 UA 1.017 UA 0.983 UA Movimiento de la tierra alrededor del sol Leocadio Hontoria 6 de 16
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siendo n = número de orden del día . Por ejemplo
Relaciones Astronómicas Sol Tierra II * Declinación: Angulo formado por el plano del ecuador terrestre y la eclíptica : . * Excentricidad: Cociente entre la distancia sol tierra media (UA) y la distancia en cualquier instante elevado al cuadrado. o = (ro/r)2 Variación de la declinación: Solsticio de verano: 23.45 Solsticio de invierno: Equinoccios: 0º Variación de la excentricidad Afelio UA Perihelio UA (º) = sen [2·π (n + 284) / 365] o = cos (2·π·n / 365) siendo n = número de orden del día . Por ejemplo 1 de enero n=1 31 de diciembre n=365 Leocadio Hontoria 7 de 16
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Relaciones Astronómicas Sol Tierra III
ZENIT TRAYECTORIA APARENTE DEL SOL O ZS wp + s s S N - s ws PROYECCIÓN DE LA TRAYECTORIA DEL SOL E Leocadio Hontoria 8 de 16
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Hora Solar o Ángulo horario ( ) HO -12 +AO
Relaciones Astronómicas Sol Tierra IV Latitud del lugar: Declinación solar (º) = sen [2·π (n + 284)/365] Excentricidad o o = cos (2·π·n / 365) Altura Solar Distancia Zenital ZS cos zs = sen sen + cos cos cos =sen Ángulo Acimut s cos s = (sen sen - sen ) / (cos cos ) Hora Solar o Ángulo horario ( ) HO -12 +AO Hora Solar o Ángulo horario salida ( s) s = -arccos (-tg tg ) Hora Solar o Ángulo horario puesta ( p) p = - s Leocadio Hontoria 9 de 16
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Naturaleza Radiación Solar
Extraterrestre Bo Atmósfera Difusa D Directa B Superficie Receptora Albedo R Global = Directa + Difusa + Albedo G = B D R Índice de Claridad KT =G/Bo Fracción de Difusa KD =D/G Leocadio Hontoria 10 de 16
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Nomenclatura y Notación
* Radiación: sentido genérico * Irradiación: energía kWh/m2 * Irradiancia: potencia kW/m2 * Intensidad: irradiancia en una determinada dirección y contenida en la unidad de ángulo sólido kW/m2/sr * Insolación: cuando la fuente es el sol Radiación Extraterrestre Bo * Extraterrestre sobre superficie horizontal Bo(0) Radiación Global G * Global sobre cualquier superficie G(,) Radiación Directa B * Directa Horaria Bh Radiación Difusa D * Difusa Horaria Media Mensual Dhm Radiación Albedo R * Albedo Diaria Rd Leocadio Hontoria 11 de 16
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Radiación Extraterrestre. Cálculos Teóricos
Radiación Extraterrestre a lo largo de una hora: Boh = Bo o cos ZS Radiación Extraterrestre a lo largo de un día : Bod (0) = 24 / Bo o cos cos (s cos s - sen s) Medias Mensuales Bohm = 1/(n1-n2) Boh Bodm = 1/(n1-n2) Bod Siendo Bo = W/m2 = constante solar Leocadio Hontoria 12 de 16
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Radiación Directa. Cálculos Teóricos
Radiación Directa a lo largo de una hora: Bh = Bo´ o cos ZS Radiación Directa a lo largo de un día : Bd (0) = 24 / Bo´o cos cos (s cos s - sen s) Medias Mensuales Bhm = 1/(n1-n2) Bh Bdm = 1/(n1-n2) Bd Siendo Bo´= W/m2 = constante solar superficie Leocadio Hontoria 13 de 16
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Radiación Difusa y Albedo Cálculos Teóricos
Se deben utilizar una serie de modelos como son: * Modelo de Liu-Jordan * Modelo de Temps y Coulson * Modelo de Klucher * Modelo de Hay y Mckay * Modelo de Pérez Es necesario conocer la radiación global Radiación Albedo Es necesario conocer la radiación global. Leocadio Hontoria 14 de 16
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Saber Calcular Declinación y Excentricidad
Resumen Saber Calcular Declinación y Excentricidad Saber Calcular Posición del Sol (Altura y Azimut) Saber Calcular Hora de Salida/Puesta del Sol (Duración del Día) Saber Calcular Radiación Extraterrestre Leocadio Hontoria 15 de 16
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Bibliografía E. Lorenzo. Electricidad Solar. UPM. 1994. M. Iqbal.
An introducion to Solar Radiation Academic Press E. Lorenzo. Electricidad Solar. UPM Duffie & Beckman. Solar Enginnering of Thermal Processes Wiley& Sons.1991. M. Alonso. Sistemas Fotovoltaicos. SAPT Publicaciones Técnicas Leocadio Hontoria 16 de 16
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