Читать книгу Replanteo de instalaciones solares térmicas. ENAE0208 - S. L. Innovación y Cualificación - Страница 12

La radiación solar es bastante constante antes de llegar a la atmósfera. Sin embargo, una vez que entra en ella, se produce una importante disminución.

La posición del Sol varía diariamente desde el amanecer hasta el ocaso. Si se observan las posiciones del Sol al amanecer, mediodía y atardecer en cualquier lugar del hemisferio norte, se verá cómo el Sol sale por el este, se desplaza en dirección sur y se pone por el oeste.

También es distinta según la estación del año: no se encuentra a la misma altura sobre el horizonte en invierno que en verano, lo que significa que la inclinación de los captadores no debería ser fija si se quiere que en todo momento estén orientados perpendicularmente al Sol. En invierno, el Sol no alcanzará el mismo ángulo que en verano. Idealmente, en verano los captadores solares deberían ser colocados en posición ligeramente más horizontal para aprovechar al máximo la luz solar. Pero si se mantuviera esa posición en invierno, los mismos paneles no estarían, entonces, en posición óptima para el Sol del invierno.

La absorción de calor se hace mediante colectores térmicos o placas solares térmicas. Estos convierten entre un 40 % y un 60 % de la luz solar recibida.

El colector se compone de cañerías de cobre unidas entre sí a través de canales paralelos de menor diámetro. Para obtener un óptimo rendimiento se apoya el conjunto sobre una lámina de cobre ennegrecida, que sirve para absorber la energía. Se estima que un acumulador de 200 l, con una superficie de 4 m² de placas solares, puede suministrar agua caliente a una familia de cuatro personas. La energía solar fotovoltaica es una gran salida para el abastecimiento de electricidad en zonas donde el suministro eléctrico no llega, como por ejemplo zonas rurales, o en embarcaciones.

Para aprovechar al máximo esa radiación solar, la orientación de los captadores se hace hacia el sur en el hemisferio norte y hacia el norte en el hemisferio sur, es decir, siempre se instalarán mirando al Ecuador.

Nota

Conocer la posición que ocupa el Sol en cualquier momento del día es importante porque así se puede conocer cuál es el ángulo de incidencia de la radiación y, por tanto, el comportamiento de las sombras proyectadas por los objetos, lo que, junto con las medidas de la radiación realizadas, son la base de los cálculos solares.

Los principales parámetros que definen la posición del Sol son:

1 Azimut (A): es el ángulo que forman la proyección de los rayos solares sobre un plano tangente a la superficie terrestre y el sur geográfico. Cuando el Sol se encuentra exactamente sobre el sur geográfico (mediodía solar), el azimut tiene valor 0.

2 Altura solar (h): es el ángulo que forman los rayos solares con la horizontal cuando llegan a la superficie de la Tierra.

Sabía que...

Cuando para averiguar dónde está el sur se emplea una brújula, lo que se obtiene con ella es el sur magnético, no el sur verdadero (el geográfico).

La localización del sur geográfico puede realizarse de la siguiente forma:

1 Unas 2 o 3 h antes del mediodía, se coloca en el suelo una varilla vertical (gnomon), se mide su sombra y se hace una señal.

2 Con la medida de la sombra, se traza en el suelo un círculo.

3 Cuando por la tarde la sombra de la varilla vuelva a tener la medida del círculo, se hace otra señal.

4 Se unen ambas señales con una recta. Mirando desde ella hacia la varilla, tenemos el sur geográfico.

Estos valores son calculables, pero es más frecuente tomarlos de tablas en las se recogen los valores correspondientes a un determinado lugar.

En la tabla de coordenadas solares aparecen los datos de altura y azimut para el día 1 de cada mes del año y a diferentes horas del día. Hay que tener en cuenta que la órbita descrita diariamente por el Sol en el cielo es simétrica (en estas tablas, al mediodía solar se le asigna el valor 0) y que la alzada solar máxima coincide con el mediodía solar. Esto hace que los datos de altura sean iguales para los intervalos de tiempo que transcurren anteriores y posteriores al mediodía. Lo mismo ocurre con el azimut, pero para distinguirlos, se coloca delante el signo negativo (−) si es antes del mediodía (dirección este) y positivo (+) si es después del mediodía (dirección oeste).