Instalaciones Solares Fotovoltaicas

CONCEPTOS Y MOVIMIENTOS DEL SOL Y LA TIERRA

La energía que proviene del sol es la responsable de las fuentes de energía que se utilizan en la actualidad, entre ellas:

  • La arquitectura bioclimática, a través del efecto invernadero. Ver libro Energía renovable Práctica
  • El viento producido por las diferencias de presión producida por los cambios de temperatura.
  • Los combustibles fósiles que provienen de la energía del sol.
  • La energía solar térmica y fotovoltaica.

Movimiento de la tierra

En la siguiente imagen se puede apreciar el movimiento de la tierra alrededor del sol, los solsticios de verano e invierno, los equinoccios de primavera y otoño junto con sus fechas. Observar también la inclinación del eje de la tierra puesto que es el que marca las temporadas de verano e invierno en los hemisferios terrestres.

Movimiento de la tierra

En la imagen de más abajo se puede apreciar la distancia de la tierra al sol en cada una de las posiciones que toma alrededor del sol. Aparece el concepto de AU (Unidad Astronómica), que es la distancia de la tierra al sol en los equinoccios de primavera y otoño.

En la siguiente imagen se puede apreciar como el 21 de diciembre es invierno en el polo norte y verano en polo sur

También hay que saber que la inclinación del eje de la tierra es de 23,27º con respecto al plano de la eclíptica.

En la siguiente imagen se puede ver como están organizadas las coordenadas geográficas de la tierra, de manera que se puede localizar cualquier punto del globo terráqueo con ellas de manera precisa.

Links:

La carta solar

A continuación se muestran varios tipos de cartas solares. Se utilizan para determinar la altitud y azimut del sol en un momento determinado y en una fecha determinada para una latitud concreta. También se puede obtener la hora de salida y puesta del sol para cada época del año.

Darse cuenta que en la carta solar se repiten las lineas de tiempo para los meses de Enero-Noviembre, Febrero-Octubre, Marzo-Septiembre, Abril-Agosto y Mayo-Julio, ya que las posiciones del sol para esos meses son las mismas.

Hay que tener en cuenta que las cartas solares están diseñadas para la zona horaria 0, (GMT) o hora Zulú. En España se utilizan dos horarios, de invierno y de verano. En horario de invierno la hora que se utiliza es la GMT+1 y en verano GMT+2. Este cambio se hace para un supuesto ahorro de energía que se obtiene al aprovechar más las horas del sol.

En las siguientes imágenes se puede ver por donde pasa el meridiano de Greenwich por España y las distintas zonas horarias que se utilizan en el mundo.


El horario de invierno en España va desde el último domingo de Octubre hasta el último domingo de Marzo

El horario de verano en España va desde el último domingo de Marzo hasta el último domingo de Octubre.

Carta solar esférica de Madrid

Mirar el siguiente link para ver como se mueve el sol en cada época del año

http://andrewmarsh.com/apps/staging/sunpath3d.html

Carta solar 3D de Sevilla

Carta solar cilíndrica de Madrid

Carta solar Latitud 40º para zona horaria GMT+2

En el siguiente Link se pueden introducir los datos de cualquier punto del globo terráqueo y calcular la hora de salida y puesta del sol.

En el siguiente Link se puede ver la carta solar de cualquier lugar. Otras herramientas están disponibles en http://www.sunearthtools.com

Otro Link con acceso a las horas de salida y puesta del sol. Gobierno Español

Como hacer un reloj solar

La radiación solar

La radiación solar es la energía que se recibe del sol en forma de energía luminosa y térmica, la que interesa para las instalaciones fotovoltaicas es la primera, que se presenta en tres formatos distintos:

  • Radiación directa (I): Son los rayos que provienen del sol
  • Radiación difusa (D): Es la luz solar que proviene de la bóveda terrestre y que que no llega de forma directa del sol. Es la energía que se recibe en días nublados, en los que la luz es dispersada por las nubes.
  • Radiación reflejada o de albedo (R): Es la luz recibida por efecto de la reflexión de la luz en las montañas, el suelo, agua, edificios, etc.

La radiación solar se mide en W/m2, su valor máximo medido en la tierra en plena luz del día y en verano es de 1000W/m2.

Medido por satélites y fuera de la atmósfera terrestre, se han calculado valores de unos 1366W/m2. A este valor se le conoce como constante solar.

Para medir la potencia solar disponible en una instalación se utilizan los siguientes parámetros:

  • Irradiancia: Potencia solar recibida por unidad de superficie. Se mide en W/m2
  • Irradiación: Suma de la irradiancia a lo largo de un periodo de tiempo determinado. Se mide en Wh/m2. En la siguiente imagen se puede apreciar la irradiación media recibida en España.