tema2 radiacion 2003 colgar_1
DESCRIPTION
Introducción a las instalaciones de energia solar fotovoltaica. Parte 1 Radiación. Curso CEP de profesores de Linares(Jaén_España)TRANSCRIPT
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 1
Electrónica de Potencia INSTALACIONES
FOTOVOLTAICAS
Mayo 2011
Centro de Profesorado Linares-AndújarPaseo de Andaluces, 58
Linares (Jaén)
Juan D. Aguilar PeñaDepartamento Ingeniería ElectrónicaUniversidad de Jaén
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
Electrónica de Potencia
Contenidos
CONTENIDOS. (30h)1.- Introducción Energía Solar2.- Radiación Solar3.- Célula Solar & Módulo Fotovoltaico
4.- Tipos de Sistemas Fotovoltaicos Conectados a Red5.- Componentes de los Sistemas Fotovoltaicos Conectados a Red 6.- Diseño de Sistemas Fotovoltaicos Conectados a Red
7.- Tipos de Sistemas Fotovoltaicos Autónomos 8.- Componentes de los Sistemas Fotovoltaicos Autónomos 9.- Diseño de Sistemas Fotovoltaicos Autónomos
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
Electrónica de Potencia
Contenidos
CONTENIDOS: Bloque I (9h)Introducción. Prof. J.D.Aguilar1.- Introducción Energía Solar2.- Radiación Solar3.- Célula Solar & Módulo Fotovoltaico
•Introducción a las prácticas. Descripción de los equipos de medida. Material didáctico y software utilizado.
•Herramientas informáticas
•Conseguir Datos de Radiación Solar y temperatura. Localizar los accesos a las Bases de Datos
•Simulación del comportamiento de una célula, modulo y generador FV
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 4
Electrónica de Potencia
Abella, M.A; Sistemas fotovoltaicos. S.A.P.T. Publicaciones ( Era solar)
Lorenzo,E; Electricidad solar. Ingeniería de los sistemas fotovoltaicos. Progensa
Fundamentos, dimensionado y aplicaciones de la energía solar fotovoltaica. Serie Ponencias. CIEMAT.
Instalaciones Fotovoltaicas
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 5
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Juan D. Aguilar PeñaDepartamento Ingeniería ElectrónicaUniversidad de Jaén
Parte 0_0
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 6
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1 horas.
Contenidos teóricos
Este módulo centra su estudio en el conocimiento de la radiación solar que incidirá sobre una superficie receptora. Abarca desde el estudio de las generalidades del Sol (datos básicos, movimientos Sol-Tierra), hasta el cálculo de la radiación solar que incide sobre una superficie receptora situada en cualquier orientación e inclinación. Este módulo incluye los medios para medir la radiación solar e implementación de métodos que permitan calcular y estimar la radiación solar en diferentes escalas de tiempo.
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 7
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada surCualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
http://sunearth.gsfc.nasa.gov/spaceweather/FlexApp/bin-debug/index.html#app=d1c&7f6c-selectedIndex=0
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
* Sol = Estrella = Horno Nuclear* Distancia Tierra-Sol: 150 millones de km* Luz solar tarda 8 minutos en llegar a la tierra* Diámetro: 1.400.000 km (>100 planeta tierra)* Masa: 300.000 planetas tierra* Temperatura superficial: 5600 K* Vida: 5.000 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: 1.0 kW /m2
* Luz = Onda electromagnética: visible, infrarrojoultravioleta, rayos X, etc: espectro solar
Tema 2: Radiación SolarEl Sol. Datos Generales
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 10
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada sur Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 11
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Declinación: Angulo formado por el plano del ecuador terrestre y la eclíptica :
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 12
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Se denomina equinoccio al momento del año en que los días tienen una duración igual a la de las noches en todos los
lugares de la Tierra, excepto en los polos. La palabra equinoccio proviene del latín aequinoctĭum y significa
«noche igual».Ocurre dos veces por año: el 20 ó 21 de marzo y el 22 ó 23
de septiembre de cada año, épocas en que los dos polos de la Tierra se encuentran a igual distancia del Sol, cayendo la luz
solar por igual en ambos hemisferios.
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 13
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
* * Excentricidad: Cociente entre la distancia sol tierra media (UA) y la distancia en cualquier instante elevado al cuadrado. o = (ro/r)2
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 14
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Aunque siempre se dice que el Sol sale por el este y se pone por el oeste en realidad, debido a la inclinación del eje de rotación de la Tierra y al movimiento de traslación de esta alrededor del Sol, esto sólo ocurre dos días al año, los días de los equinoccios, cuando el día y la noche duran lo mismo. Durante el resto del año en el hemisferio norte el punto por el que sale y se pone el Sol se desplaza hacia el norte en primavera y verano, y hacia el sur en otoño e invierno, mientras en el hemisferio sur el movimiento aparente es el contrario.
Curiosidad¿Sale el Sol siempre por el Este?
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 04/13/23 15
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación SolarMovimiento Tierra-Sol Aparente
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
http://astro.unl.edu/naap/motion1/animations/seasons_ecliptic.html
Tema 2: Radiación Solar
Solsticio de invierno
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 17
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
Tema 2: Radiación Solar
equinoccio
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
Tema 2: Radiación Solar
Solsticio de verano
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 20
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Curiosidad¿En verano estamos más cerca del Sol
(hemisferio Norte)?
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 21
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Variación de la declinación:Solsticio de verano: 23.45Solsticio de invierno: -23.45Equinoccios: 0º
Variación de la excentricidadAfelio 1.017 UAPerihelio 0.983 UA
(º) = 23.45 sen (2 (n+284)/365) o = 1 + 0.033 cos (2n/365)siendo n = número de orden del día . Por ejemplo
1 de enero n=1 31 de diciembre n=365
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 22
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
• Ángulo Acimut s• Altura Solar s • Distancia Zenital ZS
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 23
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 24
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada sur Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 25
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Extraterrestre Bo
Radiación Extraterrestre a lo largo de un día :Bod = (24/)· Bo o cos cos (s cos s - sen s)
Radiación Extraterrestre a lo largo de una hora:Boh = Bo o cos ZS
Atmósfera
SueloSuperficie Receptora
© L. Hontoria
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 26
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Global = Directa + Difusa + Albedo G = B + D + R
Índice de Claridad KT =G/Bo
Fracción de Difusa KD =D/G
Difusa D
Extraterrestre Bo
Albedo R
Atmósfera
Directa B
Superficie Receptora© L. Hontoria
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 27
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 28
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 29
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 30
Electrónica de Potencia
ZONA I: HDA (0) < 3,8 kWh/m2
ZONA II: 3,8 ≤ HDA (0) < 4,2 kWh/m2
ZONA III: 4,2 ≤ HDA (0) < 4,6 kWh/m2
ZONA IV: 4,6 ≤ HDA (0) < 5,0 kWh/m2
ZONA V: HDA (0) ≥ 5,0 kWh/m2
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 31
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Código Técnico de Edificación (Sección HE 5) aprobado en el RD 314/2006.
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 32
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solarhttp://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] Peña; http://voltio.ujaen.es/jaguilar 13/04/23 33
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] Peña; http://voltio.ujaen.es/jaguilar 13/04/23 34
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar* 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 Radiación Global G Radiación Directa B Radiación Difusa D Radiación Albedo R
Nomenclatura y Notación.
* Extraterrestre sobre superficie horizontal Bo(0)* Global sobre cualquier superficie G(,)* Directa Horaria Bh
* Difusa Horaria Media Mensual Dhm
* Albedo Diaria Rd
E (kWh) = Gda (,)*P(kWp)*365*PRPR Performance Ratio 0.8
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 35
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada sur Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 36
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación SolarClasificación
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 37
Electrónica de Potencia
Clasificación. Aparatos Importantes
Piranómetros. Radiación Global (G)
Pirheliómetros. Radiación Directa (B)
Pirheliómetros con BandaRadiación Difusa (D)
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 38
Electrónica de Potencia
Clasificación. Aparatos Importantes
Medidas indirectas:Heliógrafo Cambell-Stokes
Heliógrafo: mide las Horas de Sol.Relación: Horas de Sol – Radiación Global
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 39
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada sur Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] Peña; http://voltio.ujaen.es/jaguilar 13/04/23 40
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 41
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 42
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
•Objetivo: Obtener G (, ) conocida G(0)
G (0)
D(0) y B(0)
Directa B(,) Difusa D (,) Albedo R (,)
Modelos
Correlaciones. KT y KD
Relaciones trigonométricas Expresión
empírica
G (,) = B (,) + D (,) + R (,)
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
Método General de Cálculo II
•Objetivo: Obtener G (, ) conocida G(0)•Paso 1. Descomposición de G(0) en B(0) y D(0)
•KT = G(0) / Bo(0)•KD = f(KT)•D(0) = KD ·G(0)•B(0) = G(0) - D(0)
•Paso 4. Obtención de R(, )•R(, ) = G(0)·(1-cos )/2
•Paso 2. Obtención de B(, ) a partir de B(0)•B(, ) = B(0) · cos(s) / cos (zs)
•Paso 3. Obtención de D(, ) a partir de D(0)•D(, ) = D(0) (1+cos ) / 2
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
Algoritmo Particular I
Dato de Partida: 12 valores de Gdm(0). Radiación Global Media Mensual
•Paso 1a. Descomposición de Gdm(0) en Bdm(0) y Ddm(0)•KTm = Gdm(0) / Bodm(0)•KDm = 1 - 1.13· KTm
•Ddm(0) = KDm ·Gdm(0)•Bdm(0) = Gdm(0) - Ddm(0)•RESULTADO: Bd(0) Dd(0) y Gd(0)
•Paso 1b. Paso de Bd(0) y Dd(0) a Bh(0) y Dh(0)•a = 0.4090 - 0.5016 ·sen (s + 1.047)•b = 0.6609 + 0.4767 ·sen (s + 1.047)•rd = /24·(cos - cos s) / (s ·cos s - sen s)•rg = /24 · (a + b cos )·rd
•Dh(0) = Dd(0)·rd•Gh(0) = Gd(0)·rg•Bh(0) = Gh(0) - Dh(0)•RESULTADO: Bh(0) Dh(0) y Gh(0)
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected]
Algoritmo Particular II
•Paso 4. Paso de Dh(0) a Dh(,)•Rh(, ) = Gh(0)· (1-cos )· / 2 =0.1, 0.2 Factor de reflectividad
•Paso 2. Paso de Bh(0) a Bh(,)•Bh(, ) = Bh(0) · cos(s) / cos (zs)
•cos(s) = sen sen cos -• sen cos sen cos +• cos cos cos cos +• cos sen sen cos cos +• cos sen sen sen
•cos (zs) = sen sen + cos cos cos
•Paso 3. Paso de Dh(0) a Dh(,)•Dh(, ) = D(0) (1+cos ) / 2•MODELO ISOTRÓPICO
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 46
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 47
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinada y orientada sur Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 48
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Superficie inclinada y orientada sur
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 49
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
J. De la casa
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 50
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada sur. Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 51
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
J. De la casa
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 52
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 53
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada sur. Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 54
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 55
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 56
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
J. De la casa
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 57
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada sur. Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 58
Electrónica de Potencia
DURACIÓN: 1,5 horas.
Contenidos teóricos Radiación solarDatos generales. Movimiento Sol-TierraComponentes radiación solar Aparatos de medidaRadiación sobre superficies no horizontalesSuperficie inclinara y orientada sur. Cualquier orientaciónRadiación sistema conseguimientoSombreamiento
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 59
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
RADIACIÓN SOLAR
SOMBREAMIENTO
•Calcular la longitud de sombras proyectadas por un objeto
•Comprender y dibujar diagramas de sombras
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 60
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
1. Longitud de Sombras
1.1. Sombras proyectadas a las 12 Horas Solar
1.2. Sombras proyectadas a cualquier Hora
2. Diagramas de SombrasSe realizará un estudio mas detallado en tema de SFCR
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 61
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
gs
h
altura
ssombra
Sombra (s) = Altura (h) / tg s
tg s = Altura (h) / Sombra (s)
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 62
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Sombras proyectadas a las 12 Horas Solar
: Latitud del Lugar (º) : Declinación Solar (º)
Expresión a Utilizar
s = 90 - +
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 63
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Datos (Jaén) = + 37.77º (día 21 junio) = +23.45 º (día 21 diciembre)= - 23.45 º
Resultado. 1.-Altura Solar21 junio: s = 90 - + = 90 - 37.77+23.45 = 75.68 º21 diciembre: s = 90 - + = 90 - 37.77- 23.45 = 28.78 º
Sombra de un poste de 5 metros12 Horas Solar. Lugar JaénDías 21 de junio y 21 de diciembre
Resultado. 2.-Sombra21 junio: s = h /tg s = 5 /tg (75.68) = 1.27 metros21 diciembre: s = h /tg s = 5 /tg (28.78) = 9.1 metros
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 64
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Sombras proyectadas a cualquier Hora
: Latitud del Lugar (rad) : Declinación Solar (rad) :Angulo Horario (rad)Recordar HS (horas) = * (12/) (horas) +12
Expresión a Utilizar
sen s = sen sen + cos cos cos
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 65
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Datos (Jaén) = + 37.77º = (9-12)*/12 = -0.785 rad (día 21 junio) = +23.45 º (día 21 diciembre)= - 23.45 º
Resultado. 1.-Altura Solar21 jun: s = arcSen( sen sen + cos cos cos ) = 49.16 º21 dic: s = arcSen( sen sen + cos cos cos ) = 15.64 º
Sombra de un poste de 5 metros9 Horas Solar. Lugar JaénDías 21 de junio y 21 de diciembre
Resultado. 2.-Sombra21 junio: s = h /tg s = 5 /tg (49.16) = 4.32 metros21 diciembre: s = h /tg s = 5 /tg (15.64) = 17.85 metros
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 66
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Trayectoria Solar
6
5 20
19
18
17
16
15
14
12
7
8
9
10
11
0
10
20
30
40
50
60
70
80
-180 -120 -60 0 60 120 180
Azimut Solar (º)
Alt
ura
So
lar
(º)
21-marzo
21-junio
21-sept.
21-dic.
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 67
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 68
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 69
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Se realizará un estudio mas detallado en tema de SFCR
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 70
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
DatosLugar: Nueva YorkSituación Superficie:Inclinación 35 ºRadiación Anual (35º) = 4.38 Wh/m2díaDiagrama Anterior
SombreadoMedia Parte de A10 y A9Un cuarto de A7
ResultadoSin Sombra: G = 4.38 kWh/m2dia
Con Sombra:Pérdidas(%) = 0.50xA10+0.50xA9+0.25xA7 = 0.935%
Gsombra = G-GxPérdidas = 4.38 -0.04 = 4.34 kWh /m2dia
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 71
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
Se realizará un estudio mas detallado en tema de SFCR
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] 13/04/23 72
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
• Ángulo Acimut s
• 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
• Altura Solar • Distancia Zenital ZS
cos zs = sen sen + cos cos cos =sen
cos s = (sen sen - sen ) / (cos cos )
• Latitud del lugar:
• Declinación solar
• Excentricidad o (º) = 23.45 sen (2 (n+284)/365)
o = 1 + 0.033 cos (2 n/365)
C
urso
. Ins
tala
cion
es F
otov
olta
icas
Cent
ro d
e Pr
ofes
orad
o Li
nare
s - A
ndúj
ar
J.D.Aguilar Peña e_mail: [email protected] Peña; http://voltio.ujaen.es/jaguilar 13/04/23 73
Electrónica de Potencia
Tema 2: Radiación Solar
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 MensualesBohm = 1/(nF-nI + 1) Boh Bodm = 1/(nF-nI + 1) Bod
Siendo Bo = 1.367 W/m2 = constante solar
Radiación Extraterrestre. Cálculos Teóricos