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Contribución solar

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El Sol supone la fuente energética, cuyo potencial debe ser evaluado en cuanto a la idoneidad para aprovechar de forma óptima su captación.

De la misma forma, el conjunto de aparatos e instalaciones habrán de reunir condiciones de eficiente relación entre necesidad energética y abastecimiento para la misma.

La adecuada planificación y dimensionado resultan básicos en este tipo de instalaciones cuya vida útil se proyecta para su uso por más de 20 años.

Radiación Solar

Como la superficie del planeta está expuesta a la radiación proveniente del Sol, la que llega se denomina irradiación total (o global) incidente, donde pueden distinguirse dos diferentes componentes:

  • Irradiación directa: La que viene desde el Sol.
  • Irradiación difusa, cuya dirección ha sido modificada por diversas circunstancias (densidad atmosférica, reflejos, etc.).

La magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia y mide la potencia que por unidad de superficie recibe un cuerpo.

Se toma en consideración la radiación diaria media mensual incidente sobre la superficie de captación por unidad de área (kJ/m2), y se refiere a la ubicación desde donde se obtendrá el recurso energético solar.

Para una determinada dirección (Europa o África) pueden obtenerse los necesarios datos:

Energía absorbida por el captador.

(Ea), viene dada por la siguiente expresión:

Ea = Sc F'r(τ α) R1 N

Donde:

Sc = Superficie del captador, en m².
F'r(τ α) = Factor adimensional que relaciona y modifica la eficiencia, según la siguiente expresión:

F'r(τ α) = Fr(τ α)n [(τ α)/τ α)n] (F'r/Fr)

      Siendo:
      Fr(τ α)n = Factor de eficiencia óptica del captador, correspondiendo a la ordenada en el origen de la curva característica del captador.
      [(τ α)/τ α)n] = Modificador del ángulo de incidencia. De forma general se puede tomar como constante: 0,96 (superficie transparente sencilla) o 0,94 (superficie transparente doble).
      F'r/Fr = Factor de corrección del conjunto captador-intercambiador. Se recomienda tomar el valor de 0,95.

R1 = Radiación diaria media mensual incidente sobre la superficie de captación por unidad de área en kJ/m² (1 kilo-Julio= 0,000277778 kWh.)

N = Nº de días del mes.


Pérdidas de energía
En el captador:

Ep = Sc F'r UL(100-ta) Δt K1 K2

Donde:

Sc = Superficie del captador (m²)

F'rUL = FrUL ( F'r/Fr)

      siendo:
      FrUL = Pendiente de la curva característica del captador (coeficiente global de pérdidas del captador).
      F'r/Fr = Factor de corrección del conjunto captador-intercambiador.

ta = Temperatura media mensual del ambiente

Δt = Periodo de tiempo, considerado en segundos.

K1 = Factor de corrección por almacenamiento, obteniendose a partir de la siguiente ecuación:

K1 = [ kg. acumulación / (75 Sc)]-0,25

tal que, 37,5 < (kg. acumulación/m²) < 300

K2 = Factor de corrección para A.C.S. que relaciona la temperatura mínima de ACS, la del agua de red y la media mensual ambiente, dado por la siguiente expresión:

K2 = 11,6 + 1,18tac + 3,86tr - 2,32ta/(100-ta)

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Francisco Valverde

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