La radiación solar proviene principalmente del Sol, una esfera de gas incandescente compuesta principalmente de hidrógeno y helio. La radiación solar se compone de tres bandas principales: ultravioleta, visible e infrarroja. La cantidad y tipo de radiación solar que llega a la Tierra depende de factores como la época del año, la latitud, la hora del día y las condiciones atmosféricas. Para aprovechar la energía solar, es importante conocer los datos climáticos locales sobre la radiación solar, como las horas de sol y su variación

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Tema 3- La Radiación solar
La radiación solar (1)
El sol es una esfera incandescente, constituida
por una mezcla gaseosa de hidrógeno y helio.
En el interior (núcleo) la Tª es de unos 20
millones de ºC y se va reduciendo hasta los 6000
ºC en la superficie (fotosfera).
Su radio es de 700.000 Km.
Su masa es de 2x1027 Tm.(trescientas mil veces
la masa de la tierra.

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La radiación solar (2)
Características de de radiación solar
Emite una radiación muy grande, que
recibimos en el exterior de la atmósfera,
esta la atenúa y recibimos es espectro solar
La radiación solar (3)
La radiación se puede dividir en tres bandas.
Banda ultravioleta
– Longitud de onda inferior a 0.35 µm.
– 7 % de la energía
Banda visible
– Longitud de onda entre 0.35 µm. 0.75µm.
– 47% de la energía
Banda infrarroja
– Longitud de onda superior a 0.75µm.
– 46% de la energía

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La radiación solar (4)
A la atmósfera llegan 1350 W/m2
– La posición de la tierra, influye debido a la posición
relativa de la tierra con el sol, ya que varía la distancia
de invierno a verano, y la tierra gira sobre si misma y
además varia su eje.
En la superficie de la tierra en el mejor de los casos llega
1000 W/m2.
También influye la capa de aire,climatología, partículas
en suspensión y contaminantes.
Época del año, posición geográfica.
Radiación directa y radiación difusa.
Parte de la radiación se refleja en la atmósfera.
Parte de la radiación al llegar a la tierra se refleja(albedo)
La radiación solar (5)
El sol influye en todo el sistema.
Sus capas requiere un estudio mas detallado

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Radiación Solar en la superficie
de la tierra.
Variación de la radiación.
Coordenadas terrestres.
Los movimientos de la tierra.
La declinación solar.
El ángulo horario.
Posición aparente del sol.
Radiación sobre superficie plana.
Radiación sobre plano inclinado.
Datos climáticos
Aparatos de medida
Variación de la radiación
Depende de los siguientes variables
– Condiciones atmosféricas y ambientales del
lugar.
– Situación geográfica
– Movimiento de la tierra.
Estos aspectos están relacionados.

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Coordenadas terrestres (1)
Latitud y longitud.
Coordenadas terrestres (2)
Paralelos y meridianos

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Los movimientos de la tierra (1)
Movimiento de rotación alrededor de su eje este a su vez
tiene otro movimiento inapreciable (día y noche).
El movimiento es complejo ya que su eje tiene 23º 27’
con respecto a la normal del plano de la órbita elíptica.
Dos puntos día=noche (equinoccios).
Los días se alargan ó acortan (solsticios).
– De verano 21 Junio de invierno 21 de Diciembre.
La tierra tarda 365 días en dar una vuelta (1año) para
identificar la posición existe un parámetro
‘La Declinación Solar’
Angulo horario
Los movimientos de la tierra (2)
En su movimiento de translación sigue una trayectoria
elíptica con una excentricidad de 3º.
El eje de rotación terrestre forma siempre el mismo ángulo
con la perpendicular al plano de la eclíptica.

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Los movimientos de la tierra (3)
Declinación solar esel ángulo que forma el rayo
solar con el plano del ecuador en cada época del
año, determinando las estaciones climáticas.
Los movimientos de la tierra (3)
Posición aparente del sol.

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Movimiento de la tierra (4)
Consideremos un punto de órbita
P.Definimos:
Altura solar (A)
– Es la distancia en grados desde el
plano horizonte hasta la posición del
sol.
Azimut (Z)
– Es la distancia angular entre el sur
del plano horizonte y la intersección
de este con el plano perpendicular
que contiene el sol.
S
E
W
Z
A
N
Radiación sobre una superficie
plana (1)
La radiación solar sobre un plano depende de:
– Latitud del lugar.
– Día del año.
– Hora del día.
– Condiciones climatológicas.
– Orientación del plano.
– Inclinación sobre la horizontal.
Existen tablas y software para sacar estos datos.

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Radiación sobre superficie
plana (2)
Radiación solar de un día claro
Radiación sobre superficie
plana (3)
Radiación solar de un día nublado

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Radiación media de energía
diaria en España (en Kcal/m2)
1 Kcal=1,163x 10-3 Kw.h
1 Kw.h=859 Kcal
Radiación sobre un plano
inclinado (1)
Radiación sobre plano inclinado, ángulo
variable.

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Radiación sobre un plano
inclinado (2)
Radiación solar interceptada por una superficie
plana, inclinada orientada al sur y en un lugar de
latitud 40º.
Se han considerados diferentes ángulos de
inclinación.
Se deduce que en verano la máxima captación,
corresponde a 0º disminuyendo con el aumento
de inclinación.
En invierno ocurre lo contrario, siendo mínima la
radiación sobre un plano horizontal.
Radiación sobre un plano
inclinado (3)
¿Cuál es la inclinación más adecuada para captar
la energía solar?
Si queremos captar la energía solar en los meses
más o menos cálidos.
Épocas cálidas = pequeña inclinación.
Épocas frías = fuerte inclinación.
Si se trata de captar todo el año, la radiación
máxima se consigue con la inclinación igual a la
latitud del lugar (ejemplo:calentamiento de
piscinas que se requiere una captación constante
durante todo el año)

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Datos climatológicos
Están publicados en libros de tablas.
El instituto de meteorología aporta estos datos.
Existen software de climatología.
Ejemplo Madrid (Kcal/m2/dia)
– Enero 1.527 Febrero2.351 Marzo 3.396 Abril 4.692
Mayo 5.084 Junio 5.647 Julio 6.210 Agosto 5.577
Septiembre 3.869 Octubre 2.582 Noviembre 1.758
Diciembre 1.497.
Coeficientes de conversión de radiación sobre plano
horizontal en radiación sobre plano inclinado.

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Horas de sol anuales
Índice de insolación
(horas de sol reales/horas posibles)

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Radiación Solar
Para el dimensionamiento y colocación de
los paneles solares es imprescindible un
conocimiento de la radiación solar del
lugar.
Para ello no solo es necesario conocer el
número de horas de Sol sino también su
posición.