Este documento presenta cálculos para determinar la energía eléctrica que se puede generar con un panel solar de 1 metro cuadrado con una eficiencia del 18% en dos fechas diferentes. Primero calcula que el 20 de marzo se pueden generar 2.81 kWh/día. Luego, calcula que el 17 de octubre la energía generada sería de 1.758 kWh/día debido a un ángulo más bajo del sol. Finalmente, menciona que en el solsticio de invierno la energía sería aún menor, de 1.6394 kWh

1. Taller 1
1026292967 Bryan Andrés Rico Quevedo
January 17, 2020
Si tengo un panel con una eficiencia de 0.18, se supone un día sin nubes y una radiación solar
de 1300 w
m2 , calcular:
• ¿Cuanta energía eléctrica por metro cuadrado de panel se puede sacar?
Figure 1: trayectoria aparente del sol el 20 de marzo
Primero se procede a calcular la energía generada el equinoccio del 20 de marzo del 2018, día
en el que el día y la noche tienen la misma duración en todo el planeta, se hará para la ciudad
de Bogotá suponiendo que no existe la cordillera oriental ni edificio alguno, de tal forma que
el sol puede moverse libremente entre los ángulos comprendidos entre 0 y 180 grados, además
el panel tendrá una elevación correspondiente a la latitud 4◦
35’56” de tal forma que los rayos
del sol serán perpendiculares al panel a las 12:00 pm:
conversión de minutos y segundos a decimal:
4◦
35 56 = (4 + 35
35
60
+ 56 ∗
56
3600
)◦
= 4.59888888889◦
(1)
Figure 2: Orientación del panel
Pmax = Area ∗ PIrradiacin ∗ FEficiencia = 1m2
∗ 1300
w
m2
∗ 0.18 = 234w (2)
se modelará el paso aparente del sol en la bóveda celeste con la función trigonométrica del seno
comprendidas entre 0 y 180, antes de calcular la integral es necesario calcular la velocidad
angular:
w =
180 − 0
12h
=
180
12h
= 15◦
=
pi
12
(3)
1

2. la energía extraída corresponde a:
E = 234w∗
t=12
t=0
sen(
pi ∗ t
12
)·dt = −
234w ∗ 12
π
∗(cos(
π2
12
)−cos(0)) = 2808w∗(
2
π
) = 1.787
Kwh
d
(4)
Si el panel sigue al sol:
E = 234w ∗ 12 = 2808w = 2.81
Kwh
d
(5)
• ¿Cuanta energía podemos sacarle el 17 de octubre del año 2018?
se sabe que el angulo cenital varia entre -23.5◦
y 23.5◦
que corresponden a fechas del solsticio
donde la tierra esta en el afelio o el perihelio, la declinación es el angulo entre los rayos del sol y el
ecuador, con la corrección del panel de 4.59 grados en nuestro caso estos dos ángulos son iguales,
la declinación está dada por:
δ = 23.45 ∗ sen((
360
365
(n + 284)) (6)
donde n es el numero de días, este se calcula a partir de la fecha juliana del 31 de Diciembre del
2018 a las 12:00am y 17 de octubre de 2018 a las 12:00 am:
n = FJ(17/10/2018) − FJ(31/12/2017) = 2458408.5 − 2458118.5 = 290d (7)
se reemplaza en la primera ecuación:
δ = 23.45 ∗ sen((
360
365
(290 + 284)) = −10.33◦
(8)
Figure 3: movimiento aparente
la inclinación es el angulo δ, y φ corresponde a la latitud, como el panel esta inclinado, el angulo
phi no se tiene en cuenta, en conclusión si el panel esta estacionario la energía obtenida será:
E = 1.787
Kwh
d
∗ cos(δ) = 1.758
Kwh
d
(9)
solo para complementar se calculara la energía obtenida en el solsticio de invierno, cuando la
declinación alcanza los -23.45◦
E = 1.787
Kwh
d
∗ cos(−23.45◦
) = 1.6394
Kwh
d
(10)
1 Bibliografia:
Instalaciones Solares Fotovoltaicas Carlos Tobajas Vasquez
2