Title: ESCUELA SUPERIOR POLIT
1 ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL
LITORAL Facultad de Ingeniería en Electricidad y
Computación Simulación usando Labview de la
radiación incidente sobre superficies bajo
diferentes condiciones aplicando un modelo de
irradiancia solar basado en transmitancias
INFORME DE MATERIA DE GRADUACION Previa a la
obtención del Título de INGENIERO EN
ELECTRICIDAD ESPECIALIZACION EN ELECTRONICA
Y AUTOMATIZACION INDUSTRIAL Presentada
por BORIS LENIN CHIRIBOGA ERAZO NELSON JAVIER
MONDRAGON CORTEZ GUAYAQUIL ECUADOR AÑO 2011
2Previo a eleccion de Modelos de radiacion
- Fuente Luminosa (Sol)
- Caracteristicas
- Comportamiento y Variables de interes
- Movimientos de la Tierra
- Caracteristicas de la Fuente receptora
3El sol
- Estrella del Sistema Planetario en el que se
encuentra la Tierra - Principal Fuente de Energia de la Vida
- 332 veces mayor cantidad de Masa que la Tierra y
una Temperatura de 6000 º C.
4Latitud y Longitud
5Movimientos de la tierra
6Declinación
7Variables de Interes del Sol
- Elevación solar a
- Acimut solar ?
- Angulo cenital o Distancia cenital Oz
8Coordenadas solares
9Coordenadas de Superficie Receptora
Ángulo de inclinación (S)
Ángulo de acimut (O)
10Irradiancia e irradiación
- Irradiancia Es la potencia o radiación
incidente por unidad de superficie. Indica la
intensidad de la radiación solar. Se mide en
vatios por metro cuadrado (W/m2). - Irradiación Es la integración o suma de las
irradiancias en un periodo de tiempo determinado,
mide la cantidad de energía solar recibida
durante un intervalo de tiempo. Se mide en julios
por metro cuadrado por un periodo de tiempo (J/m2
por hora, día, semana, mes, año, etc., según el
caso).
11Radiación extraterrestre
- Ioconstante solar1367 W/m2
12(No Transcript)
13Componentes de la radiación solar
14Transmitancia
- Porción de energía que atraviesa un cuerpo en
cierta cantidad de tiempo. - Ventaja de modelos de transmitancia sencillez
- Desventaja Sensibilidad a nubosidad
15Modelos utilizados
Inclinación de la Superficie Componente Modelo Elegido
Superficie Horizontal Radiación Directa Modelo de Hottel
Superficie Horizontal Radiación Difusa Modelo de Liu Jordan
Superficie Inclinada Radiación Directa Factor geométrico
Superficie Inclinada Radiación Difusa Modelo de Reindl et al
Superficie Inclinada Radiación Reflejada Convención generalizada
16Modelo de día claro de Hottel
Tipo de clima r0 r1 rk
Tropical 0,95 0,98 1,02
Verano (latitudes medias) 0,97 0,99 1,02
Invierno (latitudes medias) 1,03 1,01 1,00
Verano subártico 0,99 0,99 1,01
17- Una vez hallado el valor de la transmitancia
atmosférica para la radiación directa el valor de
la irradiancia está dado por
18Modelo de Liu Jordan
19Irradiación en superficies inclinadas
20Factor Geométrico
21Salida y puesta del sol en superficies inclinadas
22Componente reflejada
Si no se conoce el valor del albedo es una
práctica común utilizar el valor de 0.2
23Componente difusa Modelo de Reindl et al
- Modelo anisotrópico.
- Se complementa perfectamente con los modelos de
transmitancias - Se cita constantemente en la literatura como uno
de los más exactos
24Pérdidas por sombras
25Generación de las rectas para definir el contorno
del obstáculo
26Existe sombra?
Calcular acimut solar
NO
No hay sombra
SI
SI
NO
SOMBRA!!
27Qué es LabVIEW?
- Software para medición y control industrial
- Extremadamente potente se utiliza para controlar
el LHC, el acelerador de partículas más grande
construido hasta el momento. - Muy sencillo, su entorno de programación es
gráfico por medio de diagramas de bloque. - Permite la programación modular.
28Diseño en LabVIEW de una mejora para un panel
solar
- Requisitos
- Economía
- Facilidad de instalación
- Facilidad de manipulación
- Lugar de estudio
- Sitio El Maicito, El Carmen, Manabí
- Latitud -0.226417
- Altura 193 msnm
29(No Transcript)
30Comparación de resultados
FECHA A(kM) S(º) O(º) Irradiancia (Kwh) Geosol (Kwh) Var
ENE01 -10 0 0 0 7.19948 7.59444 5.5
FEB07 0 1 30 180 5.06905 5.4167 6.8
ABR26 35 0.5 20 0 7.54167 7.9056 4.8
JUL24 60 0.8 50 45 7.4083 7.5305 1.6
NOV20 -20 0.3 45 180 5.08786 5.522 8.5
- Explicación de las variaciones
- Modelo de componente difusa utilizado
- Suma de energía en intervalos en lugar de
integración - Aproximación de Rb
31Conclusiones
- Modelos basados en transmitancias son sencillos y
precisos. - Su desventaja es que no toman en cuenta la
nubosidad. - El modelo de día claro de Hottel es de los más
sencillos, permitiendo familiarización de
conceptos y evitando la introducción de variables
de difícil medición. - Las discrepancias se presentan en la componente
difusa modelo de Reindl et al es de los más
precisos y se adapta muy bien a las
transmitancias
32- Labview es un software muy potente y sobre todo
modular se pueden incorporar muchas mejoras y
opciones al programa realizado. - Los seguidores acimutales presentan ganancia
significativa en latitudes medias por intuición
en nuestro país debería utilizarse el seguidor
horizontal. - Los paneles solares fijos en nuestro país pueden
incrementar su rendimiento cambiando únicamente
su orientación dos veces al año.
33Recomendaciones
- Profundizar la investigación en energía solar
debido a nuestra ubicación privilegiada. - Estudio de distintos seguidores para determinar
el adecuado para nuestro país. - Verificar la información proveniente de internet.
- Incentivar la investigación de energía solar en
nuestra facultad.
34Muchas gracias por su atención