Ejercicio del angulo de incidencia, duración del día para maximizar el radiación del Panel Solar.

EJERCICIO PROPUESTO 

Desarrollar el siguiente ejercicio para las ciudades indicadas.  

Para el día 16 de febrero a las 10 a.m. (hora local): 

 Determinar el ángulo de incidencia del haz de radiación sobre una superficie con un ángulo de inclinación de 30° medido desde la horizontal, orientada 15° hacia el Oeste medidos desde el Sur. Se desea maximizar la radiación en el panel. 

 ¿Cuál será el ángulo apropiado de inclinación y cual el de orientación? 

 Determinar la duración del día, para las locaciones. 

 La persona se encuentra en la ciudad de Leticia, longitud de huso horario 75°, longitud de Leticia 69° 75’ latitud - 4°,09’. El segundo observador se encuentra en Bahía Onda (Guajira) longitud de huso horario 75°, longitud de Bahía Onda 71° 48’ latitud 12°19’ Además, se solicita el desplazamiento a las ciudades de Cúcuta, y Santa Marta, su huso horario es de 75°. 

 a. Leticia (Amazonas). 

 b. Bahía Honda (Guajira). 

 c. Cúcuta (Norte de Santander). 

 d. Santa Marta

SOLUCIÓN DEL EJERCICIO.

Determinamos día juliano 

1≤dn≥365     

dn=47     

Una vez obtenido el día juliano, se podrá calcular la posición angular de la Tierra en la órbita 

α=2π365(nd−1)

α=0,79 rad

Ahora se puede obtener el valor del ángulo de declinación solar 

δ=0,006918−0,399912cos(α)+0,070257sin(α)−0,006758cos(2α)+ 0,000907sin(2α)−0,002697 cos(3α)+0,00148sin(3α)∗(180/π)

  

δ=−12°64'

Se halla la ecuación del tiempo  

 ϵt=0,000075+0,001868cos(α)−0,032077sin(α)−0,014615cos(α)−0,040089sen(2α)∗229.18

εt≈−15'

Con estos valores podemos determinar el tiempo solar verdadero (TSV) para cada localización 

TSV=T+4(Ls−Le)+ ϵt

a.     Para Leticia 

TSV=10:00+4(75°−69°57′)−15′=15°12'

b.    Para Bahía honda 

TSV=10:00+4(75°−71°48′)−15′=7°48'

c.     Para Cúcuta 

TSV=10:00+4(75°−72°31')−15′=4°56'

d.   Para Santa Marta 

TSV=10:00+4(75°−74°13')−15′=−1°52'

Ángulo horario ( ω ) 

ω=36024(TSV−12)

a.     Para Leticia 

ω=36024(15°12'−12)

 = 48 

b.    Para Bahía honda 

ω=36024(7°48'−12)

 = -63 

c.     Para Cúcuta 

ω=36024(4°56′−12)

 = -106 

d.   Para Santa Marta 

ω=36024(−1°52'−12)

 = -208 

Determinar la duración del día: 

N= 215 cos−1(−tan∅∗ tanδ)

a.     Para Leticia 

N= 215 cos−1(−tan(−4°,09’) ∗ tan(−12°64'))

 = 12:07 horas: minutos 

b.    Para Bahía honda 

N= 215 cos−1(−tan( 12°19’ )∗(tan−12°64'))

 = 11: 37 horas: minutos 

c.     Para Cúcuta 

N= 215 cos−1(−tan(7° 53')∗ tan(−12°64'))

  

d.   Para Santa Marta 

N= 215 cos−1(−tan(11° 13')∗ tan(−12°64′))

CONCLUSIONES 

. 

•La colocación más favorable de las superficies captadoras de la radiación solar será aquella que, en función de la aplicación a que se destine el sistema, capta la mayor cantidad de energía posible. Para el dimensionamiento de los captadores de los sistemas fototérmicos y fotovoltaicos se plantea que lo ideal es inclinarlos sobre la horizontal, la latitud del lugar más 100. De esta forma obtendremos el máximo rendimiento en invierno. 

•         Por medio del sol se logra mejor la calidad de vida, a través de su transformación para la formación de electricidad, calor, etc. tenemos vida gracias a la luz solar ya que es una fuente de vida indispensable.