ESCUELA SUPERIOR POLIT

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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
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Previo a eleccion de Modelos de radiacion

• Fuente Luminosa (Sol)
• Caracteristicas
• Comportamiento y Variables de interes
• Movimientos de la Tierra
• Caracteristicas de la Fuente receptora

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El 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.

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Latitud y Longitud
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Movimientos de la tierra
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Declinación
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Variables de Interes del Sol

• Elevación solar a
• Acimut solar ?
• Angulo cenital o Distancia cenital Oz

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Coordenadas solares
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Coordenadas de Superficie Receptora
Ángulo de inclinación (S)
Ángulo de acimut (O)
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Irradiancia 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).

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Radiación extraterrestre

• Ioconstante solar1367 W/m2

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(No Transcript)
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Componentes de la radiación solar
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Transmitancia

• Porción de energía que atraviesa un cuerpo en
  cierta cantidad de tiempo.
• Ventaja de modelos de transmitancia sencillez
• Desventaja Sensibilidad a nubosidad

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Modelos 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
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Modelo 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
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• Una vez hallado el valor de la transmitancia
  atmosférica para la radiación directa el valor de
  la irradiancia está dado por

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Modelo de Liu Jordan
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Irradiación en superficies inclinadas
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Factor Geométrico
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Salida y puesta del sol en superficies inclinadas
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Componente reflejada
Si no se conoce el valor del albedo es una
práctica común utilizar el valor de 0.2
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Componente 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

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Pérdidas por sombras
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Generación de las rectas para definir el contorno
del obstáculo
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Existe sombra?
Calcular acimut solar
NO
No hay sombra
SI
SI
NO
SOMBRA!!
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Qué 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.

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Diseño 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

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(No Transcript)
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Comparación 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

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Conclusiones

• 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

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• 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.

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Recomendaciones

• 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.

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Muchas gracias por su atención