Distancia minima entre captadores
Páginas: 5 (1008 palabras)
Publicado: 13 de noviembre de 2013
TRABAJO: T01_14E
La instalación solar térmica estará situada en las proximidades del aeropuerto de Ibiza.
Como dato inicial disponemos de la latitud de Ibiza como: ф = 38’54⁰.
1.- Cálculo del número de colectores que se pueden instalar en la cubierta del lavado de vehículos de manera que no se den sombra entre sí en las 4 horas centrales del día más desfavorable.
Como Ibiza, y,en general, España, se sitúa en el hemisferio Norte, el día más desfavorable será el 21 de Diciembre, el solsticio de invierno. Es el día en el que los rayos solares inciden de manera más oblicua, lo que provocará sombras más alargadas. Así pues, se dimensionará la instalación de tal manera que en las 4 horas centrales de este mismo día no se den sombra entre ellos.
Para la instalaciónutilizaremos captadores fijos del tipo Viessman Vitosol 300F SH3B. Se muestran a continuación:
Como dato importante, podemos obtener la altura del captador: L = 1’056 m.
Los captadores estarán colocados encima de la cubierta del lavadero, con las siguientes características:
Consta de 5 plazas de lavado de una superficie de 3 x 8 m2 sobre el plano horizontal, teniendo la cubierta unainclinación respecto al mismo de 6⁰.
Los pasos que tenemos que seguir para dimensionar la instalación son los siguientes:
1.- Colocar el captador o fila de captadores con la inclinación y orientación deseadas.
Como la instalación la necesitamos para que sea constante durante todo el año, esto es, queremos disponer de agua caliente durante todo el año para el lavado de vehículos, habrá queelegir una orientación y una inclinación óptimas para los captadores los cuales nos proporcionen la máxima energía anual y no tener o minimizar las pérdidas.
En consecuencia, la orientación e inclinación necesarias serán:
Orientación. Los captadores estarán orientados hacia el sur para obtener la máxima energía anual. Por lo tanto: α = 0⁰.
Inclinación. La inclinación de los captadores nosinteresará que sea la óptima. Para obtenerla, sabemos que la inclinación β es máxima cuando es igual a la latitud del emplazamiento menos 5 ó 10 grados, esto es: β = ф – (5 ó 10⁰).
Sabiendo esto: β = 38’54⁰ - 10⁰ = 28’54⁰, donde cogeremos β = 30⁰ por facilidad en los cálculos.
Éste valor sería válido si la cubierta fuese horizontal, pero como se dijo anteriormente, la cubierta tiene unainclinación de 6⁰, por lo tanto, hay que hacer una pequeña rectificación:
Como la inclinación óptima de los captadores es 30⁰ y con orientación Sur, los captadores los pondremos a 36⁰, que restados a los 6⁰ de la inclinación del tejado que ya tiene, queda en total con los 30⁰ grados.
2.- Cálculo de la altura solar (ϒs) y determinación de la sombra del captador (d).
En el hemisferio norte, sedeterminará la altura solar para el citado solsticio de invierno.
La altura solar (ϒs) se calculará mediante la simplicación del Pliego de Condiciones Técnicas del IDEA.
Como dijimos, se exige ausencia de sombreado entre filas no sólo al mediodía solar del solsticio de invierno, sino también 2 horas y 2 horas después.
Por lo tanto, se obtendrá en este caso la elevación mínima del sol parasaber la mayor sombra que puede dar un captador.
Para hallar la elevación del sol a cualquier hora del día del año, en un lugar con latitud dada, utilizamos la siguiente expresión:
sen ϒs = sen δ ∙ sen ф + cos δ ∙ cos ф ∙ cos ω
Se obtiene que la elevación del sol 2 horas antes (y después) del medidía solar (ω = ± 30⁰) y se interpola entre estos resultados llegando a la siguienteaproximación:
ϒs = 61⁰ - ф
Por lo tanto: ϒs = 61⁰ - 38’54⁰ = 22’46⁰.
3.- Cálculo de la distancia mínima (d) entre captadores para evitar sombras.
Para calcular la distancia mínima entre captadores para evitar las sombras unos con otros, se utilizará la siguiente fórmula, obtenida por trigonometría:
4.- Cálculo del número de captadores que se pueden instalar.
La superficie de cada...
La instalación solar térmica estará situada en las proximidades del aeropuerto de Ibiza.
Como dato inicial disponemos de la latitud de Ibiza como: ф = 38’54⁰.
1.- Cálculo del número de colectores que se pueden instalar en la cubierta del lavado de vehículos de manera que no se den sombra entre sí en las 4 horas centrales del día más desfavorable.
Como Ibiza, y,en general, España, se sitúa en el hemisferio Norte, el día más desfavorable será el 21 de Diciembre, el solsticio de invierno. Es el día en el que los rayos solares inciden de manera más oblicua, lo que provocará sombras más alargadas. Así pues, se dimensionará la instalación de tal manera que en las 4 horas centrales de este mismo día no se den sombra entre ellos.
Para la instalaciónutilizaremos captadores fijos del tipo Viessman Vitosol 300F SH3B. Se muestran a continuación:
Como dato importante, podemos obtener la altura del captador: L = 1’056 m.
Los captadores estarán colocados encima de la cubierta del lavadero, con las siguientes características:
Consta de 5 plazas de lavado de una superficie de 3 x 8 m2 sobre el plano horizontal, teniendo la cubierta unainclinación respecto al mismo de 6⁰.
Los pasos que tenemos que seguir para dimensionar la instalación son los siguientes:
1.- Colocar el captador o fila de captadores con la inclinación y orientación deseadas.
Como la instalación la necesitamos para que sea constante durante todo el año, esto es, queremos disponer de agua caliente durante todo el año para el lavado de vehículos, habrá queelegir una orientación y una inclinación óptimas para los captadores los cuales nos proporcionen la máxima energía anual y no tener o minimizar las pérdidas.
En consecuencia, la orientación e inclinación necesarias serán:
Orientación. Los captadores estarán orientados hacia el sur para obtener la máxima energía anual. Por lo tanto: α = 0⁰.
Inclinación. La inclinación de los captadores nosinteresará que sea la óptima. Para obtenerla, sabemos que la inclinación β es máxima cuando es igual a la latitud del emplazamiento menos 5 ó 10 grados, esto es: β = ф – (5 ó 10⁰).
Sabiendo esto: β = 38’54⁰ - 10⁰ = 28’54⁰, donde cogeremos β = 30⁰ por facilidad en los cálculos.
Éste valor sería válido si la cubierta fuese horizontal, pero como se dijo anteriormente, la cubierta tiene unainclinación de 6⁰, por lo tanto, hay que hacer una pequeña rectificación:
Como la inclinación óptima de los captadores es 30⁰ y con orientación Sur, los captadores los pondremos a 36⁰, que restados a los 6⁰ de la inclinación del tejado que ya tiene, queda en total con los 30⁰ grados.
2.- Cálculo de la altura solar (ϒs) y determinación de la sombra del captador (d).
En el hemisferio norte, sedeterminará la altura solar para el citado solsticio de invierno.
La altura solar (ϒs) se calculará mediante la simplicación del Pliego de Condiciones Técnicas del IDEA.
Como dijimos, se exige ausencia de sombreado entre filas no sólo al mediodía solar del solsticio de invierno, sino también 2 horas y 2 horas después.
Por lo tanto, se obtendrá en este caso la elevación mínima del sol parasaber la mayor sombra que puede dar un captador.
Para hallar la elevación del sol a cualquier hora del día del año, en un lugar con latitud dada, utilizamos la siguiente expresión:
sen ϒs = sen δ ∙ sen ф + cos δ ∙ cos ф ∙ cos ω
Se obtiene que la elevación del sol 2 horas antes (y después) del medidía solar (ω = ± 30⁰) y se interpola entre estos resultados llegando a la siguienteaproximación:
ϒs = 61⁰ - ф
Por lo tanto: ϒs = 61⁰ - 38’54⁰ = 22’46⁰.
3.- Cálculo de la distancia mínima (d) entre captadores para evitar sombras.
Para calcular la distancia mínima entre captadores para evitar las sombras unos con otros, se utilizará la siguiente fórmula, obtenida por trigonometría:
4.- Cálculo del número de captadores que se pueden instalar.
La superficie de cada...
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