Ejercicio Solares



CENTRALES SOLARES (14-15). Ejercicio propuesto para entregar:

a) Calcula la energía útil recogida en un colector plano fijo en cada intervalo de 1 hora y la total a lo largo del día 15 de junio(Qu). El área del colector es de 2m2, está situado en latitud 35ºN, formando un ángulo de 40º con la horizontal. En la tabla se dan los valores de irradiancia para ese día. La temperatura del fluidoen el colector depende del sistema y de la localización, en este caso se considera constante e igual a 50ºC. La temperatura ambiente se da también en la tabla y se considera constante en elintervalo de 1 hora. El colector es un colector plano de las siguientes características:

Eficiencia 𝜂 = 0.76 𝐾𝜃 − 5.6 [(𝑇−𝑇𝑎)/𝐺𝑡]

Donde 𝐾𝜃 es el modificador del ángulo de incidencia según transcurre eldía cuya expresión es:

Modificador del ángulo de incidencia 𝐾𝜃 = 1 − 0.12 [(1/cos 𝜃) – 1]

Ángulo de incidencia, 𝜃 𝑐𝑜𝑠 𝜃 = 𝑠𝑒𝑛 (𝐿 – 𝛽) 𝑠𝑒𝑛 𝛿 + cos (𝐿 – 𝛽) 𝑐𝑜𝑠 𝛿 𝑐𝑜𝑠 ℎ

Siendo 𝛿 ladeclinación, h la hora solar, L la latitud y 𝛽 el ángulo sobre la horizontal
𝛿 = 23.45 𝑠𝑒𝑛 [(360/365) 284 + 𝑑í𝑎]

𝑄𝑢 = 𝐴 · 𝐼𝑡 · 𝜂 donde A es el área, It es la energía incidente por m2 en 1 hora yGt es la irradiancia.

𝛿 = 23.45 𝑠𝑒𝑛 [(360/365) 284 + 166]  𝛿 = 23,396

Hora
Ta (ºC)
Gt (W/m2)
𝑐𝑜𝑠 𝜃
𝐾𝜃
𝜂
𝑄𝑢 (Wh)
6
25
100
-0,035
4,588
2,087
417,408
7
26
150
0,202
0,526
-0,496
-148,867
828
250
0,423
0,836
0,143
71,280
9
30
400
0,612
0,924
0,422
337,723
10
32
600
0,757
0,962
0,563
675,306
11
34
800
0,849
0,979
0,632
1010,752
12
35
950
0,880
0,984
0,659
1252,300
13
34
800
0,849
0,9790,632
1010,752
14
32
600
0,757
0,962
0,563
675,306
15
30
400
0,612
0,924
0,422
337,723
16
28
250
0,423
0,836
0,143
71,280
17
26
150
0,202
0,526
-0,496
-148,867
18
25
100
-0,035
4,587
2,086
417,286
QUtotal a lo largo del día = 5979,38 Wh
b) Si almacenamos esta energía en un tanque (similar al del ejercicio 2 de la hoja 2) de 100 l de agua y sin carga. Suponiendo que la T inicial del tanque de...