El Clima

Universidad Nacional Autónoma de México

Centro de Investigación en Energía

ANEXO 6 - I

Visión a Largo Plazo Sobre la Utilización de
las Energías Renovables en México
Energía Solar
Documento preparado para la Dirección General de Desarrollo
Tecnológico de la Subsecretaría de Planeación y Desarrollo
Tecnológico de la SENER
Coordinador General: Dr. Pablo Mulás del Pozo

Autores:Dr. Claudio A. Estrada Gasca
Dr. Camilo A. Arancibia Bulnes
Dr. Rubén Dorantes Rodríguez
Dr. Jorge Islas Samperio
Dr. Agustín Muhlia Velásquez

Mayo del 2005

CIE UNAM (Coordinador de Energía Solar)
CIE UNAM
(De estancia sabática en el CIE)
UAM-A
CIE UNAM
IG UNAM

Primera Parte:
Evaluación del Recurso Solar en México
1 Introducción y Definiciones
Cualquier aplicación de la EnergíaSolar requiere una evaluación del recurso solar. Por
evaluación del recurso solar se entiende la determinación (de preferencia a partir de
mediciones) de la cantidad de energía solar disponible para ser utilizada en una
aplicación. Como diferentes tipos de sistemas solares utilizan diferentes componentes
de la radiación solar, dicha evaluación puede significar cosas un poco diferentesdependiendo de la aplicación. Del mismo modo, el nivel de detalle con que se requiere
conocer estas componentes puede ser bastante diferente de una aplicación a otra.
En cuanto a componentes de la radiación solar, desde el punto de vista de las
aplicaciones actuales conviene distinguir dos: la radiación solar directa y la radiación
solar difusa. La primera es la radiación solar que llega a lasuperficie de la tierra
directamente del disco solar (en línea recta), pero atenuada en su intensidad por la
acción de la atmósfera. La segunda es la radiación que ha sido dispersada (esparcida)
por las componentes de la atmósfera, de modo que llega a la superficie desde
diferentes puntos de la bóveda celeste, pero no del disco solar. Estas dos componentes
conforma lo que se conoce como laradiación solar global, o hemisférica.
Aunque todos los colectores solares tienen capacidad de utilizar la radiación directa,
su capacidad de usar radiación difusa depende del factor de concentración de la
radiación que los caracteriza1. Específicamente un colector con factor de concentración
C utiliza una fracción 1/C de la radiación difusa. Los colectores solares planos, paneles
fotovoltaicos yotros colectores que no concentran la radiación pueden utilizar ambas
componentes de la radiación, mientras que los colectores de alta concentración, como
los de canal parabólico, plato parabólico y torre central aprovechan prácticamente sólo
la radiación directa. La agricultura es por antonomasia un sistema que aprovecha
eficientemente la energía de radiación (Radiación Fotosintéticamente Activa,tanto
directa como difusa) que incide sobre las superficies foliares arbitrariamente orientadas,
por supuesto, que las plantas silvestres son ya de ese tipo de sistemas, solo que
cuando se hace agricultura, el hombre ayuda a que esos sistemas sean más eficientes,
por ejemplo orientando su ubicación en el terreno, mejorando las especies
(bioingeniería), etc.
El parámetro básico y que máscomúnmente se mide es la radiación solar global que
incide sobre una superficie horizontal, medición que se expresa en términos de su
irradiancia (densidad de flujo de energía de radiación en W/m²). Esto es, la radiación
solar global es la que se mide con un piranómetro en posición horizontal. Cabe
diferenciar esta medición con la medición realizada con un piranómetro inclinado, en
1

Laconcentración de un colector se define como el cociente del área de captación de energía solar,
entre el área del receptor hacia donde esa energía es dirigida. Este cociente se refiere a qué tanto un
colector logra aumentar la densidad del flujo de energía en el receptor, aumentando consecuentemente la
temperatura de operación del sistema.

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donde además de la componente directa y la...