Ingeniería

MÁSTER EN ENERGÍAS RENOVABLES

TRABAJO T01

ENERO 2013

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Un Colegio Mayor, situado en la Ciudad Universitaria de Madrid, pretende realizar una instalación solar térmica para ahorrar en el consumo energético de ACS. Se pide el cálculo de número de colectores que podrían entrar en la cubierta para saber hasta cuanto podríamos ahorrar.

FIGURA 1. PLANOCUBIERTA

Como se puede apreciar, el edificio está formado por dos módulos. El módulo A de 21 m de cota y el módulo B de 19 m de cota. Ambos tienen un peto de 1 m alrededor de toda su cubierta. Los grados de inclinación óptimos que habrá que darles a los colectores serán los mismos que los grados de latitud del lugar como expone el enunciado. El colector a utilizar será SAUNIER DUVAL SCV2.3 dedimensiones 2.033 X 1.233 mm (según archivo anexo). La latitud de ciudad universitaria, Madrid, es de 40º 27´6” (AEMET). Según el código Técnico de la Edificación la sensibilidad de la incidencia de energía anual con la posición de los captadores es reducida. Por cada cinco grados de desviación en la inclinación respecto al óptimo, la pérdida de energía anual no supera el 1%. Por la tanto a efectos decálculo utilizaremos latitud de 40º.

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1 CAPTADORES SOBRE CUBIERTA 1.1 SOMBREADO DEL PETO Y MURO En muchas ocasiones uno de los factores determinantes para la viabilidad de un proyecto fotovoltaico es la aparición de sombras en los captadores. Para ello, es fundamental conocer la distancia entre filas de captadores, o entre fila y un obstáculo ypoder así evitarlo.

FIGURA 2. DISTANCIA ENTRE FILAS DE CAPTADORES

La distancia d, medida sobre la horizontal, entre una fila de captadores y un obstáculo, de altura h, que pueda producir sombras sobre la instalación deberá garantizar un mínimo de 4 horas de sol en torno al mediodía del solsticio de invierno. Según el pliego de IDEA esta distancia d será superior al valor obtenido por laexpresión:

Por esto, calculamos las distancias a respetar para evitar sombreados producidos por los petos sobre los captadores, así como del edificio A sobre el edificio B del muro C (figura 1).

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1.2 DISTANCIA MÍNIMA ENTRE FILAS Seguidamente, calculamos la distancia entre captadores dcap como se indicó en el punto 1.1.Pero para esto esnecesario conocer previamente la altura “h” (figura 4) de los captadores que se obtendrá mediante trigonometría:

FIGURA 4.CAPTADORES SOBRE CUBIERTA

Por lo tanto, la primera fila de captadores en el módulo A estará situada a 2.610 mm. del peto sur y separado por 2.610 mm. tanto del peto oeste como del este como muestra la figura 3.

FIGURA 3. SOMBREADOS SOBRE CUBIERTA MODULO A

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En cuanto al módulo B la primera fila estará situada a 2.610 mm. del peto sur, 2.610 mm del peto oeste y 5.210 mm del muro “c” oeste (figura 4).

FIGURA 4. SOMBREADOS SOBRE CUBIERA MÓDULO B

Para saber cuántas filas de captadores podemos colocar sobre las cubiertas es necesario conocer el valor de “b”:

FIGURA 5. SEPARACIÓN ENTRE CAPTADORES

Conocida laseparación de la primera fila con el peto sur, 2.610 mm, la separación entre captadores, 3.410 mm y “b” 1.557 mm, podemos calcular el número de filas de captadores en el módulo A y B del edificio.

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1.3 NÚMERO DE CAPTADORES 1.3.1. MÓDULO A: En la parte derecha de la cubierta se pueden colocar 7 filas de captadores. Se ha tenido en cuenta laseparación dcap, la distancia “b” y la zona afectada por las sombras. En la parte izquierda solo se pueden colocar 2 filas de captadores que hacemos coincidir con los de la derecha como se observa en la figura 6.

FIGURA 6. FILAS DE CAPTADORES MODULO A

Conociendo el ancho de las filas y la dimensión de cada captador podemos conocer el número exacto de captadores. La anchura de cada captador...