Termodinamica

INDICE

1. Introducción 2. Relaciones astronómicas Sol-Tierra . Sistemas de coordenadas . Posición del sol . Tiempo solar . Posición del Sol respecto superficies inclinadas . Símbolos 3. Radiación solar Térmica . Leyes de radiación del cuerpo negro . Símbolos 4. Constante solar y radiación solar extraterrestre . Constante solar . irradiación extraterrestre sobre superficie horizontal .irradiación extraterrestre sobre superficie inclinada . Símbolos 5. Radiación solar sobre la superficie de la Tierra . Modelización de la radiación solar sobre superficies inclinadas . símbolos 6. Radiación solar e instrumentos de medida

Bibliografía M. Iqbal . An introduction to Solar Radiation. Academic Press. New york. 1983. R. Siegel and Howell, J.R. Termal Radiation Heat Transfer. McGraw-Hill, NewYork, 1981. J. A. Duffie and Beckman, W.A. Solar Engineering of Termal Proceses. John Wiley New York. 1991. J. Casanova y colaboradores. Curso de Energía Solar. Universidad de Valladolid. 1993.

1

1.INTRODUCCIÓN

El flujo de radiación solar que llega a la Tierra es la fuente primaria de todas las formas de energía conocidas. La radiación solar es el origen de los movimientos decirculación de la atmósfera y del océano, de la vida vegetal o de los combustibles fósiles entre otros. Las características más singulares que presenta la radiación son: Gran dispersión y por tanto baja densidad Intermitencia o variabilidad en el tiempo

Estas dos características son de fundamental importancia cuando se intenta aprovechar la energía procedente del sol. Desde el punto de vista de lossistemas de utilización de la energía solar, interesa cuantificar la cantidad de radiación solar que incide sobre una superficie en la Tierra, y su relación con los parámetros geográficos y climatológicos. La complejidad de los fenómenos que afectan a la radiación solar en su camino a través de la atmósfera es el principal problema que aparece a la hora de cuantificar la disponibilidad energética. Sepuede conocer con suficiente precisión la energía emitida por el Sol en un momento determinado, pero no es sencillo estimar la cantidad de energía que alcanza la superficie de la Tierra. Desde que esta energía entra en la atmósfera dos tipos de factores influyen en su recorrido a través de la misma hasta alcanzar la Tierra, unos son de naturaleza determinista y otros que podemos denominaraleatorios. Entre los factores deterministas se encuentran los factores astronómicos, que dependen de la geometría Sol-Tierra . Son función de la posición relativa de ambos y del

2

lugar de la Tierra que consideremos. Estos factores condicionan el recorrido de la radiación a través de la atmósfera y el ángulo de incidencia sobre la misma. Los otros factores que inciden en la cantidad de energía quese recibe en la superficie de la Tierra son los factores climáticos. Estos serán los responsables de que se produzca una atenuación en la cantidad de energía que podría alcanzar la Tierra. Estos factores a diferencia de los astronómicos no son fácilmente cuantificables. Los componentes de la atmósfera son los responsables de dicha atenuación: vapor de agua, aerosoles, ozono y nubes. En lossiguientes apartados se analizarán los factores, que condicionan la energía que recibe un sistema de utilización solar, así como la forma de estimarla a partir de los parámetros disponibles.

2. RELACIONES ASTRONÓMICAS SOL-TIERRA

En este primer capítulo se explican las nociones básicas sobre el movimiento aparente del Sol y los sistemas de coordenadas que permiten fijar su posición y se introduce elconcepto de esfera celeste. Se muestran los sistemas de coordenadas horizontales y horarias que permiten conocer la posición del Sol respecto a un punto de la Tierra, en un instante dado, esta posición viene dada por dos coordenadas : la altura y el acimut en el sistema de coordenadas horizontales y por la declinación y el ángulo horario en el sistema de coordenadas horarias. Estos dos pares de...