Universidad de Costa Rica Sede Rodrigo Facio Escuela de

Universidad de Costa Rica
Sede Rodrigo Facio
Escuela de Ingeniería Eléctrica
Energía Solar Fotovoltaica IE-1117
Prof: José Conejo Badilla
Estudiante: Leibin Arias Arias
A90569
Tarea # 1
Fecha de entrega: 15 de mayo de 2015
Objetivo: Calcular el ángulo de inclinación para la instalación de paneles
solares.
1)- Usando el sitio de Google Earth o cualquier otro similar, determinar la
ubicación cartográfica de latitud norte y longitud oeste, de los siguientes
lugares:
A)- Plaza de La Guácima, Alajuela
B)- Parque de San Rafael de Heredia
C)- Muelle de Quepos, Puntarenas
D)- Parque de Santa Cruz, Guanacaste
E)- Centro Agronómico Tropical CATIE, Turrialba
En este caso corresponde la opción C: Muelle de Quepos, Puntarenas. Se
toma un pantallazo de google maps donde se observa el muelle de Quepos y la
latitud y longitud aproximadas (Ver figura 1)
Latitud norte: 9,424647 º = 9º 25 ’ 28,729 ’’
Longitud oeste: -84,170879º= 84º 10’ 15,164’’
Figura 1. Pantallazo del muelle de Quepos con ayuda de google maps.
2)- Suponiendo que se desea instalar unos paneles fotovoltaicos en el
sitio designado (A, B, C, D o E), cuál sería la orientación y el ángulo de
inclinación con respecto a la horizontal que debería tener dichos paneles
para recibir la radiación solar en forma perpendicular?
Orientación: Un panel solar que se encuentra en el hemisferio norte debe
colocarse mirando hacia el sur, y un panel solar ubicado en el hemisferio sur
debe ubicarse mirando hacia el norte. En este caso, el muelle de Quepos se
encuentra a 9 grados latitud norte, por tanto la orientación del panel solar debe
ser mirando hacia el sur.
Grado de inclinación: Se recomienda que el grado de inclinación del panel solar
sea igual a la latitud geográfica del lugar donde se colocan los paneles solares.
Como el muelle de Quepos se encuentra a 9,42º latitud norte, entonces se
recomienda un grado de inclinación de unos 9,42 º.
Así la inclinación sería de 9,42 º y la orientación sería hacia el sur.
3)- En el siguiente enlace se encuentra el documento “PV Module Angles” de
Richard Perez and Sam Coleman. Con base en la información presentada en el
documento, determinar el ángulo de inclinación que deberían tener dichos
paneles para las cuatro épocas del año recomendadas por los autores:
https://www.google.co.cr/#q=%E2%80%9CPV+Module+Angles%E2%80%9D+d
e+Richard+Perez+and+Sam+Coleman
Primero es necesario aclarar que Costa Rica es un país intertropical por lo que
sólo hay 2 estaciones bien marcadas, aunque las 4 estaciones si se presentan
aunque la primavera y el otoño no son estaciones marcadas como en el
hemisferio norte o el sur, ni el invierno ni el verano son tan extremos, lo anterior
quiere decir que si se puede utilizar la fórmula del ángulo de inclinación
indicado en el documento, para Costa Rica.
Aclarado lo anterior las cuatro épocas del año serían:
Invierno: comienza el 21 de diciembre en el hemisferio norte y 21 de junio en
el hemisferio sur.
El ángulo de inclinación según el documento sería:
((
)
)
Donde L es la latitud del lugar respectivo, T es el número de días desde el
equinoccio de primavera (21 de marzo)
Para el muelle de Quepos la latitud es de L=9,42 º, y está en el hemisferio
norte, por lo que se usan las fechas de equinoccios y solsticios para el
hemisferio norte.
Por tanto, desde el 21 de marzo y el 21 de diciembre hay aproximadamente
T=274 días.
Por tanto el ángulo de inclinación será:
((
)
)
El ángulo de inclinación para el invierno será de 32,92 grados.
Verano: comienza el 21 de junio en el hemisferio norte y el 21 de diciembre en
el hemisferio sur.
Para el muelle de Quepos la latitud es de L=9,42 º.
Por tanto, desde el 21 de marzo y el 21 de junio hay aproximadamente T=91
días.
Por tanto el ángulo de inclinación será:
((
)
)
O sea el ángulo de inclinación es de 14,08 grados, el signo menos se refiere a
la orientación del panel que va en sentido contrario, hacia el sur, si estamos en
el hemisferio norte, cuando este ángulo es positivo, quiere decir que la
orientación del panel es hacia el norte si estamos en el hemisferio norte.
Primavera: comienza el 21 de marzo en el hemisferio norte y el 21 de
septiembre en el hemisferio sur.
En este caso la declinación del sol D es cero en el equinoccio de primavera
(T=0 sobre el equinoccio)
((
)
)
Por tanto el ángulo de inclinación será: A=9,42 º.
Otoño: comienza el 21 de septiembre en el hemisferio norte y 21 de marzo en
el hemisferio sur. Entre estas fechas hay 182 días.
((
)
)
En este caso, el ángulo es casi el mismo por lo que la declinación del sol es
casi cero.
4)- Explicar cuáles serían los beneficios de colocar los paneles en una
instalación que permita ajustar el ángulo de inclinación, con relación a una
posición fija.
Lo que sucede es que la Tierra va modificando su inclinación con respecto al
sol, esto provoca que lleguen cantidades distintas de rayos de luz según la
estación del año, esto provoca que si un panel solar posee una inclinación fija
tendrá una eficiencia mayor en algunas épocas del año y una eficiencia menor
en otras épocas del año. En cambio un panel solar con ángulo de inclinación
ajustable permite modificar el ángulo de inclinación según la época del año, y
de esta manera lograr aprovechar al máximo la luz solar en todas las épocas
del año y lograr la máxima eficiencia sin importar la estación.
GRUPO A
GRUPO B
GRUPO C
GRUPO D
GRUPO E
A12356
A55455
A84674
B00574
B05120
A20485
A71077
A90569
B00711
B05163
A35305
A74679
A91666
B02498
B05208
A50791
A75251
A92388
B03027
B16558
A54752
A82590
A96037
B03703
B16922
El trabajo es individual y se deben realizar los cuatro pasos solo para el sitio
que le corresponde, según la tabla anterior.