La insolación directa es la insolación solar medida en un lugar determinado de la Tierra con un elemento de superficie perpendicular a los rayos del Sol, excluida la insolación difusa (la radiación solar que se dispersa o refleja por componentes atmosféricos en el cielo). La insolación directa es igual a la irradiancia solar sobre la atmósfera menos las pérdidas atmosféricas debidas a la absorción y la dispersión . Si bien la irradiancia solar sobre la atmósfera varía con la distancia Tierra-Sol y los ciclos solares , las pérdidas dependen de la hora del día (la longitud de la trayectoria de la luz a través de la atmósfera depende del ángulo de elevación solar ),cobertura de nubes , contenido de humedad y otras impurezas .
Fórmula simplificada
Una fórmula simple da el nivel aproximado de insolación directa cuando no hay nubes: [1]
donde AM es la masa de aire dada por
siendo θ el ángulo cenital (90 ° menos la altitud ) del sol.
Para el sol en el cenit , esto da 947 W / m 2 . Sin embargo, otra fuente afirma que la luz solar directa en estas condiciones, con 1367 W / m 2 por encima de la atmósfera, es de aproximadamente 1050 W / m 2 y la insolación total de aproximadamente 1120 W / m 2 . [2]
Insolación directa media
A efectos prácticos, se suele utilizar un promedio temporal de la insolación directa a lo largo del año. Este promedio tiene en cuenta la ausencia de luz solar durante la noche, el aumento de la dispersión en las horas de la mañana y la tarde, los efectos promedio de la cobertura de nubes y el smog , así como las variaciones estacionales de la elevación solar al mediodía.
Unidades de medida
La insolación directa se mide en (W / m 2 ) o kilovatios-hora por metro cuadrado por día (kW · h / (m 2 · día)).
- 1 kW · h / (m 2 · día) = 1.000 W · 1 hora / (1 m 2 · 24 horas) = 41,67 W / m 2
En el caso de la energía fotovoltaica, la insolación directa promedio se mide comúnmente en términos de insolación directa máxima como kWh / (kWp · y) (kilovatios hora por año por kilovatio máximo nominal)
Aplicaciones
Dado que la radiación directamente del sol se puede enfocar con espejos y lentes, se puede aplicar a sistemas de energía solar térmica concentrada (CST). [3] [4] [5] Debido a las nubes y los aerosoles, la insolación directa puede fluctuar a lo largo del día, por lo que pronosticar el recurso disponible es importante en estas aplicaciones [6] [7]
Referencias
- ^ "Cálculo de la insolación solar" . PVEducation.org . Archivado desde el original el 29 de enero de 2016.
- ^ "Introducción a la Radiación Solar" . Newport Corporation. Archivado desde el original el 29 de octubre de 2013.
- ^ Boerema, Nicolás; Morrison, Graham; Taylor, Robert; Rosengarten, Gary (1 de noviembre de 2013). "Diseño de cartelera de receptor central termosolar de alta temperatura". Energía solar . 97 : 356–368. Código bibliográfico : 2013SoEn ... 97..356B . doi : 10.1016 / j.solener.2013.09.008 .
- ^ Boerema, Nicolás; Taylor, Robert A .; Morrison, Graham; Rosengarten, Gary (1 de septiembre de 2015). "Modelización del cambio de fase sólido-líquido del sodio metálico para su aplicación en centrales termosolares". Energía solar . 119 : 151-158. Código bibliográfico : 2015SoEn..119..151B . doi : 10.1016 / j.solener.2015.06.024 .
- ^ Boerema, Nicolás; Morrison, Graham; Taylor, Robert; Rosengarten, Gary (1 de septiembre de 2012). "Sodio líquido frente a Hitec como fluido caloportador en sistemas receptores centrales solares térmicos". Energía solar . 86 (9): 2293–2305. Código Bibliográfico : 2012SoEn ... 86.2293B . doi : 10.1016 / j.solener.2012.05.001 .
- ^ Law, Edward W .; Kay, Merlinde; Taylor, Robert A. (1 de febrero de 2016). "Cálculo del valor económico de una planta termosolar operada mediante previsiones directas de irradiancia normal". Energía solar . 125 : 267-281. Código bibliográfico : 2016SoEn..125..267L . doi : 10.1016 / j.solener.2015.12.031 .
- ^ Law, Edward W .; Prasad, Abhnil A .; Kay, Merlinde; Taylor, Robert A. (1 de octubre de 2014). "Previsión de irradiancia normal directa y su aplicación a la previsión de producción térmica solar concentrada - Una revisión". Energía solar . 108 : 287-307. Código bibliográfico : 2014SoEn..108..287L . doi : 10.1016 / j.solener.2014.07.008 .
enlaces externos
- Biblioteca Digital Nacional de Ciencias - Aislamiento Directo