[13] Sombras 24octP02_joaquinfuentes

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- Contenido

- Introducción

- Fundamentos- Método

- Distancia

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colectores

- Soluciones

- Referencias

El tratamiento de las sombras en inst. solares térmicas y fotovoltaicas

Congreso Internacional de SOLCuenca, 24 de Octubre de 2008Joaquín Fuentes del Burgo

El tratamiento de las sombras enlas instalaciones solares térmicas

y fotovoltaicas en la normativaedificatoria

española



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- Introducción


- Distancia

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- Soluciones

- Referencias


Contenido

IntroducciónResumen de los fundamentos del método.Método de cálculo de pérdidas por radiaciónsolar del Documento Básico HE-Ahorro deenergía.Distancia mínima entre filas de captadores.Soluciones.Referencias.



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- Contenido

- Introducción


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- Soluciones

- Referencias


Introducción

El CTE está compuesto por varios DocumentosBásicos (DB). Uno de ellos es el denominadoDocumento Básico HE- Ahorro de energía (DB-HE), con los siguientes capítulos o exigenciasbásicas:

- HE 1. Limitación de demanda energética.- HE 2. Rendimiento de las insta lacionestérmicas.- HE 3 . Eficiencia energét ica de lasinstalaciones de iluminación.- HE 4. Contr ibución solar m ínima de agua calient e sanit aria.

- HE 5. Contribución fotovolt aica mínima de energía eléctrica.



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- Introducción


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- Soluciones

- Referencias


Introducción

Objetivosl Ahorro de consumo de energías convencionales.l Favorecer la sostenibilidad.l Rentabilización de la inversión.

Factores que afectan negativamente a laconsecución de dichos objetivos:l Las pérdidas por orientación.l Las pérdidas por sombras.



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- Soluciones- Referencias


Introducción

Tipos de sombras

(Fuente: Lillo Bravo, I.; et al. 2004)

Sombreados temporales

Sombras del edificio

(Fuente: Antony, F.; et al. 2006)



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Introducción

Tipos de sombras


Sombras debidas a la situación



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- Introducción


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Introducción

El CTE permite un porcentaje máximo depérdidas de energía debido a la orientación, lainclinación y las sombras.

Tabla 2.4. Pérdidas límite

Caso Orientación e

inclinaciónSombras Total

General

Superposición

Integración

arquitectónica

10 %

20 %

40 %

10 %

15 %

20 %

15 %

30 %

50 %



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Introducción

Clasificación de las formas de montaje de las in stalaciones


General

Superposición

Integración arquitectónica



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Introducción

Caso de pérdidas de energía debido a laorientación.

S




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Resumen de los fundamentos del método decálculo de las sombras

Para simplificar el problema del movimiento del sol,se supone la tierra fija y el Sol dando vueltas, por loque el movimiento del sol respecto de unobservador fijo sería el que muestra la figura .

(Fuente: Sevilla, A. 1992)



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Los recorridos aparentes del Sol en distintosdías del año

(Fuente: Sevilla, A. 1992)



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(Fuente:Aláiz Fernández. 1981)

Se util iza unsistema horizontalde coordenadas,considerando alobservador comoel centro de unaesfera, de radio losuficientementegrande como paraque el Sol,proyectado sobre

ella, se puedaconsiderarpuntual.



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Con este sistema de referencia, la posición del sol sepuede determinar mediante dos coordenadas:l Altura solar h.l Acimut z.

(+)

(-)



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Las ecuaciones que definen el movimiento del Solrespecto de este sistema de referencia:l Ángulo horario (ω) : ω= hn·15l Declinación solar (δ)

+

=365

284·360·45,23

N senδ

A partir de la trigonometría esférica

δωδ ·cos·coscos· Lsen Lsenhsen +=

δω·cossen zsen =Siendo- N el número del día del año.- L la latitud del lugar.



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Diagramas de trayectorias solares




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Método de cálculo de pérdidas por radiaciónsolar del Documento Básico- Ahorro de Energía

El procedimiento recogido en el Documento Básico-HE estaba incluido en el Pliego de CondicionesTécnicas de Instalaciones de Baja Temperatura delInstituto de Diversificación y Ahorro de Energía(IDAE).

Consiste en un método de cálculo de las pérdidas deradiación solar que experimenta una superficiedebidas a sombras circundantes. Las pérdidas seexpresan como un porcentaje de la radiación solarglobal que incidiría sobre la mencionadassuperficies, de no existir sombra alguna.

Se ha de representar el perfil de obstáculos queafecta a la superficie de estudio con un únicodiagrama de trayectorias del sol.



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Diagrama de trayectorias del Sol contenido en elDB-HE

E O



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Tablas de referencia



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Aplicación (α= 0º; β= 40º)

Sombrado parcial :A3; A1 ; A2 ; A4 ; A6 ; A8 ; A10

Sombrado total: Ninguna



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- Distancia

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Aplicación (α= 0º; β= 40º)

S= 0,25·A3 + 0,50·A1 + 0,50·A2 +

0,50·A4 + 0,50·A6 + 0,50·A8 + 0,25·A10

S= 0,25·2,70 + 0,50·3,17 + 0,50·3,17 +

0,50· 2,70 + 0,50·1,79 + 0,50·0,98 +

0,25·0,10 = 6,61 %



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Distancia mínima entre filas de captadores

La distancia entre filas de módulos depende de la longitudde los módulos así como de la inclinación , β, y el ángulode altura solar, h, mínimo en el lugar de instalación.

( )hsen

hsenad

180·

−−=

β



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- Distancia

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Distancia mínima entre filas de captadores

Procedimiento simplif icado que propone el IDAE.

hk

Latitud

hd ·

)º61tan(

=−

=

Valores del coeficiente k

Latitud

k

29º

1,600

37º

2,246

39º

2,475

41º

2,747

43º

3,078

45º

3,486



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Soluciones

Frente a sombras del edificio




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- Fundamentos

- Método

- Distancia

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Soluciones

Frente a sombras del edificio




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- Fundamentos

- Método

- Distancia

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Soluciones

Frente a sombras de situación

(Fuente: Cortes, J.J. 2008)



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- Fundamentos

- Método

- Distancia

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Soluciones

Cuando no se tiene espacio suficiente para separar

los paneles.



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- Fundamentos

- Método

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Soluciones

Circuito optimizado del generador con proyección

de sombra vertical en movimiento.


La delgada sombra que se mueve durante el día de izda. adcha. (por ejemplo producida por chimenea industrial al

Sur). Mediante el ajustado del circuito representado en la

imagen, de 6 cadenas con 8 módulos cada una, se puede

limitar el efecto del sombreado sobre una cadena.



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- Método

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Soluciones

Circuito optimizado del generador con proyecciónlateral de sombra.


El sombreado matutino (que desaparece al mediodía) y de costado de laparte dcha. de la planta por un edificio contiguo situado al Este.

Sombreado vespertino (que comienza bien avanzada la tarde) de la

parte izda. inferior de la planta de un edificio contiguo situado al Oeste.

El circuito, con 8 cadenas de 6 módulos cada una, dispuestas éstas en

diagonales, limita el efecto del sombreado a tan solo unas pocas cadenas.



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- Método

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Referencias

ANTONY, F.; DÜRSCHNER, C.; REMMERS, K. Fotovoltaica para profesionales. Diseño, instalación y comercialización de plantas solares fotovoltaicas . Sevilla: PROGENSA,2006.

ALÁIZ FERNÁNDEZ, E. Energía solar. Cálculo y diseño de instalaciones . Madrid: Sección de Publicaciones de laE.T.S. de Ingenieros I ndustr iales, 1981.

CASANOVA COLÁS, J. (Coordinador). Curso de energía solar . Valladolid: Secretariado de Publicaciones de laUniversidad de Valladolid, 1993 .CORTÉS, J.J., Estructuras para paneles solares:Segu idores solares. Curso de Verano de la UCLM :Instalaciones solares fotovoltaicas en edificación einfraestructuras de telecomunicación, Cuenca (2008).

LILLO BRAVO, I.; HASELHUHN, R.; HEMMERLE, C.I nstalaciones fotovolt aicas. Manual para uso de instaladores, fabricantes, proyectistas, ingenieros y arquitectos, instituciones de enseñanza y de investigación . Sevilla: Sociedad para el DesarrolloEnergético de Andalucía , S.A. (SODEAN), 2004 .



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Referencias

Instituto de Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE).Pliego de condiciones técnicas de inst alaciones de energía solar fotovoltaica de instalaciones conectadas a red.Madrid: IDAE, 2002.Real Decreto 314/2006, de 17 de marzo, por el que seaprueba el Código Técnico de la Edificación. Documento

Básico HE- Ahorro de energía.SEVILLA, A. La energía del Sol y del Viento. Recursos inagotables al alcance de todos . Madrid: Editorial Alción,S.A., 1992.

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