POSICIÓN SOLAR PARA CHILE

Chile, sin contar con el territorio antártico, se mueve desde los −17° hasta los −55° de latitud, lo que suma una variación de 38° desde el extremo norte al extremo sur del país. Esta variación en la latitud presenta posiciones solares muy distintas para un mismo día a lo largo de Chile, lo que fue incorporado por el motor de cálculo en función del mes, hora y la latitud. Las variaciones de longitud se desprecian. Con el ingreso de la comuna, dato que el evaluador ingresa en la planilla como antecedente del proyecto, se obtiene la latitud del proyecto.

Para determinar la posición solar, se toma un día representativo para cada mes, de acuerdo con la Tabla 18.1. En esta tabla, los días representativos se indican como un día entre 1 y 365.

Las relaciones geométricas entre un plano de cualquier orientación y la posición del sol con respecto a ese plano, puede ser definida en términos de una serie de ángulos, que se definen a continuación:

ϕ– Latitud: La ubicación angular al norte o al sur con respecto al ecuador, considerando valores mayores a 0 para latitudes norte.

δ– Declinación: Corresponde al ángulo entre la línea Sol-Tierra y la proyección del ecuador terrestre. Considera valores mayores que 0 para latitudes norte.

β– Inclinación: Corresponde al ángulo entre el plano de la superficie en cuestión y la horizontal.

γ– Ángulo de azimut de la superficie: Corresponde a la desviación de la proyección en un plano horizontal de la normal a la superficie. Considera un valor de 0 para el norte, positivo para el este y negativo para el oeste.

MES

DÍA REPRESENTATIVO _(n)

Enero 17 Febrero 47 Marzo 75 Abril 105 Mayo 135 Junio 162 Julio 198 Agosto 228 Septiembre 258 Octubre 288 Noviembre 318 Diciembre 344

 Figura 18.5 Ángulos definidos para la ubicación del disco solar con respecto a un punto. SOL O E S N Cénit

(normal al plano horizontal)

ω– Ángulo horario: Corresponde al desplazamiento angular del sol al este u oeste del meridiano local, debido a la rotación de la tierra sobre su eje. El desplazamiento es de 15° por cada hora y se considera negativo en la mañana y positivo en la tarde. θ– Ángulo de incidencia: Corresponde al ángulo entre la radiación directa en una

superficie y la normal a dicha superficie.

θz– Ángulo cénit: Corresponde al ángulo entre la vertical y una línea hacia el sol. Es

decir, corresponde al ángulo de incidencia para una superficie horizontal.

αs– Ángulo de incidencia solar: Corresponde al ángulo entre la horizontal y una línea

hacia el sol. Es decir, corresponde al complemento del ángulo cénit.

γs– Ángulo azimut solar: Corresponde al desplazamiento angular con respecto al norte

de la radiación directa del sol en un plano horizontal.

Los principales ángulos utilizados para la determinación de la radiación solar y de la ubicación del disco solar; se muestran en la Figura 195 y Figura 196.

 Figura 18.6 Ángulos definidos para la definición de un plano inclinado con respecto a un plano horizontal. SOL O E S N

Normal al plano inclinado

Para cada día representativo, se analizaron diversos parámetros que permiten calcular la posición del disco solar, tanto en azimut como en inclinación. El primer parámetro que se calcula, corresponde a la declinación δ

Para una superficie, el ángulo de incidencia θ se calcula como:

Para obtener el valor de incidencia solar θz se utiliza la ecuación anterior para una

superficie plana, es decir con β=0

El azimut solar γs puede tener valores entre 180 y −180°. Para latitudes entre

-23,45 y -66,45, γs toma valores de entre 90 y –90° para días de menos de 12

horas de duración, mientras que para días con más de 12 horas entre la salida y

la puesta del sol, γs podrá tomar valores mayores a 90° o menores a −90°. Para

lo tanto, γs es negativo cuando ω es negativo y positivo cuando ω es positivo. Por

lo tanto, la posición del azimut solar se determina de la siguiente manera para un plano horizontal:

18.2.1.1. RADIACIÓN EN PLANO INCLINADO

La relación entre la radiación global horizontal y la radiación en un plano inclinado

(R  ) se obtiene utilizando el modelo de Klein y Theilacker (método KT). Como _

resultado, se obtiene el valor de R para las principales orientaciones (N, NE, E, _

SE, S, SO, O, NO) en los distintos meses del año, como muestra el ejemplo de la Tabla 18.2.

El modelo KT considera tanto la radiación directa como la radiación difusa y la radiación reflejada por la tierra. Para esto, además de los ángulos mencionados anteriormente, se consideran los siguientes parámetros:

ρg– reflectancia del suelo: También conocido como albedo, corresponde a la

fracción de la radiación solar incidente que es reflejada por la tierra. Esta varía de acuerdo diversos factores, incluyendo las propiedades del material de la superficie, la vegetación, la existencia de nieve, etc. Para efectos de los cálculos realizados, se consideró un albedo constante para todas las latitudes ρ=2.

Gsc– constante solar: La radiación emitida por el sol, y la distancia entre la tierra y el

sol, resulta en una intensidad de radiación solar prácticamente constante fuera de

la atmósfera terrestre. Este valor se estima en Gsc =1,353 [ W/m2 ]y es utilizado en

conjunto con otras variables para estimar la radiación incidente sobre una superficie para una determinada latitud.

La ecuación principal para la obtención de R es la siguiente:_

Donde:

H _{d: Corresponde a la radiación difusa media mensual}_

H : Corresponde a la radiación solar media mensual sobre la superficie horizontal_