Cooperativa de Enseñanza Severo Ochoa F.P. Instalaciones Eléctricas y Automáticas Asignatura: INSTALACIONES SOLARES FOTOVOLTAICAS Actividades Finales. Tema 1 Profesor: Antonio Luis Guinea Alumno: Bladimir Useche RESUMEN TEMA I MÓDULOS FOTOVOLTAICOS 1) ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA Se refiere a la energía que, en forma de luz procedente del sol, se transforma en energía eléctrica de forma directa, es decir, sin necesidad de una transformación intermedia. Esta energía solar fotovoltaica se obtiene mediante la utilización de unos módulos fotovoltaicos, y éstos a su vez están compuestos por células cuyos principios de funcionamiento de detallarán más adelante. 2) COORDENADAS Y MOVIMIENTOS DE LA TIERRA Tal como hemos aprendido en clases de la secundaria, el planeta Tierra está dividido imaginariamente mediante un conjunto de líneas horizontales y verticales, muy útiles para la ubicación precisa de un punto cualquiera en el globo, mediante un sistema de coordenadas coordenadas geográficas. Las coordenadas se expresan en grados, minutos y segundos: X° Y’ Z” 1 Las líneas de referencia principales son: El Meridiano de Greenwich: también llamado Meridiano Cero. Es la línea vertical, en forma de semicircunferencia, que une el Polo Norte y el Polo Sur, pasando por Greenwich (Londres), y divide el planeta en dos hemisferios: este y oeste. A la derecha e izquierda del Meridiano de Greenwich existen los meridianos, que igualmente unen los polos terrestres. La distancia entre un meridiano y otro es del tipo angular, y por lo tanto se mide tal como se indicó antes: grados, minutos y segundos. La distancia entre un punto cualquiera (cualquier meridiano) y el meridiano de Greenwich, se llama Longitud. La longitud máxima que se puede medir es de 180°, hacia el este (positiva) o el oeste (negativa) del Meridiano Cero. El Ecuador: es la línea imaginaria horizontal (perpendicular al eje de rotación), que divide el planeta en dos partes denominadas hemisferio norte y hemisferio sur. Es la circunferencia máxima horizontal alrededor del globo terrestre. La medida desde un punto cualquiera hasta el Ecuador es también una medida angular. La línea imaginaria que pasa por ese punto se denomina Paralelo. Cada paralelo es precisamente una línea paralela de menor tamaño que el Ecuador, e indica si el punto ubicado en el hemisferio norte o en el hemisferio sur. La distancia entre un punto cualquiera (cualquier paralelo) y el Ecuador, se denomina Latitud. La distancia máxima angular que se mide a partir del Ecuador es de 90° hacia el norte (+90°) o hacia el sur (-90°). El planeta Tierra lleva a cabo dos tipos de movimiento: De traslación: lo ejecuta en sentido contrario al movimiento de las agujas del reloj (observando desde el hemisferio norte), describiendo una elipse (con apariencia de círculo), cuyo centro es ligeramente excéntrico. Esta es la razón por la que la distancia del Sol a la Tierra no sea siempre la misma. El período de ejecución de un ciclo de traslación, es de 365 días, 5 horas, 48 minutos y 46 segundos, con pequeñas variaciones de un año a otro. De rotación: es el movimiento que realiza la Tierra sobre su propio eje (que pasa por los polos). Su duración es de 23 horas, 56 minutos y 4 segundos, 2 aproximadamente. El sentido de este movimiento de rotación es también en sentido opuesto al de las agujas del reloj. Por ello el Sol sale por el Este y se oculta por el Oeste. El movimiento de rotación lo hace el planeta obre su eje polar, que tiene una inclinación de 23,45° con respecto a la perpendicular al plano de su órbita. Declinación (δ): es el ángulo que forma el plano del ecuador de la Tierra con la línea situada en el plano de la eclíptica. Este ángulo es el determinante de las estaciones climatológicas. 3 El ángulo de declinación varía entre -23,45° (declinación máxima negativa) y 23,45° (declinación máxima positiva). La expresión de la declinación para un determinado día se calcula con la expresión: 3) COORDENADAS SOLARES: Es un sistema de coordenadas que permiten determinar la posición del Sol en un momento determinado, durante el día, y su movimiento. El sistema de coordenadas solares se utiliza para elaborar la Carta Solar, que es la representación gráfica del conjunto de trayectorias del Sol en un lugar determinado. Para ello es necesario comprender los siguientes conceptos: Esfera Celeste: Es la esfera imaginaria, centrada en el observador (a sus pies), sobre la que se proyecta la posición del Sol. 4 Cenit o Zenit: Es el punto más alto en el cielo en relación con el observador y se encuentra justo sobre la cabeza de este (90°). La vertical de un lugar, o dirección de la gravedad en ese lugar, corta a la esfera celeste en dos puntos. Nadir: Es el opuesto al Cenit, formando parte de la misma vertical, que pasa por el centro de la Tierra hasta alcanzar la circunferencia de la esfera celeste en el punto ubicado a 180°. Elevación solar: es el ángulo que forman los rayos solares con la horizontal (figuras 1.6 y 1.7). Toma valores que van de (90° – Φ – δ) en el solsticio de invierno a (90° – Φ + δ) en el solsticio de verano, siendo Φ la latitud del lugar y δ la declinación. 5 Acimut: Es en ángulo formado por el meridiano donde se posiciona el Sol en un instante, y el meridiano que hace referencia al Sur (cuando se está en el Hemisferio Norte) o al Norte (cuando se está en el Hemisferio Sur). Tiene valores positivos de 0° a 180° hacia el Oeste y negativos de 0° a –180° hacia el Este. Ángulo Cenital: ángulo formado por la dirección del sol y la vertical. Es el ángulo complementario de la elevación solar. El conjunto de trayectorias del Sol en un lugar determinado se puede representar en una carta solar que refleja la posición del Sol, acimut y elevación, en cada hora, desde el punto de vista de un observador que mira hacia el Sur (en el hemisferio norte. En el hemisferio sur miraría hacia el Norte). Carta Solar de Murcia 6 7
