Sistemas Solares Fotovoltaicos / Vol.4

• 85 Vol. 4 . Sistemas solares fotovoltaicos de autoconsumo. Diseño, instalación y mantenimiento. Los sistemas fotovoltaicos funcionan, cómo es evidente, con energía solar, por lo tanto, parece adecuado incluir en este manual unas nociones mínimas y fundamentales sobre esta fuente de energía primaria. El término radiación solar se utiliza de manera genérica para referirse al fenómeno de la emisión de energía por parte del Sol. En el ámbito de los sistemas fotovoltaicos, para cuantificar el fenómeno se distingue entre irradiancia e irradiación: • La irradiancia es la densidad superficial de potencia expresada en vatios por metro cuadrado [W/m 2 ] o kilovatio por metro cuadrado [kW/m 2 ]. Para su definición es necesario especificar el plano de captación al que nos estamos refiriendo, a través de los ángulos de azimut (desviación con respecto al sur) e inclinación (desviación con respecto al plano horizontal). Al ser la irradiancia un valor de densidad de potencia y por lo tanto instantáneo, no obliga a incluir ninguna referencia temporal. • La irradiación es la densidad superficial de energía expresada en vatios-hora por metro cuadrado [Wh/m 2 ] o kilovatios-hora por metro cuadrado [kWh/m 2 ]. Para definir la irradiación, no solamente es necesario definir el plano de captación, al igual que la irradiancia, si no que, al tratarse de energía, precisa también definir el periodo de tiempo de integración: hora, día, mes, año, etc. No tiene sentido hablar de irradiación a secas, sin definir el periodo de integración: podemos hablar de irradiación horaria, diaria, mensual u anual, pero lo cierto es que el periodo de tiempo tiene que estar definido. 3.1. Movimiento Sol-Tierra La humanidad conoce perfectamente el movimiento relativo Sol-Tierra desde hace mucho tiempo. A lo largo del año la Tierra recorre una órbita elíptica alrededor del Sol, trazando una elipse que tiene una excentricidad muy pequeña, inferior al 2%. Sorprende que cuando se le explica a un niño ese movimiento por primera vez, no se utilice una circunferencia para aproximar la trayectoria, si no que se dibuje una elipse muy excéntrica que representa mucho peor la realidad. Quizás sea un ejemplo de cómo, a veces, los árboles no nos dejen ver el bosque, no seamos capaces de poner en perspectiva la importancia relativa de las cuestiones, y por lo tanto no ayudamos a aprender a discernir lo accesorio de lo fundamental. Volviendo a lo que nos ocupa, además de su movimiento alrededor del Sol, la Tierra da una vuelta al día en torno al eje polar, que forma un ángulo de 23,45° respecto de la eclíptica. La declinación solar es el ángulo que forma la línea Sol-Tierra con el plano del ecuador. Ese ángulo varía continuamente a lo largo del año, siendo máximo en el solsticio de junio (+23,45°), mínimo en el solsticio de diciembre (-23,45°) y nulo en los equinoccios. Esto quiere decir que, en esos dos días, la dirección Sol-Tierra está precisamente alineada con el plano del ecuador, tal y como se muestra en la Figura 67. Lo relevante a destacar es que en esos días (equinoccios) y en esa hora (mediodía solar), el complementario a 90° de la latitud es el ángulo de elevación solar, definido como el ángulo que hay entre el plano horizontal y la dirección Sol-Tierra, y el azimut, definido como el ángulo entre el Sur y la línea Sol-Tierra, es cero, puesto que el mediodía solar es precisamente el momento cuando el Sol está en la dirección Sur.