Fundamentos del Recurso Solar

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Fundamentos del Recurso Solar - 2020 G. Abal

Fundamentos del Recurso Solar

equipo docente (IFFI):

Gonzalo AbalRodrigo Alonso SuárezAgustín Laguarda

eva: https://eva.fing.edu.uy/course/view.php?id=1137

clases interactivas por Zoom: lunes de 18 a 20:30

https://us02web.zoom.us/j/89958851582ID de reunión: 899 5885 1582Contraseña: 252619

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Fundamentos del Recurso Solar

Unidad 1: Radiación solar TOA (extra-atmósfera)

P1: Constante solar.

P2: Movimiento aparente del Sol.

P3: Ángulos locales. Diagrama solar.

P4: Irradiancia e irradiación solar sobre PH TOA

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Constante solar

El Sol es prácticamente una fuente puntual para la Tierra:

valor convencional de la constante solar

La irradiancia solar media incidente (W/m2) sobre una superficie normal a la dirección Tierra-Sol ubicada en TOA cuando la Tierra esta a 1 UA del Sol es aproximadamente constante.

Esta irradiancia es el punto de partida de todos los calculosde irradiación solar incidente en la superficie de la Tierra.

Sin embargo esta cantidadvaría diariamente debido a la actividad solar y sigue losciclos de 11 años de actividaddel Sol.

Tope de Atmósferaflujo de energía (W/m2) a travésde un plano dado.

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Constante solar

El Sol es prácticamente una fuente puntual para la Tierra:

valor convencional de la constante solar

= 1 U.A.

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zθ

θ

geometría

1367 W/m2

o también

Irradiancia media TOA sobre la superficie diurna de la Tierra

RT

proyectando sobre plano horizontal

equivale a unas 2000 plantas térmicas o centrales nucleares de 88 MW c/u.

La potencia solar incidente en un momento dado sobre la Tierra es grande:

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medidas de TSI (< 2010) "consistidas"

1367

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Actividad solar y TSI

detalle de mancha solar, rodeada de faculaeFuente: A new, lower value of total solar irradiance:Evidence and climate significance, G. Kopf and J. Lean,GEOPHYS. RES. LETT, 38, L01706, 2011

TSI = Total solar irradiance TOAsustituye el nombre "constante solar"

medidas de TSI previas a 2010 discrepan en

hasta 15 W/m2 por problemas de calibración

de los espectroradiómetros montados en

satélites.

SORCE/TIM: primer indicación de que TSI era menor a 1367 W/m2 y cercano a 1361 W/m2

mancha + faculae = mayor irradiancia

(sin ajustes)

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Actividad solar y TSI

Total and Spectral Solar Irradiance TSIS-1 (NASA)montado en la estación espacial orbital desde 2018coincide con TIM/SORCE

https://www.nasa.gov/goddard/tsis-1

ciclo solar 23imágenes anualescon filtro UV

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Actividad solar y TSI: información moderna

información moderna es consistente con

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En febrero 2010, NASA lanza SDO (Solar Dynamics Observatory), una sonda para estudiar la actividad solar de cerca y llegar acomprender las causas del ciclo de 11 años...

https://sdo.gsfc.nasa.gov/

SDO genera imágenes y videosde alta resolución de la superficie del Sol y su actividadmagnética.

https://youtu.be/6tmbeLTHC_0

Vale la pena ver:

Solar Dynamics Observatory (NASA)

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Distribución espectral TOA (AM0)

El espectro de la superficie solar es muy similar al de un cuerpo negro (radiador ideal) a 5777 K

varía entre 280 y 3000 nm o 0.28 y 3 micras

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Distribución espectral TOA

8%

48%0%

44%

}

Espectros TOA de referencia: E-490 y Wherli (disponibles en NREL)

1367 W/m2

el área bajo el espectro debe ser consistente con la constante solar usada:

https://www.nrel.gov/grid/solar-resource/spectra-wehrli.html

Ref: American Society for Testing and Materials, ASTM E-490, 2000

Wehrli, C. Extraterrestrial Solar Spectrum, Publ. #615, PMODWorld Radiation Center, Davos, 1985.

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