1. ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA
DEL LITORAL ESPOL
“ENERGÍA SOLAR TERMICA”
PROFESOR: ING. MSC. DOUGLAS AGUIRRE H.
2009

2. INTRODUCCIÓN
La energía solar está garantizada para los próximos 6000 millones de años
próximos años
La energía solar es una fuente energética gratuita, limpia e inagotable gratuita,
inagotable
Durante 1 año, el Sol arroja sobre la Tierra 4000 veces más energía que la que se
va a consumir
EEUU recibe del Sol en 1 año, 1500
veces más energía que la que va a
consumir.

3. Distancia Sol - Tierra
Sol → esfera gaseosa, diámetro=1.391.000 km
Distancia media Sol-Tierra: ro=1 =1,496*108 km = 1 AU
AU = Distancia astronómica
Dimensiones:
Sol = Balón fútbol
Tierra = Grano de arena
Distancia Sol-Tierra: 25 metros

4. ESTACIONES
Hemisferio SUR:
– Solsticio de invierno (21 Junio): día más corto
– Solsticio de verano (21 de Diciembre): día más largo
– Equinoccio de otoño (20 de Marzo): día=noche (paso de verano a otoño)
– Equinoccio de primavera (22 de Septiembre): día=noche (paso de invierno a primavera)
Hemisferio NORTE:
– Solsticio de verano (21 Junio): día más largo
– Solsticio de invierno (21 de Diciembre): día más corto
– Equinoccio de primavera (20 de Marzo): día=noche (paso de invierno a primavera)
– Equinoccio de otoño (22 de Septiembre): día=noche (paso de verano a otoño)
Invierno en Hemisferio Norte → mínima distancia sol-tierra → ¿máxima radiación
en superficie terrestre?
NO → Motivo → ángulo de inclinación del eje de la Tierra= 23,5 º →
estaciones del año estaciones año

5. ESTACIONES
Trópico de Cáncer Trópico de Cáncer:
Círculo terrestre de latitud 23,5ºN, en donde el 21 de junio (solsticio de
verano en el hemisferio N), los rayos solares a mediodía caen
verticalmente sobre un observador del lugar
Trópico de Capricornio:
Círculo terrestre de latitud 23,5ºS, en donde el 21 de diciembre
(solsticio de invierno en el hemisferio N), los rayos solares a mediodía
caen verticalmente sobre un observador del lugar.

6. ESTACIONES

7. ESTACIONES

8. ESTACIONES

9. ESTACIONES

10. Posición del Sol Relativa a una
Superficie
Latitud Longitud

11. DECLINACIÓN SOLAR
Movimientos de la Tierra:
Traslación: La Tierra gira en un plano de revolución eclíptico,
dando una vuelta completa cada 365 días.
Rotación: La Tierra gira alrededor del eje polar, dando una vuelta
completa cada 24 horas.
Declinación
Declinación → Ángulo formado entre el rayo solar con el plano del
ecuador en cada época del año (δ)
– Hemisferio Norte:
Solsticio de Verano: δ = 23,5º
Solsticio de Invierno: δ = -23,5º
Equinoccios: δ = 0º

12. DECLINACIÓN SOLAR
⎛ 360 * (284 + n) ⎞
δ = 23.45 * sen⎜ ⎟
⎝ 365 ⎠
Siendo:
δ : Declinación Solar [grados]
n : Numero del día de 1 a 365
α = 90 − Latiud − ∂
Siendo:
α : Altura Solar [grados]
Latitud: Latitud del proyecto [grados]

13. DECLINACIÓN SOLAR
Azimut (Ψ) Angulo de inclinación del Sol proyectado a la Superficie con respecto a la línea Norte-Sur [grados]
Azimut (γ) Angulo de inclinación del módulo proyectado a la Superficie con respecto a la línea Norte-Sur
[grados]
Inclinación (β) Angulo que forma el módulo con respecto a la horizontal [grados]
Angulo Cenital (ΦZ) Angulo de los rayos solares con respecto a la vertical [grados]
Altura Solar (α) Angulo de los rayos solares con respecto a la Horizontal [grados]

14. DECLINACIÓN SOLAR
Declinación Solar en Guayaquil

15. CARTA SOLAR O ESTEREOGRAFICA /
DIAGRAMAS SOLARES

16. CARTA SOLAR O ESTEREOGRAFICA /
DIAGRAMAS SOLARES

17. CARTA SOLAR O ESTEREOGRAFICA /
DIAGRAMAS SOLARES

18. CARTA SOLAR CILINDRICA
LATIDUD -2º N

19. RADIACIÓN SOLAR

20. RADIACIÓN SOLAR

21. RADIACIÓN SOLAR

22. RADIACIÓN SOLAR PARA
GUAYAQUIL (LATITUD -2º N)
Estudio de OLADE 1987

23. PERDIDAS DE ENERGÍA
MAXIMAS PERDIDAS PROVOCADAS POR:

24. SEPARACIÓN DE PANELES
h = σ * senβ
d = σ * cos(β ) + d 1
h * cos(α )
d1 =
sen(α )
σ Ancho del módulo solar α = Altura Solar cambia durante el año, se
d Distancia minima entre filas
d1 Distancia minima entre estructuras suele elegir la mínima en guayaquil
h Altura de estructura
β Inclinación de módulos
68.75º
α Angulo de altura α = 90º – Latitud del Lugar (Norte + , Sur -)o – 23.5º
d2 Distancia de seguridad entre estructuras
dT Distancia Total entre filas.

25. ATLAS SOLAR DEL ECUADOR

26. ATLAS SOLAR DEL ECUADOR

27. ATLAS SOLAR DEL ECUADOR

28. VENTAJAS E INCONVENIENTES
DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

29. VENTAJAS E INCONVENIENTES
DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

30. VENTAJAS E INCONVENIENTES
DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

31. VENTAJAS E INCONVENIENTES
DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

32. VENTAJAS E INCONVENIENTES
DE LA ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

33. ESQUEMA BASICO DE UN SISTEMA SOLAR
TERMICO

34. ESQUEMA BASICO DE UN SISTEMA SOLAR
TERMICO

35. ESQUEMA BASICO DE UN SISTEMA SOLAR
TERMICO

36. ESQUEMA BASICO DE UN SISTEMA SOLAR
TERMICO

37. ESQUEMA BASICO DE UN SISTEMA SOLAR
TERMICO

38. ESQUEMA BASICO DE UN SISTEMA SOLAR
TERMICO

39. SIMBOLOGIA

40. CONEXIÓN DE COLECTORES

41. CONEXIÓN DE COLECTORES

42. CONEXIÓN DE COLECTORES

43. TIPOS DE COLECTORES

44. TIPOS DE COLECTORES
Colectores de Baja Temperatura
1. De Polipropileno
2. De Placa Plana
3. De Tubos en Vacío

45. TIPOS DE COLECTORES

46. TIPOS DE COLECTORES

47. TIPOS DE COLECTORES

48. TIPOS DE COLECTORES

49. TIPOS DE COLECTORES

50. TIPOS DE COLECTORES

51. TIPOS DE COLECTORES

52. TIPOS DE COLECTORES

53. TIPOS DE COLECTORES

54. TIPOS DE COLECTORES

55. TIPOS DE COLECTORES

56. TIPOS DE COLECTORES
CUADRO COMPARATIVO ENTRE TIPOS DE COLECTORES

57. Cómo se transporta el calor?
Conducción.- Contacto
Convección.- Mezcla de Líquidos
Radiación.- Sin contacto (a través del vacío),
mediante radiación infrarrojo.
CONDUCCTIVIDAD DEL CALOR
SÓLIDOS LIQUIDOS GASES
(METALES

58. PROPIEDADES DE LOS COLECTORES
La radiación al llegar al colector ocurre:
Reflexión
Transmisión
Absorción

59. PROPIEDADES DE LOS COLECTORES

60. PROPIEDADES DE LOS COLECTORES

61. RENDIMIENTO DEL COLECTOR
SOLAR PLACA PLANA

62. RENDIMIENTO DEL COLECTOR
SOLAR PLACA PLANA
Tc = Tm

63. RENDIMIENTO DEL COLECTOR
SOLAR PLACA PLANA

64. RENDIMIENTO DEL COLECTOR
SOLAR PLACA PLANA

65. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA

66. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA

67. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA

68. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA

69. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

70. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

71. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

72. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

73. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

74. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

75. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

76. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

77. DIMENSIONAMIENTO BASICO DE INSTALACIÓN
SOLAR TÉRMICA PARA AGUA CALIENTE SANITARIA
METODO F-CHART

80. AHORRO ECONOMICO