PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE POR MEDIO DE ENERGÍA SOLAR DATOS GEOGRÁFICOS Y CLIMATOLÓGICOS

Transcripción

1 PRODUCCIÓN DE AGUA CALIENTE POR MEDIO DE ENERGÍA SOLAR DATOS GEOGRÁFICOS Y CLIMATOLÓGICOS Región: Canarias T1 Latitud de cálculo (Grados): 28 Inclinación sobre la horizontal (Grados): 30 C0, Pozo Izquierdo F1, Betancuria L1, Janubio C1, Las Palmas de GC F2, Cañadas del Río L2, Los Valles C2, La Aldea de S. Nicolás de T. F3, El Cotillo P1, Sta. Cruz de La Palma C4, Maspalomas G1, S. S de La Gomera T0, La Laguna C5, Santa Brígida G2, Valle Gran Rey T1, Puerto de la Cruz C6, Mogán H1, Valverde T2, Santiago del Teide C7, Gáldar H2, La Restinga T3, Granadilla de Abona Tª. media ambiente [ºC]: 17,60 18,00 18,50 19,00 19,30 20,70 21,70 22,70 23,40 22,30 20,00 19,20 20,2 Tª. media agua red [ºC]: 14,0 15,0 17,0 19,0 20,0 21,0 22,0 21,0 20,0 19,0 17,0 14,0 18,3 Rad. horiz. [kwh/m2/día]: 3,17 4,01 4,69 4,94 5,47 6,03 5,80 5,46 5,14 3,99 2,98 2,81 4,54 Factor Inclinación lat. 28º 1,22 1,15 1,07 0,98 0,92 0,89 0,92 0,99 1,09 1,20 1,27 1,27 1,08 Rad. inclin. [kwh/m2/día]: 3,87 4,61 5,02 4,84 5,03 5,37 5,34 5,40 5,60 4,79 3,79 3,57 4,77 Rad. inclin. [kj/m2/día]: 13,93 16,60 18,08 17,42 18,11 19,31 19,21 19,45 20,15 17,23 13,63 12,85 17,16 ORIGEN DE LOS DATOS DE RADIACIÓN Y Tamb.: Instituto Tecnológico de Canarias, S.A. Departamento de Energías Renovables DATOS RELATIVOS A LAS NECESIDADES ENERGÉTICAS Número de ocupantes: 60 Consumo por ocupante [L/día]: 50 Consumo de agua a máxima ocupación [L/día]: Temperatura de utilización [ºC]: 45 % de ocupación: TERMIA : KCAL 861 KCAL : 1 KWH 1 TEP : KWH DATOS RELATIVOS AL SISTEMA Curva de rendimiento del colector: r = 0,72-4,5 * (te - ta) / It te: Temperatura de entrada del fluido al colector TIPO DE COLECTOR Amcor ta: Temperatura media ambiente NPS 1803 It : Radiación en [W/m2] AREA DE COLECTOR M2 2,15 Factor de eficiencia del colector: 0,720 Coeficiente global de pérdida [W/(m2 ºC)]: 4,5 Volumen de acumulación [L/m2]: 70 Caudal en circuito primario [(L/h)/m2] - [(Kg/h)/m2]: 50 Caudal en circuito secundario [(L/h)/m2] - [(Kg/h)/m2]: 46 Calor específico en circuito primario [Kcal/(Kg ºC)]: 0,9 Calor específico en circuito secundario [Kcal/(Kg ºC)]: 1 Eficiencia del intercambiador y acumulación: 0,85 P>500A [P (W), A (m 2 )] P >= 21,5 kw CÁLCULO ENERGÉTICO Consumo de agua [m3]: 93,0 84,0 93,0 90,0 93,0 90,0 93,0 93,0 90,0 93,0 90,0 93,0 1095,0 Incremento Ta. [ºC]: 31,0 30,0 28,0 26,0 25,0 24,0 23,0 24,0 25,0 26,0 28,0 31,0 Ener. Nec. [Kcal 1000]:

2 DATOS DE SALIDA Número de colectores: 20 Area colectores [m2]: 43,00 Inclinación [º]: 30 V >50.A L Volumen de acumulación [L]: V<180.A L Ener. Nec. [Kcal 1000]: Ener. Nec. [kwh]: Ener. Nec. [Teps]: 0,340 0,299 0,312 0,284 0,285 0,267 0,266 0,276 0,276 0,294 0,302 0,340 3,540 Ahorros [Kcal 1000]: Ahorros [kwh]: Ahorros [Teps]: 0,154 0,173 0,244 0,226 0,239 0,249 0,236 0,231 0,235 0,191 0,139 0,146 2,464 Aporte Solar [%]: 45,3 57,9 78,2 79,3 84,0 93,3 88,8 84,0 85,4 65,1 46,0 42,9 70,9 Rend. de Colector [%] 41,9 43,6 47,5 46,4 46,9 48,7 48,1 48,4 50,2 46,3 42,2 43,0 46,1 Aporte Solar [%]: >20% Todos los meses >70% Medio anual <110% No más de 3 meses 100 % Rend. de Colector [%] >40% Todos los meses NECESIDADES Y APORTE SOLAR kwh enero febrero marzo abril mayo junio julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre Necesidades energéticas (kwh) Aporte solar (kwh)

3 DISTANCIA MÍNIMA ENTRE FILAS DE CAPTADORES La distancia d, medida sobre la horizontal, entre una fila de captadores y un obstáculo, de altura h, que pueda producir sombras sobre la instalación deberá garantizar un mínimo de 4 horas de sol en torno al mediodía del solsticio de invierno. Esta distancia d será superior al valor obtenido por la expresión: d = h / tan (61 latitud) donde 1/ tan (61 latitud) es un coeficiente adimensional denominado k. Algunos valores significativos de k se pueden ver en la tabla 7 en función de la latitud del lugar. NOTA: Es recomendable llegar hasta un valor de K=2 EN CANARIAS PARA DISPONER DE MÁS DE 4 HORAS SIN SOMBRA EN INVIERNO. En la figura 10 aparecen algunos ejemplos de la toma de datos relativos a h y d.

4 La separación entre la parte posterior de una fila y el comienzo de la siguiente no será inferior a la obtenida por la expresión anterior, aplicando h a la diferencia de alturas entre la parte alta de una fila y la parte baja de la siguiente, efectuando todas las medidas de acuerdo con el plano que contiene a las bases de los captadores. FUENTE: PCT IDAE

5 PÉRDIDAS POR ORIENTACIÓN E INCLINACIÓN DEL CAPTADOR Se trata de avaluar si las pérdidas por orientación e inclinación del captador están dentro de los límites permitidos para una instalación en un tejado orientado 15 hacia el Oeste (azimut = +15 ) y con una inclinación de 40 respecto a la horizontal, para una localidad situada en el archipiélago Canario cuya latitud es de 29. Conocido el azimut, cuyo valor es +15, determinamos en la figura 6 los límites para la inclinación para el caso de N = 41. Los puntos de intersección del límite de pérdidas del 10 % (borde exterior de la región 90 % - 95 %), máximo para el caso general, con la recta de azimut nos proporcionan los valores (ver figura 7): Inclinación máxima = 60 Inclinación mínima = 7 Corregido para la latitud del lugar: Inclinación máxima = 60 (41 29 ) = 48. Inclinación mínima = 7 (41 29 ) = 5, que está fuera de rango y se toma, por tanto, inclinación mínima = 0.

6 Por tanto, esta instalación, de inclinación 40, cumple los requisitos de pérdidas por orientación e inclinación.

7 PÉRDIDAS POR SOMBRAS Estudio de una superficie, inclinada 30 y orientada 10 al Sudeste. Cálculos: Pérdidas por sombreado (% de irradiación global incidente anual) = = 0,25 B4 + 0,5 A5 + 0,75 A6 + B6 + 0,25 C6 + A8 + 0,5 B8 + 0,25 A10 = = 0,25 1,89 + 0,5 1,84 + 0,75 1,79 + 1,51 + 0,25 1,65 + 0,98 + 0,5 0,99 + 0,25 0,11 = 6,16 %