Apuntes manejoorientsol

Programa ORIENTSOL Leocadio Hontoria

APUNTES PARA EL MANEJO DEL
PROGRAMA ORIENTSOL

Leocadio Hontoria García

1


APUNTES PROGRAMA ORIENTSOL
5.7 Naturaleza de la radiación solar

La radiación incidente en un receptor situado fuera de la atmósfera
terrestre proviene directamente del Sol. Pero al atravesar la atmósfera, los
componentes atmosféricos actúan sobre la radiación solar en parte
reflejándola (nubes), en parte absorbiéndola (ozono, oxígeno, vapor de
agua, etc.) y en parte dispersándola (moléculas, gases de agua, etc.). Por
último, de la radiación que llega al suelo, una parte es absorbida por el
propio suelo y otra parte es reflejada de nuevo a la atmósfera. El resultado
de estos efectos es la descomposición de la radiación solar incidente sobre
un receptor en tres componentes diferenciadas:

1.- Radiación directa (B)
2.- Radiación difusa (D)
3.- Radiación de albedo (R)

A continuación se describe cada una de ellas:

La radiación directa esta constituida por los haces de rayos que se
reciben en línea recta con el Sol.

La radiación difusa, que procede de todo el cielo excluyendo el disco
solar y debido a los rayos solares no directos y dispersos por la atmósfera
en la dirección del receptor.
Esta radiación hace que un cuerpo siempre esté recibiendo una cierta
cantidad de energía por todas sus partes, incluso por las que no recibe la
luz del Sol directamente,

La radiación de albedo, procede principalmente del suelo debido a la
reflexión de la radiación incidente en él.
La influencia del albedo en la radiación incidente sobre un colector
suele ser despreciable y tan sólo en casos muy particulares se tiene en
cuenta.

2


La radiación total (directa + difusa + albedo) incidente en una
superficie se denomina radiación global (G).

G= I + D + R

En la figura siguiente, se pueden apreciar gráficamente las diferentes
componentes que constituyen la radiación solar.

Figura 5.1 Componentes de la radiación solar

Cuando se habla de radiación se hace en un sentido genérico. Para
poder distinguir entre potencia y energía usaremos definiciones más
precisas.

Se llama Irradiancia a la densidad de potencia incidente en una
superficie o la energía incidente en una superficie por unidad de tiempo

(Kw / m ) .
2

3


Se llama Irradiación a la energía incidente en una superficie por
(
unidad de superficie y a lo largo de un cierto periodo de tiempo Kwh / m 2 .)

5.8 Parámetros Solares

5.8.1 Descripción de la trayectoria solar

5.8.1.1 Movimiento Sol - Tierra

La rotación de la tierra alrededor de su eje causa los cambios en la
distribución de la radiación a lo largo del día, y la posición de este eje
respecto al sol causa los cambios estacionales.

La tierra va a dar una vuelta sobre su eje cada 24 horas, es decir
cada día completo gira una vez, pero a su vez gira alrededor del sol
describiendo una elipse, el tiempo que tarda la tierra en recorrer una vez
esa elipse es de 365,25 días aproximadamente, un año.

La excentricidad de la órbita de la tierra es muy pequeña, del orden
de 0.01673. La distancia más corta entre la tierra y el sol es el perihelio,
mientras que la distancia más alejada se denomina afelio.

La rotación de la tierra alrededor de su eje causa los cambios en la
distribución de la radiación a lo largo del día, y la posición de éste eje
respecto al sol causará los cambios estacionales.

En la trayectoria de la tierra al sol se han de destacar los días en que
ocurren eventos especiales:
• Solsticio de verano: Máxima duración del día, día más largo del
año.
• Solsticio de invierno: Mínima duración del día, día más corto del
año.
• Equinoccios de primavera y otoño: igual duración del día que de la
noche.

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20/21 Marzo
Equinocio

21/22 Junio
Solsticio Verano

1UA
Perihelio
1.017 UA 0.983 UA
Ahelio

1UA
21/22 Diciembre
Solsticio Invierno
Plano de la Elíptica

22/23 Septbre
Equinocio
1 UA = 1.496 10 8 Km MOVIMIENTO DE LA TIERRA
ALREDEDOR DEL SOL

Figura 5.2 Movimiento de la tierra alrededor del sol

La distancia sol-tierra no es una constante, ésta variará cada día del año.
Debido a la ligera excentricidad de la eclíptica, la distancia entre el sol y la
tierra varía a lo largo del año según la ecuación que se muestra a
continuación:

2
⎛r ⎞
εo = ⎜ o ⎟
⎝r ⎠

donde “r” es la distancia entre el sol y la tierra y ro es su valor medio,
también denominado “unidad astronómica”, e igual a 1’496 × 108 Km = 1
UA.

La variación de la excentricidad en 24 horas es muy pequeña, por
tanto puede considerarse constante para cada día.

La velocidad angular de la tierra alrededor del sol es variable, sin
embargo, para el cálculo de la radiación solar se puede considerar
constante, sin perder demasiada exactitud.

5


Teniendo en cuenta las dos aproximaciones anteriores, la
excentricidad para cada día del año viene representada por la siguiente
ecuación:

⎛ 2 πd n ⎞
ε o = 1 + 0.033 cos⎜ ⎟
⎝ 365 ⎠

donde dn es el número de orden del día dentro del año por tanto
1 ≤ d n ≤ 365

Polo norte de la
esfera celeste Camino
ZENIT aparente del
sol en el
plano de la
elíptica

Equinocio
N

Solsticio de
Invierno
Tierra
DISTANCIA

S
Equinocio

Plano del Ecuador
celeste

Polo sur de la
esfera celeste

Figura 5.3 Distancia Sol - Tierra

6


El ángulo formado por una línea que una los centros de la tierra y el
sol y el plano ecuatorial también varía cada día. Este ángulo se conoce
como declinación solar, δ:

⎛ 2π (d n + 284 ) ⎞
δ = 23,45sen⎜ ⎟ 1 ≤ d n ≤ 365 días
⎝ 365 ⎠
donde,
δ = 0° en los equinoccios
23,45° en el solsticio de verano en el hemisferio norte
-23,45° en el solsticio de invierno en el hemisferio norte

Polo norte de la
esfera celeste Camino
ZENIT aparente del
sol en el
plano de la
elíptica

Equinocio
N

Solsticio de DECLINACIÓN Solsticio de
Invierno Verano
Tierra

S
Equinocio

Plano del Ecuador
celeste

Polo sur de la
esfera celeste

Figura 5.4 Declinación Solar

5.8.1.2 Posición relativa sol-superficie horizontal

7


Para calcular la radiación solar que llega a una superficie horizontal
en la tierra, es necesario conocer las relaciones trigonométricas entre la
posición del sol y esta superficie. Para conocer la posición del sol en el cielo
en cualquier momento es necesario determinar dos ángulos: acimut y altura
solar.

La altura solar se define como el ángulo, en un plano vertical, entre
los rayos del sol y la proyección de éstos sobre un plano horizontal (α).

El acimut es el ángulo, medido en el plano horizontal, que forman la
proyección de los rayos del sol en este plano con el sur (para el hemisferio
Norte) (ψ).

Otro ángulo, es el cenital, θz, ángulo entre los rayos del sol y una
línea perpendicular al plano horizontal, y cumple que:

π
α +θ z =
2

cos θ z = senδsenφ + cos δ cos φ cos ω = senα

senαsenφ − senδ
cosψ =
cos α cos φ

0° ≤ ψ ≤ 90°, cosψ ≥ 0

90° ≤ ψ ≤ 180°, cosψ ≤0

donde, el ángulo horario, ω, es el ángulo medido en la bóveda del cielo,
entre el meridiano del observador y el meridiano solar, y φ es la latitud.

8


Cenit

Trayectoria Solar

O

Azimut

S N

Proyección de la
trayectoria Solar
E

Figura 5.5 Trayectoria Solar

A la salida del sol la altura solar es cero, y el ángulo cenital 90°. Así,
si ωs es el ángulo de salida del sol, se cumple que:

ω s = arc cos(− tan φ tan δ )

El ángulo de salida del sol es igual al ángulo de puesta del sol, excepto en el
signo.

5.8.2 Radiación solar extraterrestre

5.8.2.1 La constante solar

La constante solar, B0, se define como la cantidad de energía
procedente del sol que llega, por unidad de tiempo y área, a una superficie
perpendicular a los rayos del sol, situada fuera de la atmósfera, para la
distancia media sol-tierra. El valor de esta constante varía entre 1.338 y
1.386 W/m2. El valor que proponen Fröhlich y col. es:

9


BO = 1.367 W/m²

5.8.2.2 Radiación extraterrestre sobre superficie horizontal

La radiación solar extraterrestre se define como la cantidad de
energía recibida en la parte exterior de la atmósfera, por unidad de
superficie. Será función, en cada momento, de la distancia sol-tierra, de la
declinación, de la latitud del lugar considerado y del ángulo horario.

Los distintos valores de radiación extraterrestre son:

Horaria:
Boh = B0 E 0 cos θ z

Diaria:
24
Bod = B0 E 0 cos φ cos δ (sen ω s − ω s cos ω s )
π

Diaria media mensual:

a) Bodm = ∑B
mes
od /n

b) Bodm = Bodm (día intermedio)

Siendo los días considerados como intermedios para cada mes los
indicados en la siguiente tabla:

MES DIA INTERMEDIO ORDEN DN
ENERO 17 17
FEBRERO 14 45
MARZO 15 74
ABRIL 15 105
MAYO 15 135
JUNIO 10 161
JULIO 18 199
AGOSTO 18 230

10


SEPTIEMBRE 18 261
OCTUBRE 19 292
NOVIEMBRE 18 322
DICIEMBRE 13 347

5.8.3 Relaciones entre los distintos tipos de radiación

5.8.3.1 Disponibilidad de datos

En el dimensionado de instalaciones fotovoltaicas, es necesario
utilizar valores de radiación de años anteriores, puesto que será imposible
conocer con antelación la energía que recibirá el sistema, debido a los
factores climáticos que condicionan la radiación que llega a una superficie
en la tierra. En la actualidad, para muchas localidades, no se disponen de
datos de estas tres magnitudes: radiación global, directa y difusa.

El tipo de valores de radiación necesarios para el dimensionado de un
sistema fotovoltaico depende de la exactitud con que sea necesario realizar
el mismo, es decir, de la aplicación de que se trate. Así, habrá sistemas que
puedan dimensionarse con valores medios mensuales de radiación global,
mientras que en otros será necesario utilizar series de datos horarios de
varios años.

Un parámetro muy utilizado, por sus propiedades estadísticas, será el
Índice de Claridad Diario se define como el cociente entre la radiación
solar diaria, incidente sobre un panel horizontal en la superficie de la tierra,
es decir, la radiación global diaria, y la misma radiación medida en el
exterior de la atmósfera o radiación extraterrestre:

G dm (0)
K TM =
B odm (0)

Kt puede tomar valores situados entre 0 y 1.

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Otro parámetro de correlación también muy utilizado es el Índice de
Transparencia Diario o Fracción de Difusa que se define como el
cociente entre la radiación global difusa diaria y la global:

Ddm (0)
K DM =
G dm (0)

5.8.4 Base de los cálculos

El punto de partida para realizar los cálculos necesarios en este
proyecto ha sido la obtención de G(α,β) conocida G(0). Para ello se ha
seguido el proceso que a continuación se expone a grandes rasgos:

Figura 5.6 Obtención de G(α,β) a partir de G(0)

En primer lugar buscamos la obtención B(α,β) a partir de B(0) para ello

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debemos usar la siguiente ecuación:

B (0)·cos θ s
B (α , β ) =
cos θ z

A continuación necesitamos obtener D(α,β) partiendo de D(0) y usamos
la ecuación:

D(0)
D(α , β ) = ⋅ (1 + cos β ) Modelo Isotrópico
2

Por último, debemos calcular R(α,β) a partir de R(0), por lo tanto
necesitamos la ecuación:

G (0)
R (α , β ) = ⋅ (1 − cos β ) ⋅ ρ Siendo ρ=0.2 (factor de reflectividad)
2

Como es de suponer una vez obtenidas las radiaciones directa, difusa y
de albedo para una inclinación y orientación (α,β), la radiación global se
obtendrá mediante la suma de las anteriores, de modo que:

G (α , β ) = B(α , β ) + D(α , β ) + R (α , β )

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6. Cálculo de la radiación solar para superficies
inclinadas

Como se indica en título de este apartado, el desarrollo de todos los
cálculos necesarios para la realización del proyecto, se hace partiendo como
base de doce valores de radiación global media mensual Gdm(0) y la
latitud del lugar.

Figura 6.1 Tabla de radiación global sobre superficie horizontal

En primer lugar debemos realizar el cálculo de ciertos parámetros
previos como son:

6.1 Excentricidad
⎛ 2 πd n ⎞
ε o = 1 + 0.033 cos⎜ ⎟
⎝ 365 ⎠
donde dn es el número de orden del día dentro del año por tanto
1 ≤ d n ≤ 365

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6.2 Declinación

⎛ 2π (d n + 284) ⎞
δ (º ) = 23,45 sen⎜ ⎟ 1 ≤ d n ≤ 365 días
⎝ 365 ⎠
π
δ (rad ) = δ (º ) ⋅
180

δ = 0° en los equinoccios
23,45° en el solsticio de verano en el hemisferio norte
-23,45° en el solsticio de invierno en el hemisferio norte

6.3 Distancia Zenital y Altura Solar

cosθ z = sen δ ⋅ sen φ + cos δ ⋅ cos φ ⋅ cos ω = sen α

Siendo φ la latitud del lugar, ω el ángulo horario (positivo por las
mañanas, 0 a las 12 hora solar y negativo por las tardes), α la altura solar
(0º a 90º) y θz la distancia zenital (90º a 0º) ya que:

θ z = 90 − α

6.4 Ángulo horario de salida del Sol

sen δ ⋅ sen φ
cos ω s = − = − tg δ ⋅ tg φ ω s = arccos(− tg δ ⋅ tg φ )
cos δ ⋅ cos φ

Siendo ωs el ángulo horario de salida del sol en radianes.

6.5 Radiación extraterrestre sobre superficie horizontal

Constante solar
BO = 1.367 W/m²

15


Radiación extraterrestre horaria
B oh = B o ⋅ ε o ⋅ cos θ z

Radiación extraterrestre diaria
24
Bod = ⋅ B0 ⋅ ε o ⋅ cos φ ⋅ cos δ ⋅ (sen ω s − ω s cos ω s )
π

Radiación extraterrestre diaria media mensual
En este caso tenemos dos opciones:

∑B od
a) Bodm = mes

n
b) Es la que hemos utilizado en este caso para realizar
los cálculos:

Bodm = Bod (día intermedio)

Siendo los días considerados como intermedios para cada mes los
indicados en la tabla de la página 27.

Una vez realizados todos estos cálculos previos, procedemos a la:

6.6 Descomposición de la radiación global sobre la
superficie horizontal en radiaciones difusa y directa.

En primer lugar partiendo de Gdm(0) (dato de partida) y B0dm(0)
(ya calculado) hallamos el índice de claridad:

G dm (0)
K TM =
B odm (0)

Kt puede tomar valores situados entre 0 y 1.

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A continuación, calculamos la fracción de difusa usando la
ecuación de correlación:

K DM = 1 − 1.13 ⋅ K TM

Ahora ya podemos obtener la radiación difusa:

Ddm (0)
K DM = Ddm (0) = Gdm (0) ⋅ K DM
G dm (0)

A partir de los datos anteriores también podemos hallar la
radiación directa:

B dm (0) = G dm (0) − D dm (0)

Una vez realizados los cálculos anteriores realizamos el:

6.7 Paso de radiación diaria a horaria (media mensual)

Para realizar este paso debemos usar los siguientes factores de
conversión:

Dhm (0) π cos ω − cos ω s
rd = = ⋅
Ddm (0) 24 sen ω s − ω s cos ω s

Por lo tanto Dhm (0) = Ddm (0) ⋅ rd

Ghm (0) π cos ω − cos ω s
rg = = (a + b ⋅ cos ω ) ⋅
Gdm (0) 24 sen ω s − ω s cos ω s

Por lo que Ghm (0) = Gdm (0) ⋅ rg

Donde a y b se obtienen de las fórmulas empíricas siguientes:

17


a = 0.409 + 0.5016 ⋅ sen(ω s − 1.047)

b = 0.6609 − 0.4767 ⋅ sen(ω s − 1.047)

Nota: En todos los cálculos anteriores suponemos media mensual y a
la correspondiente al día intermedio de cada mes como se indica en la tabla
anterior.

Una vez conocidos todos los valores de los cálculos anteriores,
procedemos al:

6.8 Cálculo de las radiaciones para una superficie
orientada al sur (γ = 0) e inclinada β grados

En primer lugar necesitamos calcular de nuevo el ángulo de salida
del sol que en este caso, debido a la inclinación de la placa, se
verá modificado y responderá a la ecuación:

ω’ = mínimo ωs , arccos[-tg δ · tg(φ - β )] invierno (δ < 0) ωs’ = ωs

A continuación calculamos la radiación directa horaria, para la
superficie con inclinación β.

Bh (0) ⋅ cosθ s
Bh ( β ) = donde
cosθ z

cosθ s = sen δ ⋅ sen(φ − β ) + cos δ ⋅ cos(φ − β ) ⋅ cos ω

cosθ z = sen δ ⋅ sen φ + cos δ ⋅ cos φ ⋅ cos ω

Siendo θs el ángulo de incidencia de los rayos solares sobre una
superficie inclinada y θz la distancia zenital.

18


Para calcular la radiación difusa horaria usamos el modelo
isotrópico:

D h ( 0)
Dh ( β ) = ⋅ (1 + cos β )
2

Y por último calculamos la radiación de albedo mediante la
expresión:

G h ( 0)
Rh ( β ) = ⋅ (1 − cos β ) ⋅ ρ
2

Siendo ρ=0.2 (factor de reflectividad)

6.9 Cálculo de las radiaciones para una orientación variable
y una inclinación fija

En primer lugar, a partir del ángulo de salida del sol y de los
ángulos del sol para cada hora y del coseno de la distancia zenital
(datos ya calculados), hallamos la altura solar mediante la
fórmula:

cos θ z = sen δ ⋅ sen φ + cos δ ⋅ cos φ ⋅ cos ω = sen α

siendo α la altura solar.

A continuación calculamos el azimut:

sen α ⋅ sen φ − sen δ
cosψ =
cos α ⋅ cos φ
Siendo ψ el azimut (positivo en el este, 0 en el sur y negativo en el
oeste).

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En este caso para que la orientación sea óptima en cada hora de
sol, debemos hacerla coincidir con el azimut y la inclinación será la
óptima (ya calculada) de modo que la radiación directa será:

Bh (0) ⋅ cos θ s
Bh (γ , β ) = donde
cos θ z

cosθ s = (sen φ ⋅ cos β − cos φ ⋅ sen β ⋅ cos γ ) ⋅ sen δ
+ (cos φ ⋅ cos β + sen φ ⋅ sen β ⋅ cos γ ) ⋅ cos δ ⋅ cos ω
+ cos δ ⋅ sen β ⋅ sen γ ⋅ sen ω

cos θ z = sen δ ⋅ sen φ + cos δ ⋅ cos φ ⋅ cos ω

Para calcular las radiaciones horarias difusa y de albedo, debemos
usar las mismas fórmulas que en el apartado de orientación fija (al
sur) e inclinación fija (óptima) y como es de suponer para obtener
los valores diarios debemos sumar las radiaciones horarias de
todas las horas de sol, y la radiación global será la suma de las
radiaciones directa, difusa y de albedo.

Bd (γ , β ) = ∑B
horasdesol
h (γ , β )

Dd (γ , β ) = ∑D
horasdesol
h (γ , β )

Rd (γ , β ) = ∑R
horasdesol
h (γ , β )

Gd (γ , β ) = Bd (γ , β ) + Dd (γ , β ) + Rd (γ , β )

20


6.10 Cálculo de las radiaciones para la orientación e
inclinación variables

En este caso, la orientación coincide de nuevo con el azimut y la
inclinación es β=90-α siendo α la altura solar que ya hemos
calculado antes, de modo que teniendo en cuenta estas
consideraciones sólo nos queda volver a realizar las operaciones
explicadas anteriormente.

Bh (0) ⋅ cos θ s
Bh (γ , β ) = donde
cos θ z

cosθ s = (sen φ ⋅ cos β − cos φ ⋅ sen β ⋅ cos γ ) ⋅ sen δ
+ (cos φ ⋅ cos β + sen φ ⋅ sen β ⋅ cos γ ) ⋅ cos δ ⋅ cos ω
+ cos δ ⋅ sen β ⋅ sen γ ⋅ sen ω

cos θ z = sen δ ⋅ sen φ + cos δ ⋅ cos φ ⋅ cos ω

Bd (γ , β ) = ∑B
horasdesol
h (γ , β )

Dd (γ , β ) = ∑D
horasdesol
h (γ , β )

Rd (γ , β ) = ∑R
horasdesol
h (γ , β )

Gd (γ , β ) = Bd (γ , β ) + Dd (γ , β ) + Rd (γ , β )

De este modo habremos conseguido obtener las radiaciones para una
orientación fija (al sur) y una inclinación también fija (óptima); para una
orientación variable y óptima para cada hora de sol con inclinación fija
(óptima); y para una orientación y orientación variables y óptimas para

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cada hora de sol, partiendo únicamente de los doce valores de radiación
global media mensual sobre una superficie horizontal y la latitud del lugar.

Como es de suponer, para la obtención de las inclinaciones óptimas
para cada mes y para cada estación del año, se ha realizado el cálculo de
las radiaciones para todas las inclinaciones desde 0º a 90º con incrementos
de un grado, y se han ido seleccionando las radiaciones óptimas en cada
caso, para poder confeccionar las tablas correspondientes.

7. Aplicación software

Esta aplicación cumple con los requisitos propuestos en los objetivos
iniciales, siendo una potente herramienta software para el cálculo de las
radiaciones y las pérdidas energéticas de sistemas fotovoltaicos, situados en
España, con diversas inclinaciones y orientaciones (inclinación fija óptima
anual con orientación al sur, inclinación óptima estacional y óptima
mensual, inclinación fija con orientación variable y seguimiento total).

La aplicación es capaz de mostrar tanto en forma de tabla como en
forma de gráfica tanto las radiaciones (global, directa, difusa y de albedo),
como las pérdidas energéticas, en Kwh/m² y en porcentaje, para los
distintos sistemas con las inclinaciones y orientaciones indicadas
anteriormente.
Además, con esta aplicación se pueden comparar tanto las
radiaciones como las pérdidas energéticas, mostrando los resultados en una
misma gráfica o tabla.

También tenemos la posibilidad de exportar los datos resultantes a
Microsoft Excel, con la versatilidad que esta opción nos puede llegar a
ofrecer, ya que de este modo podremos trabajar con todos los datos y
realizar las operaciones que consideremos oportunas con la facilidad y
comodidad que el Excel nos ofrece a la hora de trabajar con gran cantidad
de datos.

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La aplicación posee una base de datos formada por todas las
capitales de provincia de España y otras dos ciudades: Churchill (Canadá) y
Bolívar (Colombia). Los campos de que consta la base de datos son doce
valores de radiación global media mensual y la latitud.

Toda esta información está ampliada y desglosada en el apartado de
anexos.

11.3 Manual de Usuario

11.3.1 Instalación de OrientSol

11.3.1.1 Introducción

En este apartado, se van a explicar los pasos necesarios para la
correcta instalación de la aplicación desarrollada, en un PC que disponga de
los requisitos mínimos expuestos en el pliego de condiciones técnicas de la
memoria del proyecto.

11.3.1.2 Instalación de la aplicación

Antes de iniciar la instalación, hay que localizar donde se encuentra
ubicado el programa de instalación de la aplicación.

En el CD adjunto a la memoria del proyecto, hay un directorio
llamado Instalación, dentro del cual se encuentra el fichero Setup.exe,
que es el que hay que ejecutar para que comience el programa de
instalación. Si el CD-ROM del PC está preparado para autoarranque, el
fichero Setup.exe se ejecutará automáticamente, y no tendrá que dirigirse
a ningún directorio.

La ejecución del fichero Setup.exe, producirá en primer lugar la
copia, en sus respectivos directorios, de ocho archivos procedentes de

23


Visual Basic y necesarios para el correcto funcionamiento de la aplicación.
Mientras esta operación se realiza podemos apreciar una ventana
informativa similar a esta:

Figura 11.1 Copiando archivos para comenzar la instalación

A continuación aparecerá la pantalla inicial del programa de
instalación, la cual presenta el siguiente aspecto:
Figura 11.2 Pantalla principal del programa de instalación de OrientSol

24


En esta primera pantalla, el programa de instalación da la
bienvenida, y recomienda cerrar cualquier aplicación que se esté
ejecutando para una correcta instalación de APF. Para continuar con el
programa de instalación, se pulsa el botón Aceptar.

Una vez pulsado dicho botón, el programa de instalación muestra
otro cuadro de diálogo en el que, se puede cambiar el directorio de
instalación del programa pulsando el botón Cambiar Directorio. El
directorio de instalación por defecto es C:Archivos de ProgramaOrientSol.
También se puede salir de la instalación, pulsando el botón Salir, y se
puede comenzar la instalación de la aplicación, mediante el pulsado del
botón:

25


Figura 11.3 Botón para iniciar la instalación

Este cuadro de dialogo presenta la siguiente forma:

Figura 11.4 Ventana de instalación de OrientSol (I)

A continuación, el programa de instalación comprobará si existe
espacio suficiente en el disco duro para poder instalar la aplicación y
automáticamente comenzará a instalarla:

26


Figura 11.5 Ventana de instalación de OrienSol (II)

Y para finalizar, una vez terminada la instalación, el programa de
instalación mostrará la siguiente ventana informando que la instalación de
APF ha finalizado correctamente:

27


Figura 11. 6 Ventana Instalación de OrientSol (III)

11.3.2 Desistalación de OrientSol

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Para desinstalar la aplicación, se pulsa en la barra de herramientas de
Windows el botón Inicio, y a continuación se pulsa sobre Configuración y
Panel de Control, lo que producirá la aparición de la siguiente ventana:

Figura 11. 7 Ventana Panel de Control

A continuación, el pulsado de la opción Agregar o Quitar
Programas, permite la visualización por pantalla de una ventana donde se

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muestran todos los programas instalados en Windows. Esta ventana
presenta el siguiente aspecto:

Figura 11. 8 Ventana Propiedades de Agregar o quitar programas

30


Seguidamente, se selecciona OrientSol de la lista de programas, y
se pulsa el botón Agregar o Quitar..., lo que produce la aparición de la
siguiente pantalla:

Figura 11. 9 Pantalla Quitando OrientSol

Dentro de esta pantalla se muestra una ventana donde se pregunta si
realmente se quiere quitar APF y todos sus componentes a la cual se
responderá pulsando sobre el botón Sí.

31


Por ultimo, una vez desinstalada del PC la aplicación, se mostrará la
siguiente ventana, informando que esta, se ha desinstalado
satisfactoriamente:

Figura 11. 10 Ventana Quitando la aplicación

32


11.4 Funcionamiento del Programa

11.4.1 Ventana de presentación

Lo primero que nos encontramos al ejecutar OrientSol, es la ventana de
presentación en la que podremos apreciar el nombre de la aplicación,
autora, tutores, escuela, departamento y fecha. El aspecto de esta ventana
será el siguiente:

Figura 11.11 Ventana de presentación de OrientSol

Esta ventana permanecerá activa durante unos segundos y a
continuación automáticamente pasaremos a la pantalla principal de
OrientSol:

33


11.4.2 Pantalla Principal

Figura 11.12 Pantalla principal de OrientSol

Desde esta ventana tenemos acceso a todas las demás opciones y
ventanas del programa, y como podemos apreciar, en ella se pueden
distinguir varias partes diferentes:

11.4.2.1 Barra de menú
En ella podemos ver las distintas opciones que nos ofrece el
programa.

Figura 11.13 Barra de menú

34


Archivo: nos ofrece las posibilidades de imprimir la pantalla actual,
o de cerrar la aplicación.

Figura 11.14 Menú archivo

Si seleccionamos la opción de imprimir aparecerá un
cuadro de diálogo en el que podremos seleccionar las propiedades de
la impresión.

Figura 11.15 Cuadro de diálogo de impresión

Ver: esta opción nos permite hacer visible u ocultar la barra de
herramientas.

35


Figura 11.16 Menú ver

Representación: nos ofrece la posibilidad de representar los
resultados de los cálculos realizados, en forma de tabla o de
gráfica y una vez seleccionada una de estas opciones, debemos
elegir el tipo de radiación cuyos datos queremos ver
representados (global, directa, difusa o albedo).

Figura 11.17 Menú representación

Ayuda: además de la ayuda en tiempo de ejecución que aparece
en una ventana emergente cuando dejamos el cursor unos
segundos sobre el elemento del cual queremos obtener ayuda,

Figura 11.18 Ayuda emergente

OrientSol también ofrece la posibilidad de acceder a todos los
temas de ayuda o a la ayuda acerca de.

Figura 11.19 Menú ayuda

36


· Temas de ayuda: nos da acceso directamente al índice
de contenido de la ayuda de OrientSol.

Figura 11.20 Temas de ayuda para OrientSol

37


· Acerca de: proporciona información sobre la versión,
año, autora, tutores, etc. de OrientSol.

Figura 11.21 Ayuda Acerca de

11.4.2.3 Barra de herramientas

La barra de herramientas nos permite acceder de forma inmediata a
las opciones más utilizadas del programa.

Figura 11.22 Barra de herramientas

38


Imprimir: imprime la pantalla que está activa en ese
momento y nos muestra un cuadro de diálogo (mostrado
anteriormente) en el que podemos seleccionar las propiedades de
la impresión.

Tabla: nos ofrece un menú emergente en el que debemos
seleccionar el tipo de radiación (global, directa, difusa o albedo),
cuyos datos queremos ver representados en forma de tabla.

Figura 11.23 Barra de herramientas. Representación en tabla

Gráfica: igual que ocurría en el caso anterior, aparece un
menú emergente en el que tenemos que seleccionar el tipo de
radiación cuyos datos queremos representar.

Figura 11.24 Barra de herramientas. Representación en gráfica

39


Ayuda: nos permite acceder directamente a la pantalla
inicial de los temas de ayuda.

Figura 11.25 Pantalla inicial de ayuda para OrientSol

40


11.4.3.5 Menú de selección de ciudad

Dentro de la pantalla principal, aparece un menú desplegable
(ventana de selección), que contiene un listado de todas las capitales de
provincia españolas. Al final de esta lista se han añadido otras dos
ciudades: Bolívar (Colombia) y Churchill (Canadá), ya que debido a su
diferencia de latitudes 1.9 º y 53.9 º respectivamente, resultan bastante
interesantes para apreciar claramente una de las finalidades del proyecto
(dependencia directa de los valores de radiación respecto a la latitud del
lugar).
Figura 11.26 Menú de selección de ciudad

Para poder realizar los cálculos en cualquier inclinación y para poder
visualizar la tabla de radiaciones sobre la superficie horizontal es
necesario haber seleccionado previamente una de las ciudades que
aparecen en esta lista.

11.4.3.6 Botón para mostrar la tabla de radiaciones sobre la

superficie horizontal

En la pantalla inicial también podemos ver un pequeño botón:

Figura 11.27 Botón para mostrar radiaciones en sobre superfice horizontal

41


Al pulsar este botón, una vez seleccionada la ciudad, podemos
apreciar una tabla en la que se nos muestran las radiaciones recibidas sobre
paneles en posición horizontal para cada mes del año y en le ciudad
seleccionada.

Figura 11.28 Tabla de radiaciones sobre superfice horizontal

Estos datos de radiación (representados en Kwh/m²) sobre paneles
en posición horizontal son los que ÓrientSol utiliza como base de datos para
realizar todos los cálculos necesarios en cada una de las posibles
inclinaciones.

11.4.3.7 Selección de inclinación

En la pantalla inicial podemos ver un cuadro de selección que nos ofrece
la posibilidad de elegir entre seis posibilidades:

42


Figura 11.29 Cuadro de selección de inclinación

11.4.3.8 Ejecutar los cálculos

Debajo del marco de selección de inclinación podemos encontrar el
botón ejecutar

Figura 11.30 Botón para ejecutar los cálculos

Al pulsar este botón se realizan los cálculos necesarios para obtener
los datos requeridos según la inclinación y ciudad seleccionada.

Este botón debe ser pulsado para ejecutar los cálculos cada vez que
se seleccione una de las inclinaciones o cada vez que se elija una ciudad
diferente.

Si pulsamos el botón ejecutar sin haber seleccionado una ciudad
o una inclinación nos aparecerá una ventana de información
indicándonos qué pasos debemos seguir antes de pulsar de nuevo
el botón ejecutar.

43


Figura 11.32 Cuadro informativo de selección de ciudad

Si seleccionamos una de las formas de representación antes de
ejecutar los cálculos aparecerá una ventana de información que
nos dirá lo que debemos hacer.

Figura 11.33 Cuadro informativo para ejecución de las operaciones

Una vez realizados los cálculos veremos una ventana informativa
que nos indicará que los cálculos ya han sido realizados y que
seleccionemos una de las formas de representación para ver los
resultados.

Figura 11.34 Cuadro informativo para selección de representación

11.4.3.9 Abandonar la aplicación

Una de las maneras de abandonar la aplicación es pulsando el botón

44


salir:

Figura 11.35 Botón para salir de la aplicación

Al pulsar este botón terminará la ejecución del programa y a su vez
se cerrarán todas las ventanas que estuvieran abiertas o minimizadas en
ese momento.

11.4.4 Representación en gráfica
Tras seleccionar como modo de representación la gráfica, nos aparecerá
una pantalla similar a esta:

Figura 11.36 Pantalla de representación en gráfica

En esta pantalla podemos apreciar varias partes:

45


11.4.4.1 Las gráficas en las que vemos representados tanto los valores
de radiación de la ciudad seleccionada para cada mes del año, como el %
de pérdidas respecto a la superficie horizontal.

Figura 11.37 Representación en forma de gráfica de barras

11.4.4.2 Cuadro de selección para el tipo de gráfico

Figura 11.38 Selección de tipo de gráfico

En él podemos seleccionar la forma de representación gráfica
de los datos, por defecto aparecerá en forma de barras, como se
aprecia en la figura anterior, pero también podemos representar los
datos en forma de líneas:

Figura 11.39 Representación en forma de gráfica de líneas

46


O en forma de áreas:
Figura 11.40 Representación en forma de gráfica de áreas

Un poco más abajo podemos apreciar otro pequeño cuadro.

11.4.4.3 Cuadro para la obtención del valor exacto

Figura 11.41 Cuadro de obtención del valor exacto

Como se indica en su interior, basta con posicionar el ratón sobre
el gráfico y elegir uno de los puntos que aparecen seleccionados, dejando
pulsado el ratón sobre dicho punto durante unos segundos, podremos
apreciar en la ventana anterior el valor exacto del punto seleccionado.

11.4.4.4 Botón de impresión

Imprime la pantalla activa en ese momento. Aparece un cuadro de
diálogo (mostrado anteriormente) en el que podremos seleccionar las
propiedades de la impresión.

11.4.4.5 Botón de retorno

Vuelve a la pantalla inicial, cerrando a su vez la ventana actual.

47


11.4.5 Representación en tabla

Tras seleccionar como modo de representación la gráfica, nos aparecerá
una ventana similar a esta:

Figura 11.42 Ventana de representación en forma de tabla

Según el tipo de inclinación que hayamos seleccionado, la
representación gráfica será diferente, un poco más adelante veremos todas
las posibilidades.
En la figura anterior, podemos distinguir varias partes:

48


11.4.5.1 Radiaciones mensuales para cada inclinación

Figura 11.43 Tabla de radiaciones para cada inclinación

Como podemos apreciar, nos aparecen representadas las radiaciones
para cada mes del año (en Kwh/m²), con inclinaciones que van desde 0º
hasta 90º e incrementos de 10º; de este modo podremos ver claramente la
variación de las radiaciones para las diferentes inclinaciones (siendo en este
caso la orientación fija y hacia el sur).

11.4.5.2 Radiaciones mensuales para la inclinación óptima anual

Figura 11.44 Radiaciones para la inclinación óptima anual

49


En esta tabla podemos apreciar las radiaciones (en Kwh/m²) para cada
mes del año y la media anual, para la inclinación óptima anual (en el caso
de Jaén son 30º) y con una orientación fija y hacia el sur.

11.4.5.3 Tabla de pérdidas

Figura 11.44 Tabla de pérdidas en Kwh/m² y en % para inclinación óptima anual

En esta tabla podemos apreciar tanto las radiaciones para la posición
horizontal como para la óptima anual; las pérdidas mensuales y las
medias anuales, en Kwh/m² y en %, de la posición horizontal respecto a
la inclinación óptima anual.

11.4.5.4 Botón de exportación de datos a Excel

OrientSol también ofrece la posibilidad de exportar los datos de
sus tablas a Microsoft Excel para poder trabajar de una manera
más cómoda con ellos. Aunque este apartado se tratará con mayor
profundidad un poco más adelante, podemos adelantar que al pulsar
este botón Microsoft Excel se abre automáticamente y se inicia la
exportación de los datos de la ventana que tengamos activa en ese
momento hacia el Excel.

50


11.4.5.5 Botón de impresión

Imprime la ventana activa en ese momento, mostrándonos un
cuadro de diálogo en el que podremos seleccionar las
propiedades de la impresión.

11.4.5.6 Botón de retorno

Vuelve a la pantalla inicial, cerrando a su vez la ventana actual.

11.4.6 Tipos de tablas según la inclinación

11.4.6.1 Inclinación óptima anual

Es la que se ha usado como ejemplo para describir el tipo de
representación en tabla. Así que no es necesario comentar nada más acerca
de este tipo de tabla y pasaremos a los siguientes.

51


11.4.6.2 Inclinación óptima estacional

Figura 11.45 Ventana de representación en tabla para inclinación óptima
estacional

En esta nueva ventana podemos distinguir las siguientes partes:

52


11.4.6.2.1 Tabla de radiaciones mensuales y estacionales para cada
inclinación

Figura 11.46 Tabla de radiaciones para cada inclinación y estación del año

En esta tabla podemos ver las radiaciones mensuales y estacionales
(en Kwh/m²) para cada inclinación de 0º a 90º e incrementos de 10º y
con una orientación fija (hacia el sur). De este modos apreciamos la
variación de la radiación para cada una de las inclinaciones en cada
estación del año.

53


11.4.6.2.2 Tabla de radiaciones mensuales y estacionales para las
inclinaciones óptimas estacionales

Figura 11.47 Tabla de radiaciones mensuales para las inclinaciones óptimas
estacionales

En la figura anterior vemos las inclinaciones óptimas para cada estación
del año con sus correspondientes radiaciones tanto mensuales como
estacionales y la media anual, todas ellas en Kwh/m².

11.4.6.2.3 Tabla de pérdidas

Figura 11.48 Tabla de pérdidas en Kwh/m² y en % para inclinación óptima
estacional

Aquí podemos apreciar tanto las radiaciones para la posición horizontal,

54


la inclinación óptima anual y la óptima estacional; como las pérdidas (en
Kwh/m² como en %) de la posición horizontal y la inclinación óptima anual
respecto a la inclinación óptima estacional.

11.4.6.3 Inclinación óptima mensual

Figura 11.49 Ventana de representación en tabla para la inclinación óptima
mensual

En la figura anterior podemos distinguir las siguientes partes:

55


11.4.6.3.1 Tabla de radiaciones mensuales para cada inclinación

Figura 11.50 Tabla de radiaciones para la inclinación óptima mensual

Esta tabla es la misma que en la inclinación óptima anual, y su
finalidad es que podamos apreciar las variaciones de radiación, cada mes, al
ir cambiando la inclinación de 0º a 90º e incrementos de 10º y de nuevo
con la orientación fija y hacia el sur. Como en todos los demás casos, los
valores de radiación están expresados en Kwh/m².

11.4.6.3.2 Tabla de radiaciones mensuales para las inclinaciones óptimas de
cada mes

Figura 11.51 Tabla de radiaciones para las inclinaciones óptimas mensuales

56


En esta tabla podemos ver las inclinaciones óptimas para cada mes del
año junto con las radiaciones obtenidas para cada inclinación y la radiación
media anual.


Figura 11.52 Tabla de pérdidas en Kwh/m² y % para las inclinaciones óptimas
estacionales

En la figura anterior podemos apreciar tanto las radiaciones para la
posición horizontal, la inclinación óptima anual y la óptima mensual; como
las pérdidas (en Kwh/m² como en %) de la posición horizontal y la
inclinación óptima anual respecto a la inclinación óptima estacional.

57


11.4.6.4 Orientación variable e inclinación fija

Figura 11.53 Ventana con tabla de radiaciones y pérdidas para la inclinación
óptima anual y orientación variable cada hora

En esta figura podemos observar las radiaciones mensuales y medias
anuales para la posición horizontal con orientación fija (hacia el sur) y para
la inclinación fija (óptima anual) con orientación variable y óptima para cada
hora de sol. Las radiaciones como siempre aparecen en Kwh/m². También
podemos ver más a la derecha las pérdidas tanto en Kwh/m² como en % de
la posición horizontal respecto a la inclinación fija con orientación variable.

58


11.4.6.5 Seguimiento total

Figura 11.54 Ventana con tabla de radiaciones y pérdidas para unas inclinación y
orientación óptimas y variables para cada hora

En la figura anterior vemos las radiaciones para cada mes y la media
anual tanto en la posición horizontal como para el seguimiento total
(inclinación y orientación óptimos y variables para cada hora de sol).
También podemos ver las pérdidas en Kwh/m² y en % de la posición
horizontal respecto al seguimiento total.

59


11.4.6.6 Todos

Figura 11.55 Ventana con tablas de radiaciones y pérdidas para todas las
inclinaciones

En esta ventana podemos ver las radiaciones de todas las inclinaciones y
todas las posibles comparaciones para apreciar las pérdidas entre los
diferentes tipos de inclinación. Distinguimos las siguientes partes:

60


11.4.6.6.1 Tabla de radiaciones

Figura 11.56 Tablas de radiación para todas las inclinaciones estudiadas

En esta tabla podemos ver las radiaciones mensuales y medias
anuales (en Kwh/m²) para todas las posibilidades de inclinación que ofrece
el programa (posición horizontal, óptima anual, óptima estacional, óptima
mensual, orientación variable con inclinación fija y seguimiento total).

11.4.6.6.2 Selección de inclinación

Figura 11.57 Cuadro para seleccionar la inclinación a comparar con las restantes

En este cuadro podemos elegir entre todas las inclinaciones que nos
ofrece el programa. Con esta selección estaremos indicando el tipo de
inclinación que queremos que se compare con todas las demás para poder
apreciar las pérdidas producidas.

61


Por defecto aparece seleccionada la posición horizontal, de modo que
en la tabla de pérdidas (se puede ver en el siguiente apartado) veremos las
pérdidas producidas al comparar a la posición horizontal con todas las
demás (tanto en Kwh/m² como en %). Si seleccionamos cualquiera de las
demás opciones, en la ventana de pérdidas veremos el resultado de la
comparación de esta inclinación seleccionada con todas las restantes.
Pudiendo de este modo apreciar las pérdidas en todas las posibles
combinaciones.

Figura 11.58 Ayuda emergente


Figura 11.59 Tabla de pérdidas en Kwh/m² y % para todas las inclinaciones
estudiadas

Como ya se ha explicado en el apartado anterior, en esta tabla
podemos ver las pérdidas que se producen al comparar la inclinación
elegida en el cuadro de selección, con todas las demás inclinaciones.
Podremos así ver el resultado de comparar por ejemplo la posición
horizontal (indicada con 0º) con las inclinaciones óptima anual, óptima
estacional, óptima mensual, orientación variable e inclinación fija y
seguimiento total. Y así podemos hacer con todas las demás inclinaciones.

62


Por problemas de espacio no se ha podido especificar con todas las
palabras el tipo de radiación que se expone en cada columna, para
solventar este problema, y sabiendo que las siglas pueden no estar muy
claras en todo momento, podemos usar la ayuda que aparece al dejar el
ratón unos segundos sobre las etiquetas de cada nombre y así podremos
ver, con total exactitud, en el menú emergente que aparece, qué tipo de
radiaciones son las que estamos comparando en cada momento.

11.4.7 Exportar datos a Excel

En las ventanas de representación de forma de tabla, nos podemos
encontrar con el botón:

Botón para exportar datos a Excel:
al ser pulsado abre automáticamente el programa
Microsoft Excel y exporta los datos de radiación a un nuevo libro.

Tras realizar la exportación de datos y una vez dentro de
Microsoft Excel, puede darse la circunstancia de que al intentar
realizar operaciones con los datos exportados, el resultado de éstas
sea siempre nulo no se produzca un error al intentar realizar los
cálculos.

63


Figura 11.60 Datos como cadena de caracteres exportados a Excel

Esto ocurre porque al usar los números un punto como
separador decimal, en lugar de una coma, el Excel no reconoce los
números como tales, sino como cadenas de caracteres y esto es lo
que nos impide realizar operaciones.

El modo de solucionar este problema es muy sencillo:

- En primer lugar debemos acceder dentro del menú de inicio
a las opciones de configuración y panel de control.
- A continuación, abrimos el icono llamado "Configuración
Regional"

64


Figura 11.61 Panel de Control

65


- Seleccionamos la pestaña "Número".

Figura 11.62 Propiedades de configuración regional

- En la opción "Símbolo decimal" activamos el punto en lugar
de la coma (que era lo que había seleccionado y nos causaba
el problema).

66


- Ya sólo nos queda pulsar el botón para "aceptar" el cambio
y al volver de nuevo al Excel, veremos que ahora sí podemos
realizar operaciones con los datos exportados.

Figura 11.63 Datos exportados a Excel como números

Este procedimiento no hay tiene que ser realizado cada vez que
se utilice OrientSol, una vez realizado el cambio, éste permanece
activo hasta que se vuelva a cambiar siguiendo de nuevo el procedimiento
anteriormente descrito.

11.4.8 Mensajes de información

Para facilitar la correcta ejecución de OrientSol, además de la ayuda
en menús emergentes y de los temas de ayuda, también se han incluido
una serie de mensajes de información para advertir al usuario de la
incorrecta ejecución del programa y para indicarle qué operaciones debe
realizar en cada momento para ejecutar correctamente la aplicación.

67


Los posibles mensajes informativos son los que aparecen a
continuación:

11.4.8.1 Aviso de “Selección de Ciudad”: aparece cuando se
pulsa cualquier botón del programa (excepto el de salir) sin haber
elegido una ciudad de la lista.
Figura 11.64 Ventana informativa para selección de ciudad

11.4.8.2 Aviso de “Selección de Inclinación”: aparece cuando se
pulsa el botón de ejecutar habiendo seleccionado una ciudad pero no
una de las inclinaciones.

Figura 11.65 Ventana informativa para selección de inclinación

11.4.8.3 Aviso de “Selección de ciudad e inclinación y pulsar
ejecutar”: aparece cuando se pulsa alguno de los modos de
representación sin haber seleccionado la ciudad o inclinación y sin
pulsar la tecla de ejecutar.

Figura 11.66 Ventana informativa para selección de ciudad e inclinación

68


11.4.8.4 Aviso “Pulsación del botón Ejecutar”: aparece cuando
tras seleccionar una ciudad y una inclinación se elige uno de los
métodos de representación sin haber pulsado el botón ejecutar para
realizar los cálculos.

Figura 11.67 Ventana informativa para pulsar el botón de ejecutar

11.4.8.5 Aviso “Selección de modo de representación”: aparece
cuando tras pulsar el botón de ejecutar, los cálculos ya han sido
realizados y es necesaria la elección de un modo de representación
para poder apreciar los resultados.

Figura 11.68 Ventana informativa de para seleeción de método de
representación

69


11.4.8.6 Aviso “No más ventanas”: aparece cuando tenemos
abiertas cuatro ventanas de representación en forma de gráfica u
otras cuatro en forma de tabla, e intentamos abrir una más. Basta
con cerrar alguna de las ventanas abiertas para que puedan aparecer
otras nuevas.

Figura 11.69 Ventana informativa de más de cuatro ventanas abiertas

11.4.9 Cómo ejecutar la aplicación

Una vez conocida la funcionalidad de cada una de las herramientas de
OrientSol, resulta muy sencillo llevar a cabo la ejecución del programa. De
todos modos describiremos a continuación los pasos básicos a seguir para
ejecutar el programa de la forma más sencilla y óptima.

En primer lugar debemos seleccionar una ciudad de las que
aparecen en le menú desplegable de selección. Si pulsamos la
flechita aparecerá un menú emergente y podremos elegir
cualquier capital de la provincia de España.

Figura 11.70 Cuadro de selección de ciudad

A continuación tenemos dos posibilidades:

70


- Pulsar el botón para ver la tabla de radiaciones globales
sobre la superficie horizontal de la ciudad seleccionada.

Figura 11.71 Botón mostrar tabla de radiaciones sobre superficie horizontal

Y aparecerá una ventana similar a esta:

Figura 11.72 Tabla de radiaciones sobre superficie horizontal

Esta operación no es necesaria para la correcta ejecución del
programa y puede pasarse por alto, las que se describen a continuación son
totalmente necesarias.

71


- Seleccionar una inclinación del cuadro de selección de inclinación:

Figura 11.73 Cuadro de selección de inclinación

- Ahora debemos pulsar el botón de ejecutar para realizar los
cálculos para la inclinación y ciudad seleccionadas.

Figura 11.74 Botón para ejecutar los cálculos

- Cuando aparezca esta ventana informativa los cálculos estarán
realizados y sólo quedará elegir un modo de representación.

Figura 11.75 Ventana informativa para selección de método de
representación

- A continuación podemos seleccionar el modo de representación
(gráfica o tabla) bien de la barra de menú o bien de la barra de
herramientas:

72


Figura 11.76 Selección del modo de representación

En la nueva ventana podremos encontrar las opciones de:

· Seleccionar tipo de gráfico y ver valor exacto de cada punto
del gráfico, si hemos elegido la representación en forma de
gráfica.

· Exportar los datos a MicroSoft Excel si hemos elegido
representación en tabla.

· Imprimir y volver a la pantalla inicial que son comunes a los
dos tipos de representación.

11.5 Estudio de los resultados obtenidos

Una vez terminada la aplicación software hemos considerado interesante
realizar un estudio de los resultados obtenidos, analizando los datos de
radiación, pérdidas e inclinaciones en las diversas ciudades según su situación
geográfica dentro de España, realizando comparaciones para los resultados en
ciudades del centro, norte y sur de España, ya que en las ciudades con estas
situaciones podremos obtener datos de radiaciones y de latitud más diferentes
entre sí y por lo tanto extraer conclusiones que relacionen de una forma
interesante los resultados obtenidos con la posición geográfica.

Las ciudades seleccionadas para cada una de las situaciones son las
siguientes:

73


Norte: La Coruña, Oviedo, Pamplona, Santander.
Centro: Ávila, Guadalajara, Madrid, Toledo.
Sur: Almería, Cádiz, Ceuta, Melilla.
Por último también se realizará la comparación para dos casos de
latitudes más extremas que las posibilidades que nos ofrece
España, estas ciudades son Bolívar (Colombia) y Churchill
(Canadá).

A continuación se van a mostrar las tablas con los datos de radiación
y el estudio de pérdidas de cada una de las ciudades, para que podamos
apreciar claramente los resultados obtenidos en cada caso y poder ver las
conclusiones y relaciones de dependencia con mayor facilidad.

74


11.5.1 Ciudades del norte:

Figura 11.77 Datos de radiación y pérdidas para todas las inclinaciones en la
ciudad de La Coruña

75


ciudad de Oviedo

76


ciudad de Pamplona

77


ciudad de Santander

De las tablas de radiaciones de estas cuatro ciudades del norte de
España, cuyas latitudes rondan los 43º, podemos deducir que:
La inclinación óptima anual es unos 7º menor que la latitud del
lugar.
La máxima radiación en un sistema en posición horizontal, en rara
ocasión alcanza los 5.5 Kwh/m², mientras que con el seguimiento
total podemos llegar a superar los 7 Kwh/m².
El máximo porcentaje de pérdidas al comparar la posición
horizontal con el sistema con seguimiento total es de un 28%
aproximadamente, mientras que respecto a la inclinación óptima
anual es del 13%.
Las pérdidas entre un sistema con inclinación fija óptima anual y
orientación variable frente a uno con seguimiento total son
aproximadamente de un 3%.

78


11.5.2. Ciudades del centro:

ciudad de Ávila

79


ciudad de Guadalajara

80


ciudad de Madrid

81


ciudad de Toledo

Al observar con detenimiento las tablas de radiaciones para estas cuatro
ciudades del centro de España, cuyas latitudes oscilan alrededor de los 40º,
podemos sacar las siguientes conclusiones:
La inclinación óptima anual es unos 6º menor que la latitud del
lugar.
La máxima radiación en un sistema en posición horizontal, puede
llegar a alcanzar los 7.5 Kwh/m², mientras que con el seguimiento
total podemos llegar a superar los 10.4 Kwh/m².
anual es del 13%.
orientación variable frente a uno con seguimiento total son de un
5%.

82


11.5.3 Ciudades del sur:

ciudad de Almería

83


ciudad de Cádiz

84


ciudad de Ceuta

85


ciudad de Melilla

De las tablas de radiaciones y pérdidas para estas cuatro ciudades del
sur de España, con latitudes de unos 36º, podemos decir que:
La inclinación óptima anual es unos 3.5º menor que la latitud del
lugar.
La máxima radiación en un sistema en posición horizontal, apenas
alcanza los 7.5 Kwh/m², mientras que con el seguimiento total
podemos llegar a superar los 10.3 Kwh/m².
anual es del 11.5%.
orientación variable frente a uno con seguimiento total es de un
5%

86


En vista de que los resultados obtenidos para el estudio realizado con las
ciudades de España no son muy claros, ya que las diferencias de latitud
entre unos y otros puntos de España, no son suficientes como para apreciar
claramente la dependencia directa de ciertas magnitudes como la
inclinación óptima respecto a la latitud, se decidió añadir otras dos
ciudades, no españolas, en las que las latitudes eran claramente distintas y
siendo ambas, dos casos bastante extremos.

En estas dos ciudades se pueden apreciar con total claridad las
conclusiones que, con menor intensidad, también se observan en el estudio
anterior realizado para las ciudades de España.

Para que las diferencias se apreciaran con mayor nitidez, se decidió
elegir una ciudad que estuviese situada prácticamente en el ecuador:
Bolívar (Colombia) cuya latitud es de 1.9º; y otra, con latitud mucho mayor
a ésta y también superior a las de las ciudades españolas, por este motivo
se eligió Churchill (Canadá) cuya latitud es de 58.7º.

A continuación podemos apreciar las tablas de radiaciones y pérdidas
para estas ciudades y posteriormente se procederá a exponer las
conclusiones obtenidas.

87


11.5.4 Bolívar (Colombia):

ciudad de Bolívar

Tras observar los datos de radiación y de pérdidas para la ciudad de
Bolívar, podemos concluir que:
Para esta ciudad, situada casi en el ecuador, la inclinación óptima
anual es 0º, de modo que prácticamente coincide con su latitud
(1.9º).
La máxima radiación en un sistema en posición horizontal, es de
4.95 Kwh/m², mientras que con el seguimiento total podemos
llegar a superar los 6.2 Kwh/m².
Cabe llamar la atención sobre las pocas diferencias de radiación
que se producen en una superficie horizontal para los distintos
meses del año, ya que apenas se aprecia diferencia entre los
meses de verano y los de invierno, siendo las radiaciones máxima
y mínima de 4.95 y 4.19 Kwh/m² respectivamente.

88


horizontal con un sistema con seguimiento total del sol, es de un
14.32%.
La diferencia entre un sistema con orientación variable e
inclinación fija óptima anual y un sistema con seguimiento total es
de un 13.55%.
También cabe destacar que en el caso de esta ciudad se obtienen
mejores resultados de radiación para los casos de inclinaciones
óptimas estacionales y mensuales que para el caso de orientación
variable con inclinación fija.

11.5.5 Churchill (Canadá):

ciudad de Churchill

De los datos de radiación y de pérdidas para la ciudad de Churchill,
podemos concluir que:
Para esta ciudad, la inclinación óptima anual es 6.7º inferior a su
latitud.

89


La máxima radiación en un sistema en posición horizontal es de
6.26 Kwh/m², mientras que con el seguimiento total podemos
llegar a superar los 9.68 Kwh/m².
Podemos apreciar diferencias muy grandes de radiación entre los
meses de verano y los de invierno, ya que la máxima y mínima
sobre una superficie horizontal son 6.26 y 0.43 Kwh/m².
horizontal con un sistema con seguimiento total del sol, es de un
53.67%.
La diferencia entre un sistema con orientación variable e
inclinación fija óptima anual y un sistema con seguimiento total es
de un 2.07% mientras que si comparamos la inclinación óptima
anual con el seguimiento total, obtenemos una diferencia de un
19.2%
Hay que destacar que en el caso de esta ciudad simplemente con
colocar el sistema con una inclinación óptima anual, podemos
reducir las pérdidas en un 34.47 % respecto a la posición
horizontal.

Finalmente, como conclusiones globales de todas las ciudades
representadas, tanto de España como para los otros dos casos, podremos
decir que:

El valor de la inclinación óptima anual es siempre algo inferior al
de la latitud del lugar (entre 5-7º), siendo más próxima a esta
última conforme nos acercamos al ecuador.

Conforme nos acercamos al ecuador, las radiaciones sobre una
superficie horizontal para cada mes son más parecidas, y apenas
se aprecian diferencias de radiación entre los meses de verano y
los de invierno. Sin embargo en ciudades con mayores valores de
latitud, estas diferencias pueden llegar a ser bastante
considerables, como se puede apreciar en el caso anteriormente
expuesto para la ciudad e Churchill.

90


Al irnos aproximando al ecuador (y por tanto reduciéndose la
latitud del lugar), el porcentaje de pérdidas que podemos obtener
entre un sistema con seguimiento total y otro en posición
horizontal, se va haciendo cada vez más pequeño, rondando el
15%.

Sin embargo para una ciudad que esté muy alejada del ecuador,
como ha sido el caso estudiado con Churchill, podemos llegar a
reducir las pérdidas de captación energética al colocar un sistema
con seguimiento total, respecto al que estaba en posición
horizontal en un porcentaje superior al 50%.

De este modo podemos concluir que para las ciudades con
latitudes bajas (próximas al ecuador) seguramente no nos
merezca la pena realizar el gasto que supondría la instalación de
un sistema con seguimiento total del sol, ya que la diferencia de
radiación entre un sistema en posición horizontal y otro con
seguimiento total apenas es del 15%. En este caso, y también
teniendo en cuenta que en estas ciudades la inclinación óptima
anual es de 0º y que las radiaciones para los distintos meses del
año no tienen grandes variaciones, la mejor opción para ciudades
de poca latitud sería un sistema de orientación fija e inclinada 0º.

Por otro lado, si la ciudad de estudio está bastante alejada del
ecuador, con una latitud superior a los 50º en el hemisferio norte
e inferior a –50º en el hemisferio sur, seguramente sí que nos va
a interesar realizar la inversión necesaria para colocar nuestro
sistema con seguimiento total del sol, ya que podremos mejorar el
porcentaje de radiación recibida en más del 50%.

De todos modos, no debemos olvidar que estas últimas conclusiones
son para casos muy extremos, de modo que para las ciudades estudiadas
en España, al no apreciarse grandes diferencias de radiaciones entre el
norte y el sur, debemos realizar un estudio detenido de la situación de
nuestra ciudad y la finalidad que le queremos dar a nuestra instalación (sólo

91


para los meses de verano, para todo el año, etc.) y en función de dicha
finalidad, elegir el sistema que mejor se amolde a nuestras necesidades.
Para conseguir este objetivo, OrientSol nos puede resultar de gran utilidad.

Bibliografía

M. Iqbal. “An introduction to solar radiation”. Academic Press. Toronto.
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