Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Energia Solar Térmica
Prof. Ramón Eduardo Pereira SilvaEngenharia de EnergiaUniversidade Federal da Grande DouradosDourados – MS 2014
O SolEnergia Solar Térmica - 2014
Prof. Ramón Eduardo Pereira SilvaEngenharia de EnergiaUniversidade Federal da Grande DouradosDourados – MS 2014
Principais Parâmetros na Posição Sol-Terra
› As relações geométricas entre um plano de qualquer orientação particular relativa à Terra em qualquer momento, e a posição relativa do Sol com respeito a este plano, são descritos mediante a combinação de certos ângulos que serão descritos.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 3
Latitude
› Latitude geográfica (φ ) corresponde à posição angular em relaçãoà linha do Equador, considerada de latitude zero.
› Cada paralelo traçado em relação ao plano do Equadorcorresponde a uma latitude constante:– positiva, se traçada ao Norte e
– negativa, se posicionada ao sul do Equador,
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 4
Latitude
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 5
Latitude
› Os Trópicos de Câncer e de Capricórnio correspondem às latitudes de 23o 27’ ao Norte e ao Sul, respectivamente, compreendendo a região tropical.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 6
Longitude
› Longitude geográfica (λ) é o ângulo medido ao longo do Equador da Terra, tendo origem no meridiano de Greenwich.
› Na Conferência Internacional Meridiana foi definida sua variação: – de 0o a 180º (oeste de Greenwich) e
– de 0o a –180o (leste de Greenwich). A Longitude é muito importante
› para a determinação dos fusos horários e da hora solar.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 7
Longitude
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 8
Altitude
› Altitude (Ζ ) equivale à distância vertical medida entre o ponto de interesse e o nível médio do mar.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 9
Sistema Equatorial - Declinação Solar δ
› A declinação solar é o ângulo formado pela linha Terra-Sol, ao meio-dia, e pelo plano do equador.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 10
Sistema Equatorial - Declinação Solar δ
› Sua variabilidade é de -23,45º a 23,45º. A declinação tem uma dependência com o dia Juliano no qual é realizado o cálculo, desta forma
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 11
Sistema Equatorial - Declinação Solar δ
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 12
Sistema Equatorial – Ascensão Reta
› Ângulo medido sobre o equador, com origem no meridiano que passa pelo ponto Áries, e extremidade no meridiano do astro.
› A ascensão reta varia entre 0h e 24h (ou entre 0° e 360°) aumentando para leste.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 13
Sistema Equatorial – Ascensão Reta
› O ponto Áries é um ponto do equador, ocupado pelo Sol no equinócio de primavera do hemisfério norte, isto é quando o Sol cruza o equador vindo do hemisfério sul (geralmente em 22 de março de cada ano).
› Também conhecido como ponto Vernal ou ponto Gama (γ)
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 14
Sistema Horizontal - Altura
› A altura é o ângulo formado pela radiação solar direta com o eixo sul do plano tangente à Terra no ponto do observador.
› Corresponde à declinação no sistema Equatorial
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 15
Sistema Horizontal – Azimute (γ)
› É o ângulo formado pela projeção dos raios solares sobre o plano tangente à superfície terrestre e pelo sul geográfico, denominado meridiano do lugar.
› Portanto, o ângulo azimutal tem valor igual a zero para uma superfície orientada perfeitamente ao sul,
› 90º para o leste e
› - 90º para o oeste,
› sendo sua variabilidade, de -180º a +180º.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 16
Sistema Horizontal - Azimute (γ)
› A altura e o azimute constituem as coordenadas solares planas e permitem de forma simples situar o Sol e descrever seu movimento ao longo do ano, tomando como referência o ponto de observação da terra.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 17
Azimute (γ) em Coletores
› Quando se fala de captadores (coletores), o azimute é tomado como o ângulo formado pela projeção horizontal da linha perpendicular à superfície captadora e pela linha que passa pelo captador e pelo sul geográfico.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 18
Inclinação em Coletores
› A inclinação do coletor (β) corresponde ao ângulo entre o plano da superfície e uma superfície horizontal variando de 0° a 180°,
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 19
Incidência e Zenite em Coletores
› O ângulo de incidência (θ) corresponde ao ângulo entre a radiação direta incidente no plano e a normal a superfície.
› O ângulo zenital (θZ) corresponde ao ângulo entre os raios solares e a vertical do local.
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 20
Ângulo horário (ω)
› O ângulo horário (ω) é definido como a posição angular do sol a leste ou a oeste do meridiano local, devido à rotação da terra em seu próprio eixo, e tem valor de 15° por hora, negativo pela manhã e positivo após o meio dia
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 21
Exemplo
› Por trigonometria, se obtém que o ângulo de incidência é calculado segundo a seguinte fórmula:
› ângulo de incidência (θ)
› inclinação do coletor (β)
› ângulo azimutal da superfície (γ)
› declinação (δ)
› ângulo horário (ω)
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 22
Incidência
› Para superfícies verticais β = 90o
› Quando a superfície estiver na posição horizontal β = 0o e o ângulo incidente coincide com o ângulo zenital.
› Fazendo na equação acima θz = 90o obtém-se o ângulo do pôr-do-sol ωs
PROF. RAMÓN SILVA - 2014 23
REFERÊNCIAS
› Seye, O. Apostila de Energia Solar Térmica. UFGD