Energia solar térmica. Pedro Rufes Martínez

año, empezando a contar desde el 1 de Enero y considerando que Febrero tiene 28 días, siendo n = 365 el día 31 de Diciembre.

      Sustituyendo la ecuación (2.16) en (2.15):

      La irradiación solar extraterrestre diaria sobre una superficie horizontal (H_e) se obtiene integrando la expresión anterior entre - ω_s y + ωs (salida y puesta de sol):

      En muchas ocasiones interesa calcular el valor medio mensual de la irradiación solar extraterrestre diaria sobre una superficie horizontal (). Se puede hacer básicamente de dos maneras:

      1) Sumando los valores diarios y calculando el valor medio mensual.

      2) Calculando la irradiación solar extraterrestre de un día tipo de aquel mes. La irradiación solar del día tipo se considera aproximadamente igual al valor medio de la irradiación solar diaria del mes. En la tabla 2.3 se muestran los días tipo para cada mes.

Mes	Día del año (n)	Fecha
Enero	17	17 de Enero
Febrero	47	16 de Febrero
Marzo	75	16 de Marzo
Abril	105	15 de Abril
Mayo	135	15 de Mayo
Junio	162	11 de Junio
Julio	198	17 de Julio
Agosto	228	16 de Agosto
Septiembre	258	15 de Septiembre
Octubre	288	15 de Octubre
Noviembre	318	14 de Noviembre
Diciembre	344	10 de Diciembre

      Tabla 2.3. Días tipo.

2.6 Irradiación solar terrestre

      La radiación solar total que incide sobre una superficie terrestre puede descomponerse en tres componentes: directa, difusa y reflejada.

       Radiación directa: como su nombre indica, es la que llega directamente del Sol sin cambios de dirección.

       Radiación difusa: los componentes de la atmósfera de menor tamaño (las moléculas que componen el aire, el vapor de agua y el polvo en suspensión) provocan cambios en la dirección de la radiación, originando la radiación difusa que llega desde toda la bóveda celeste.

       Radiación reflejada: procede del suelo, debida a la reflexión de las componentes directa y difusa en montañas, lagos, edificios, etc.

      Generalmente la radiación reflejada es pequeña en comparación con las otras dos.

      Las estaciones de medida determinan la radiación diaria que incide sobre una superficie horizontal emplazada en aquella zona. Por tanto, si se trata de una superficie inclinada tendrán que realizarse una serie de cálculos que se detallan a continuación.

      El valor medio mensual de la irradiación total diaria sobre una superficie inclinada puede expresarse de la siguiente forma:

      Donde: es el valor medio mensual de la irradiación directa diaria sobre el suelo;

       el valor medio mensual de la irradiación directa difusa sobre el suelo;

       el valor medio mensual de la irradiación total diaria sobre el suelo (se obtiene de tablas de radiación);

       el cociente entre el valor medio mensual de la irradiación directa diaria sobre una superficie inclinada y el valor medio mensual de la irradiación directa diaria sobre el suelo;

      P la reflectancia del suelo (valor comprendido entre 0,2 y 0,7).

       es difícil de calcular porque depende de las condiciones meteorológicas, pero puede obtenerse a partir de la correlación de Liu y Jordan:

       se denomina índice de nebulosidad, y se expresa como:

      Donde se calcula según lo explicado en el apartado anterior.

      Por otro lado, se puede aproximar con el valor que tendría si se tratara de superficies extraterrestres, a partir de la siguiente expresión:

      Donde ω_s es el ángulo horario de la puesta de sol para una superficie inclinada, que viene dado por:

      Donde ω_s se determina a partir de la ecuación (2.5).

2.7 Medición de la radiación solar

      Para poder utilizar correctamente la energía solar es necesario conocer la radiación total, directa y difusa sobre superficies horizontales o inclinadas con un determinado ángulo respecto a la horizontal. Los instrumentos de medición empleados son el piranómetro, el pirheliómetro, el heliógrafo y la célula solar calibrada.

       Piranómetro. Se emplea para medir la irradiancia total, directa y difusa. Los más habituales se basan en tecnologías termoeléctricas. El piranómetro de Kipp y Zonen (figura 2.13) está constituido por una pila termoeléctrica contenida en un alojamiento con dos hemiesferas de cristal. La pila termoeléctrica está constituida por una serie de termopares colocados horizontalmente, cuyos extremos están soldados con unas barras de cobre verticales solidarias a una placa de latón maciza. El conjunto está pintado con un barniz negro para absorber la radiación. El flujo de calor