Estoy intentando calcular las inclinaciones óptimas del panel solar, y la mejor manera de hacerlo parece ser la latitud. Sin embargo, todo lo que puedo encontrar son calculadoras, deseo poder calcular esto yo mismo, ¿hay alguna fórmula para calcular la inclinación óptima?
Lo que está buscando se llama "Ángulo de declinación solar". Básicamente, esto le indica el ángulo máximo con el que el sol alcanzará en el ecuador en un día determinado del año. Este valor variará entre los dos trópicos (\ $ \ pm23.45 ^ \ circ \ $) dependiendo de la época del año, debido a la inclinación de la Tierra y cómo se relaciona con el sol.
Si tomamos una línea que es perpendicular al eje de rotación de la Tierra (básicamente cualquier línea que se extiende desde el centro de la Tierra a través de cualquier punto del ecuador), podemos calcular la declinación solar como:
$$ \ delta = \ mathrm {sin ^ {- 1}} \ left (\ mathrm {sin} (23.45 ^ \ circ) \ times \ mathrm {sin} \ left (\ frac {360 ^ \ circ} {365} (d − 81) \ derecha) \ derecha) $$
Donde \ $ d \ $ es el día del año (1 = 1 de enero st , y 365 = 31 de diciembre st ), y \ $ \ delta \ $ es la declinación solar en relación con el ecuador [1] .
Ahora, a partir de esto, puede calcular el ángulo en el que se colocará su panel solar. Esencialmente desea que su normal (la línea perpendicular a la superficie del panel) esté en \ $ \ delta ^ \ circ \ $ con relación a la vertical en el ecuador (\ $ 0 ^ \ circ \ $ latitud). Ahora, para obtener este ángulo, tendrá que tener en cuenta su latitud, que es esencialmente un desplazamiento de usted con respecto al marco de referencia en el que se encuentra el cálculo anterior.
Entonces, el ángulo de inclinación se convierte en:
$$ \ theta = \ phi - \ delta $$
Donde \ $ \ phi \ $ es su latitud en grados, y \ $ \ theta \ $ es la inclinación del panel en grados entre su normal y recto en su latitud. Esa es la geometría básica, pero deberías revisar el significado de los ángulos + ve y -ve, puedo dibujar un diagrama más adelante si necesitas una aclaración.
Como nota al margen, puede valer la pena agregar que la razón para restar 81 en el cálculo de declinación solar. Básicamente, el valor máximo de \ $ \ delta \ $ ocurre alrededor del 21 de junio st que es el día 172. El valor máximo de la función sin se produce a 90 grados. Restar 81 nos da 91 para ese día, que es aproximadamente 1 trimestre de un año:
$$ \ mathrm {sin} \ left (\ frac {360 ^ \ circ} {365} (172−81) \ right) = \ mathrm {sin} \ left (360 ^ \ circ \ times \ frac { 91} {365} \ derecha) \ approx \ mathrm {sin} \ izquierda (90 ^ \ circ \ derecha) $$
Fuente [1]: PVEducation.org - Ángulo de declinación
Lea otras preguntas en las etiquetas solar-cell optimization