Biofísica Ambiental.

Universidad de Concepción Campus Chillan

Facultad de Ingeniería Agrícola

Departamento de Recursos Hídricos

Laboratorio N°9:

Radiación Directa y Radiación Difusa

Nombre: Jorge Reyes del Rio.

Profesor: Jorge Jara.

Asignatura: Biofísica Ambiental.

Fecha: 28/05/2014

Dada la siguiente información registrada por un radiómetro de la Estación Agrometeorológica de la Facultad, que entrega la siguiente información.

Tabla 1. Irradiancia solar y temperatura del aire (Ta) para un día despejado de verano e invierno.

Hora Irradiancia (24/12/2010)

(W m-2) Irradiancia (20/06/2010)

(W m-2) Ta(°C)

05:00 0 0 -3,1

06:00 145 0 -3,8

07:00 260 0 -3

08:00 388 130 -2,8

09:00 600 195 -1,2

10:00 710 310 2,4

11:00 850 500 4,8

12:00 970 680 9

13:00 1080 700 12,9

14:00 1090 620 14,1

15:00 990 510 14,8

16:00 840 320 15,2

17:00 700 190 13

18:00 550 0 10,1

19:00 510 0 8,4

20:00 290 0 6,5

21:00 190 0 4,8

22:00 0 0 3,6

A) Para el día de invierno (20 de junio) y de verano (24 de diciembre), para Chillan (Latitud 36°sur), estime la radiación solar directa (Rd) y difusa en forma horaria (W/m2) y la acumulada total en el día (MJ/m2dia).

Rd = am * Rcs * cos (θ) Ec. 1

Rad Difusa = 0.3 * (1-am) * Rcs * cos (θ) Ec.2

m = e (-A/8500)/cos (θ) Ec. 3

En donde:

a = Transmitancia de la atmosfera (0.7 para días despejados)

A = Elevación del lugar (m)

Rcs = Constante solar instantánea (1360 W/m2)

Θ = Angulo cenital

El ángulo cenital, θ puede estimarse a partir de:

cos (θ) = sin (λ) * sin (δ) + cos (δ) * cos (λ) * cos [0.2618(t –to)] Ec. 4

Siendo:

λ = Latitud del lugar (radianes): +hemisferio norte; -hemisferio sur

δ = Declinación solar (radianes)

t = Tiempo local estándar (horas)

to = Tiempo local de medio día solar (horas). Normalmente es 12

Tabla 2. Datos previamente calculados del práctico anterior.

Declinación solar en invierno (radianes) 0,41

Declinación solar en verano (radianes) -0,41

Latitud del lugar (radianes) -0,62382

Para calcular la radiación directa (Rd) y la radiación difusa, hacemos uso de las siguientes expresiones:

Rd = am * Rcs * cos (θ) Ec. 1

Rad Difusa = 0.3 * (1-am) * Rcs * cos (θ) Ec.2

En ambas expresiones tenemos el coeficiente m, que se calcula de la siguiente forma:

m = e (-A/8500)/cos (θ) Ec. 3

De la expresión de m, debemos calcular el ángulo cenital usando la siguiente expresión:

cos (θ) = sin (λ) * sin (δ) + cos (δ) * cos (λ) * cos [0.2618(t –to)] Ec. 4

A la Ec. 4 se le aplica cos-1 para obtener el valor θ que es el que necesitamos para todos los cálculos posteriores.

Observación: Para este laboratorio se calcula la radiación directa, la radiación difusa, el valor de m y el ángulo cenital horarios, o sea que existe una radiación directa, una radiación difusa, un valor

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