Posición del Sol

El ángulo de azimut y el ángulo de elevación al mediodía solar son los dos ángulos clave que se utilizan para orientar los módulos fotovoltaicos. Sin embargo, para calcular la posición del sol a lo largo del día, tanto el ángulo de elevación y el ángulo de acimut deben ser calculados durante todo el día. Estos ángulos se calculan utilizando el "tiempo solar". En el tiempo de mantenimiento convencional, las regiones de la Tierra se dividen en determinadas zonas horarias. Sin embargo, en estas zonas horarias, al mediodía no se corresponde necesariamente con el momento en que el sol está más alto en el cielo. Del mismo modo, la subida del sol se define como la etapa en la que el sol se levanta en una parte de la zona horaria. Sin embargo, debido a la distancia recorrida en una sola zona horaria, la hora en que el sol realmente despeja el horizonte en una parte de la zona horaria puede ser muy diferente a la salida del sol "definida" (o lo que es reconocido oficialmente como el tiempo de la salida del sol). Estos convenios son necesarios porque si no el tiempo sería diferente por unos segundos entre dos casas a una manzana de distancia entre sí.  El tiempo solar, por otro lado, es único para cada longitud particular. En consecuencia, para el cálculo de la posición del sol, primero se encuentra la hora solar local y luego se calculan los ángulos de elevación y azimut.

LSTM

 El (LSTM) se calcula según la ecuación:

dónde ΔTGMT es la diferencia de la Hora local (LT) de Greenwich Tiempo medio (GMT) en horas.

Ecuación del Tiempo (EoT)

La ecuación del tiempo (EoT) (en minutos) es una ecuación empírica que corrige la excentricidad de la órbita de la Tierra y la inclinación del eje de la Tierra.

dónde

en grados y d es el número de días transcurridos desde el inicio del año. La corrección de tiempo EoT se representa en la figura siguiente.

Equation of Time

Sundial with equation of time

Los relojes de sol incluyen el tiempo ecuación como una tabla para proporcionar la hora correcta durante todo el año . Las otras correcciones de tiempo se incorporan ya sea en el diseño de reloj de sol o dan como una desviación constante.

Factor de corrección de tiempo (TC)

El factor de corrección de tiempo neto (en minutos) da cuenta de la variación de la hora solar local (LST) dentro de una zona de tiempo dado, debido a las variaciones de longitud dentro de la zona horaria y también incorpora el EoT anterior.

El factor de 4 minutos proviene del hecho de que la Tierra gira 1° cada 4 minutos.

Tiempo Solar Local (LST)

El Tiempo Solar Local (LST) se puede encontrar mediante el uso de las dos correcciones anteriores para ajustar la hora local (LT).

Ángulo horario (HRA)

El ángulo horario convierte la hora solar local (LST) en el número de grados que el sol se mueve a través del cielo. Por definición, el ángulo horario es 0° al mediodía solar. Dado que la Tierra gira 15° por hora, cada hora del mediodía solar corresponde a un movimiento angular del sol en el cielo de 15°. Por la mañana el ángulo horario es negativo, por la tarde el ángulo horario es positivoDeclinación.

Declinación

El ángulo de declinación se ha dado anteriormente como:

declination

Dónde d es el número de días desde el comienzo del año

Elevación y Acimut

La elevación, α, se describe en la página: http://www.pveducation.org/pvcdrom/properties-of-sunlight/elevation-angle

α= sin 1 [sinδsinφ+cosδcosφcos(HRA)]

elevation

azimuth

 

La posición del Sol en todo el día

Una calculadora para encontrar la elevación y el azimut durante todo el año en cualquier lugar se da en la siguiente página.