Fundamentos para el Diseño de Tamaño del Sistema

  1. Datos Elementales para el Dimensionado de una Instalación

Antes de realizar el dimensionado de una instalación de energía solar, es necesario conocer una serie de datos:

  • Condiciones de uso de la instalación: ACS, piscinas, calefacción.
  • Datos climatológicos: radicación solar disponible en la zona, temperaturas ambientales, temperatura del agua de la red.
  • Datos geográficos: latitud del lugar de la instalación.

Además, para una buena toma de decisiones, también será necesario considerar anexamente:

  • Criterios de consumo adoptados: mañana, tarde, noche, etc.
  • Consumo unitario máximo.
  • Ocupación máxima.
  • Variación de ocupación.

2. Condiciones de Uso.

2.1. Consumo de ACS.

El consumo de ACS es un dato que se puede obtener:

  • Directamente: mediante datos de consumo medidos en periodos anteriores (semanas, meses, año), datos que serán proporcionado por el usuario a través de contadores de agua caliente, los que deberán ser
    justificados.
  • Con Estimaciones: cuando no se conoce datos de la instalación, existen varias formas de poder estimarlos:

– A partir de consumos unitarios tomando como datos la tabla N°… y del porcentaje de ocupación. Con dichos datos se puede estimar la demanda mensual de ACS.

Estimaciones de consumo de ACS

– Con facturas de combustibles: cuando se conoce el consumo de combustible utilizado en el mes para calentamiento de ACS, se puede calcular el consumo diario de ACS para ese mes, utilizando la siguiente expresión.

En donde:

Consumo mensual de combustible (l, kg o mts3)
PCI: poder calorífico inferior del combustible (Kcal/l, kg o mts3).
Ƞ: Rendimiento del generador de calor existente.
T(uso): Temperatura a la que se desea calentar el agua para su utilización.

En algunos casos, principalmente en edificios de departamentos, el combustible se utiliza para el ACS y calefacción siendo conjunta la factura. Para considerar el consumo de ACS, se considerará la facturación del consumo de combustible del periodo estival (diciembre, enero, febrero).

  • Con el consumo de agua fría: estimando que el consumo de ACS, está comprendido entre un 25 a un 35% del consumo total de agua fría de la red.
  • Por utilización de artefactos domésticos: ver tabla.
Consumo por artefactos domésticos

Nivel de Ocupación.

Es necesario conocer el nivel de ocupación y la temporada de mayor uso de la instalación, para poder considerar en los cálculos las variaciones que se pueden producir en el consumo de ACS, en el uso de las piscinas o en el de calefacción, en los distintos meses del año.

  • Este valor, es especialmente importante en hoteles y otros alojamientos turísticos, donde la mayor afluencia de clientes se produce en la temporada de verano o en periodos de vacaciones.
  • Para viviendas, que no sean de uso vacacional, en las que se han de considerar los meses en los que las familias se ausentan de su residencia habitual (normalmente enero y febrero).
  • Para instalaciones deportivas, igualmente es necesario conocer el número de personas que hacen uso de las mismas, entrenamientos diarios, competiciones, cursos, etc.

Como valores de ocupación máxima y variación ocupacional, se utilizarán los datos facilitados por los usuarios o por los responsables de la utilización de las dependencias.

3. Condiciones Climáticas.

Asimismo, el dimensionado de la instalación solar precisa, para cada mes, el conocimiento de las condiciones climáticas del lugar donde se encuentra ubicada la instalación, para lo cual se necesitará:

  • Radiación en plano horizontal y en plano inclinado que incide sobre al captador.
  • Horas de sol reales de incidencia de radiación solar.
  • Temperatura ambiente.
  • Temperatura de agua de la red.

Dichos datos pueden ser encontrados en centros meteorológicos o publicaciones de carácter general por algún organismo público. A continuación se presentan datos de radiación solar para Chile, además de temperaturas de agua de red.

Radiación global diaria para cada mes ( MJ/mt2/día)
Temperatura media mensual de agua de red

4. Datos Geográficos

El principal dato geográfico de interés es la latitud del lugar, ya que de acuerdo con la misma se determinará la inclinación de los colectores. En la tabal siguiente se muestran las coordenadas geográficas para las principales ciudades del país.

Altitud, latitud, longitud y temperatura mínima histórica.