¿Cómo introducir el efecto de las sombras en el cálculo solar?
Tras versiones anteriores de la herramienta de cálculo solar, su versión 2.1 presente dos importante novedades:
- Permite introducir patrones de sombras por obstáculos externos (chimeneas, casetones, etc.)
- Dispone de un informe de salida de datos editable
Podéis encontrar la actualización en el área de descargas
- Permite introducir patrones de sombras por obstáculos externos (chimeneas, casetones, etc.)
- Dispone de un informe de salida de datos editable
Podéis encontrar la actualización en el área de descargas
Consideraciones sobre el método F-Chart
De forma generalizada solemos emplear el denominado método “f-Chart” para el cálculo de la contribución solar mínima establecida en el CTE-HE4 sin pararnos a pensar sobre su idoneidad e incluso si realmente la introducción de datos que estamos realizando es la correcta.
Esta situación se debe en primer lugar al halo de “oficialidad” que le imprime haber sido publicado en el Pliego de Condiciones de Instalaciones de Baja Temperatura del IDAE y su aceptación histórica como método de aproximación, no para el comportamiento horario del sistema, pero sí para su promedio en periodos de tiempo prolongados, preferentemente anuales.
F-Chart es un método basado en las simulaciones realizadas en 1975 mediante modelos del programa TRNSYS para una determinada configuración de sistema y demanda de agua caliente para la localidad de Madison, Wisconsin (cerca de Canadá) extrayendo una curva de funcionamiento ajustada por mínimos cuadrados. Es decir, el promedio de funcionamiento de un único sistema en determinadas condiciones simulado por un programa informático.
Lógicamente nuestro sistema y localidad no tienen por qué coincidir con lo simulado en 1975 y la precisión del método disminuye según nos alejamos del modelo previsto.
Para “ajustar” nuestra instalación empleamos distintos factores de corrección que modifiquen las curvas de funcionamiento del modelo inicial. Estas correcciones por lo general son efectivas, pero no debemos perder la precaución de no emplear el método f-Chart fuera de su ámbito de aplicación, por ejemplo con paneles de tubo vacío o sistemas en los que por su dimensión los captadores no funcionen de forma homogénea.
En resumen el método F-Chart no es erróneo, tan solo pierde precisión cuanto más nos alejamos de las condiciones para las que fue ideado, lo que en principio abarca las instalaciones convencionales que realizamos en nuestros edificios.
La herramienta que hoy proponemos precisamente emplea el método F-Chart para el cálculo de la fracción de cobertura anual establecida en el CTE-HE4, permitiendo una configuración típica de sistema con intercambiador y acumulador, así como la elección de la radiación solar incidente tanto por localidad como por fuente documental, pudiendo elegir entre los datos recogidos en el Pliego del IDAE o el Atlas de Radiación solar de AEMET.
Calculo de sombras
A parte de las incertidumbres de ajuste que F-Chart nos pueda producir, es habitual no tener en cuenta la disminución de la radiación solar por el efecto de sombras de obstáculos ajenos a los captadores solares.
Es cierto que nuestros paneles deberías estar siempre orientados a Sur, correctamente inclinados y sin obstáculos cercanos, pero la realidad es bien distinta ya que en la cubierta de los edificios resulta inevitable la existencia de torres de ventilación, chimeneas de evacuación de humos, casetones de ascensores, etc. en la cubierta de nuestros edificios.
La primera edición del CTE-HE4 del año 2006 ofrecía un método simplificado para evaluar su incidencia mediante la obstrucción producida sobre la carta solar cilíndrica bien genérica para toda la Península (Latitud 40ºN) o para las Islas Canarias (28ºN).
Su empleo no dejaba de resultar poco intuitivo, ya que primero se trazaban las obstrucciones según sus ángulos de altura solar y azimut, para posteriormente establecer el porcentaje de obstrucción de forma “estimada” en 0, 25, 50 o 100%.
Finalizaba el proceso identificando el sector solar que se veía a afectado y otorgándole un factor reductor según el mes del años en el que obstruyéramos el recorrido solar. No se trataba de un método “perfecto” o intuitivo desde el punto de vista del cálculo… pero al menos teníamos un medio de simulación fuera de programas de simulación complejos.
En la modificación del CTE HE4 de 2013 dicha metodología fue eliminada del cuerpo normativo, y en su ausencia el Excel que proponemos realiza labor de forma automática y bastante más intuitiva.
Al igual que en su antecesor se solicitan los datos que permitan dibujar sobre la carta solar cilíndrica cada uno de los obstáculos, caracterizándolos nuevamente por sus ángulos de altura solar y azimut.
Según los datos de radiación mensual seleccionados calculará la posición del Sol en intervalos de 10 minutos para un día promedio de cada mes, obteniendo de este modo si la radiación directa está siendo obstruida y en qué cantidad.
Es cierto que nuestros paneles deberías estar siempre orientados a Sur, correctamente inclinados y sin obstáculos cercanos, pero la realidad es bien distinta ya que en la cubierta de los edificios resulta inevitable la existencia de torres de ventilación, chimeneas de evacuación de humos, casetones de ascensores, etc. en la cubierta de nuestros edificios.
La primera edición del CTE-HE4 del año 2006 ofrecía un método simplificado para evaluar su incidencia mediante la obstrucción producida sobre la carta solar cilíndrica bien genérica para toda la Península (Latitud 40ºN) o para las Islas Canarias (28ºN).
Su empleo no dejaba de resultar poco intuitivo, ya que primero se trazaban las obstrucciones según sus ángulos de altura solar y azimut, para posteriormente establecer el porcentaje de obstrucción de forma “estimada” en 0, 25, 50 o 100%.
Finalizaba el proceso identificando el sector solar que se veía a afectado y otorgándole un factor reductor según el mes del años en el que obstruyéramos el recorrido solar. No se trataba de un método “perfecto” o intuitivo desde el punto de vista del cálculo… pero al menos teníamos un medio de simulación fuera de programas de simulación complejos.
En la modificación del CTE HE4 de 2013 dicha metodología fue eliminada del cuerpo normativo, y en su ausencia el Excel que proponemos realiza labor de forma automática y bastante más intuitiva.
Al igual que en su antecesor se solicitan los datos que permitan dibujar sobre la carta solar cilíndrica cada uno de los obstáculos, caracterizándolos nuevamente por sus ángulos de altura solar y azimut.
Según los datos de radiación mensual seleccionados calculará la posición del Sol en intervalos de 10 minutos para un día promedio de cada mes, obteniendo de este modo si la radiación directa está siendo obstruida y en qué cantidad.
Los datos obtenidos nos permites establecer el porcentaje de obstrucción solar en cada mes tanto, de radiación directa como global (recordemos que es la suma de directa, difusa y reflejada).
Los datos son automáticamente cargados en el cálculo del método F-chart y comprobadas las limitaciones de pérdidas por sombras establecidas en el CTE-HE4.
Por último se ofrece un informe que reúne los cálculos y descripciones de los equipos seleccionados que podemos aofrecer a nuestros clientes o adjuntarlo a la memoria del proyecto
Los datos son automáticamente cargados en el cálculo del método F-chart y comprobadas las limitaciones de pérdidas por sombras establecidas en el CTE-HE4.
Por último se ofrece un informe que reúne los cálculos y descripciones de los equipos seleccionados que podemos aofrecer a nuestros clientes o adjuntarlo a la memoria del proyecto
Para más preguntas disponéis de una pestaña de ayuda en la herramienta Excel y como siempre si tenéis alguna duda sobre su manejo podéis remitirla a [email protected]
Espero que os sea de utilidad ¡¡¡
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