Informe-piramometro.docx
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- Words: 770
- Pages: 8
UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
INTEGRANTES: Torres Farroñan Elverth Nilton Paucar Sánchez Wilder Ivan
FACULTADAD: FACFYM TEMA : elaboración de pirómetro casero
ESCUELA: FISICA CURSO: ELECTROMAGNETISMO 1 Lambayeque 21 de marzo 2019
DISEÑO METODOLÓGICO: Descripción del piranómetro casero Este piranómetro casero determina la radiación solar y la distribución de la energía solar incidente sobre un colector de placa plana.
1 OBJETIVOS:
Economisar los productos de tecnologia avansada. Enseñar dicha determinacion de radiación solar a las personas. Aportar al desarrollo del proyecto de Energía Solar ya establecido. Obtener un mapa solar del área determinada Medición de radiación solar en Lambayeque
FUNDAMENTOS TEÓRICOS:
Este piranómetro casero determina la radiación solar y la distribución de la energía solar incidente sobre un colector de placa plana. La operación del equipo consiste en medir el tiempo que demanda un incremento determinado de temperatura. Estos datos se ingresan en la “ecuación del piranómetro”, para obtener finalmente el valor de la radiación solar instantánea. Se puede obtener mediante la siguiente formula:
𝐴 𝐼0 𝐾𝑡𝑠 𝛼𝑠𝑝 = 𝑄𝑢 + 𝑞𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 + 𝑞𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 = 𝐴 𝑘𝐼𝑠 𝛼𝑠
En la que: A : es la superficie del colector, igual en la cubierta que en la placa absorbente . K: es un factor de conversión de la radiación (difusa y directa), que sirve para evaluar la energía solar incidente en el plano del colector. 𝑡𝑠 : es la transmitancia solar efectiva de la cubierta del colector. 𝛼𝑠𝑝 : es la absortancia solar de la placa absorbente del colector.
𝑄𝑢 : es el calor útil que se transfiere al fluido refrigerante que circula por el colector solar, de valor: 𝑄𝑢 = 𝐺𝐹 𝑐𝑝𝐹 (𝑇𝑠𝑎𝑙 − 𝑇𝑒𝑛𝑡 ) = 𝐶𝑐𝑜𝑙 (𝑇𝑠𝑎𝑙 − 𝑇𝑒𝑛𝑡 )
Siendo: 𝐶𝑐𝑜𝑙 : Capacidad calorífica del fluido del colector. 𝑞𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 : Cantidad de calor perdida desde la placa absorbente del colector al medio exterior, tanto por convección, como por conducción y radiación, esta energía perdida lo es hacia arriba, hacia abajo y hacia los laterales del colector. 𝑞𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 : es la energía almacenada en el colector. La energía solar incidente 𝐼𝑠 sobre la placa absorbente viene dada por la siguiente expresión: 𝐼𝑠 =𝐼0 𝑡𝑠
, 𝐼𝑠 𝛼𝑠 = 𝐼0 𝑡𝑠 𝛼𝑠 = 𝐼0 (𝑡𝛼)𝑠
En la que (𝑡𝛼) se calcula para la radiación directa con el ángulo real de incidencia, mientras que la radiación difusa se considera como si fuese directa, pero con un ángulo de incidencia de 60°. El rendimiento del colector 𝑛𝑐 que proporciona una medida de su funcionamiento se define como: 𝑡
∫𝑡 2 𝑞𝑢 𝑑𝑡 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙 𝑑𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑢𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑛𝑐 = = 𝑡21 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑠𝑚𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 ∫𝑡 𝐴𝐼0 𝑑𝑡 1
2 Materiales
1.- se necesita la tapa transparente de la caja de bombones.
2.- una placa metálica con algunas perforaciones
3.-se usa una placa solar
4.- El cable es de tipo telefónico.
5.- una resistencia de 20 Ω
6.- Estaño para poder soldar los cables a la placa.
7.- una pistola de soldar.
8.- un multitester digital o analógico
Construccion
1 soldar los cables a los respectivos puntos de la placa solar 2 soldar la resistencia a cada uno de los cables conectados a la placa solar 3 estañar las puntas del otro extremo de los cables 4 hacer dos huecos en lavase de la caja de bombones
5 entornillar la caja de bombones a la placa metálica 6 pegar la placa solar en la parte superior de la caja de bombones junto a la resistencia y una parte del cable 7 sellar la caja con cinta adhesiva o silicona hasta quedar completamente sellada. 8 prender el multitester y conectarlo a los extremos del cable que se encuentra fuera de la caja de bombones. 9 exponer al a la caja junto al multitester conectado 10 tomar las respectivas mediciones cada 30 minutos.
3.- Procedimiento para estimar la radiación solar a) medir de manera precisa la radiación solar incidente sobre determinada área de la tierra. b) Definir la ubicación del piranómetro. c) Exponer el piranómetro a la radiación solar según la ubicación definida anteriormente. d) Calcular la radiación solar a partir de la ecuación del piranómetro.
4. PLAN DE PROCESAMIENTO PARA DATOS:
4.1. Radiación solar instantánea durante el día
Radiación solar Instantánea v N
Tiempo (h)
1
8:00
0
2
9:00
1.06
3
10:00
1.08
4
11:00
1.10
5
12:00
1.11
6
13:00
1.11
7
14:00
1.08
Radiación solar Instantánea v 1.2 1.06
1.08
1.1
1.11
1.11
1.08
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
1
2
3
4
5
6
7
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 Tiempo (h) N
INTEGRANTES: Torres Farroñan Elverth Nilton Paucar Sánchez Wilder Ivan
FACULTADAD: FACFYM TEMA : elaboración de pirómetro casero
ESCUELA: FISICA CURSO: ELECTROMAGNETISMO 1 Lambayeque 21 de marzo 2019
DISEÑO METODOLÓGICO: Descripción del piranómetro casero Este piranómetro casero determina la radiación solar y la distribución de la energía solar incidente sobre un colector de placa plana.
1 OBJETIVOS:
Economisar los productos de tecnologia avansada. Enseñar dicha determinacion de radiación solar a las personas. Aportar al desarrollo del proyecto de Energía Solar ya establecido. Obtener un mapa solar del área determinada Medición de radiación solar en Lambayeque
FUNDAMENTOS TEÓRICOS:
Este piranómetro casero determina la radiación solar y la distribución de la energía solar incidente sobre un colector de placa plana. La operación del equipo consiste en medir el tiempo que demanda un incremento determinado de temperatura. Estos datos se ingresan en la “ecuación del piranómetro”, para obtener finalmente el valor de la radiación solar instantánea. Se puede obtener mediante la siguiente formula:
𝐴 𝐼0 𝐾𝑡𝑠 𝛼𝑠𝑝 = 𝑄𝑢 + 𝑞𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 + 𝑞𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 = 𝐴 𝑘𝐼𝑠 𝛼𝑠
En la que: A : es la superficie del colector, igual en la cubierta que en la placa absorbente . K: es un factor de conversión de la radiación (difusa y directa), que sirve para evaluar la energía solar incidente en el plano del colector. 𝑡𝑠 : es la transmitancia solar efectiva de la cubierta del colector. 𝛼𝑠𝑝 : es la absortancia solar de la placa absorbente del colector.
𝑄𝑢 : es el calor útil que se transfiere al fluido refrigerante que circula por el colector solar, de valor: 𝑄𝑢 = 𝐺𝐹 𝑐𝑝𝐹 (𝑇𝑠𝑎𝑙 − 𝑇𝑒𝑛𝑡 ) = 𝐶𝑐𝑜𝑙 (𝑇𝑠𝑎𝑙 − 𝑇𝑒𝑛𝑡 )
Siendo: 𝐶𝑐𝑜𝑙 : Capacidad calorífica del fluido del colector. 𝑞𝑝𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠 : Cantidad de calor perdida desde la placa absorbente del colector al medio exterior, tanto por convección, como por conducción y radiación, esta energía perdida lo es hacia arriba, hacia abajo y hacia los laterales del colector. 𝑞𝑎𝑙𝑚𝑎𝑐𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑠 : es la energía almacenada en el colector. La energía solar incidente 𝐼𝑠 sobre la placa absorbente viene dada por la siguiente expresión: 𝐼𝑠 =𝐼0 𝑡𝑠
, 𝐼𝑠 𝛼𝑠 = 𝐼0 𝑡𝑠 𝛼𝑠 = 𝐼0 (𝑡𝛼)𝑠
En la que (𝑡𝛼) se calcula para la radiación directa con el ángulo real de incidencia, mientras que la radiación difusa se considera como si fuese directa, pero con un ángulo de incidencia de 60°. El rendimiento del colector 𝑛𝑐 que proporciona una medida de su funcionamiento se define como: 𝑡
∫𝑡 2 𝑞𝑢 𝑑𝑡 𝑔𝑎𝑛𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑢𝑡𝑖𝑙 𝑑𝑢𝑟𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑐𝑢𝑎𝑙𝑞𝑢𝑖𝑒𝑟 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑛𝑐 = = 𝑡21 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑖𝑠𝑚𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 ∫𝑡 𝐴𝐼0 𝑑𝑡 1
2 Materiales
1.- se necesita la tapa transparente de la caja de bombones.
2.- una placa metálica con algunas perforaciones
3.-se usa una placa solar
4.- El cable es de tipo telefónico.
5.- una resistencia de 20 Ω
6.- Estaño para poder soldar los cables a la placa.
7.- una pistola de soldar.
8.- un multitester digital o analógico
Construccion
1 soldar los cables a los respectivos puntos de la placa solar 2 soldar la resistencia a cada uno de los cables conectados a la placa solar 3 estañar las puntas del otro extremo de los cables 4 hacer dos huecos en lavase de la caja de bombones
5 entornillar la caja de bombones a la placa metálica 6 pegar la placa solar en la parte superior de la caja de bombones junto a la resistencia y una parte del cable 7 sellar la caja con cinta adhesiva o silicona hasta quedar completamente sellada. 8 prender el multitester y conectarlo a los extremos del cable que se encuentra fuera de la caja de bombones. 9 exponer al a la caja junto al multitester conectado 10 tomar las respectivas mediciones cada 30 minutos.
3.- Procedimiento para estimar la radiación solar a) medir de manera precisa la radiación solar incidente sobre determinada área de la tierra. b) Definir la ubicación del piranómetro. c) Exponer el piranómetro a la radiación solar según la ubicación definida anteriormente. d) Calcular la radiación solar a partir de la ecuación del piranómetro.
4. PLAN DE PROCESAMIENTO PARA DATOS:
4.1. Radiación solar instantánea durante el día
Radiación solar Instantánea v N
Tiempo (h)
1
8:00
0
2
9:00
1.06
3
10:00
1.08
4
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1.10
5
12:00
1.11
6
13:00
1.11
7
14:00
1.08
Radiación solar Instantánea v 1.2 1.06
1.08
1.1
1.11
1.11
1.08
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
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4
5
6
7
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 Tiempo (h) N
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