Evaluación experimental del modelo isotrópico y anisotrópico de la radiación solar a las condiciones del Valle del Mantaro

Abstract

La presente tesis se realizó en la Facultad de Ingeniería Química de la Universidad Nacional del Centro del Perú, cuyo objetivo es evaluar experimentalmente el modelo isotrópico y anisotrópico de la radiación solar a las condiciones del Valle del Mantaro. Para la evaluación se consideró tres condiciones climáticas: día claro o soleado, nublado y parcialmente nublado. En la parte experimental, se realizaron 30 experimentaciones (30 días) entre los meses de noviembre del 2015 a marzo del 2016, que consistieron en el registro de la irradiancia solar sobre la superficie horizontal e inclinada, en intervalos de 5 min desde las 6 am a 6 pm. Los ángulos de las superficies inclinadas fue 10°, 20°,30°, 40° y 50° orientadas al norte o sur, porque en ese rango se encuentra el ángulo de inclinación óptimo de los equipos que aprovechan la energía solar. La irradiancia solar que incide sobre una superficie inclinada considera la irradiancia directa, difusa y reflejada, y el modelo isotrópico y anisotrópico únicamente estiman la irradiancia solar difusa, los otros componentes ya están definidos en su estimación. Para las estimaciones del estudio, las relaciones matemáticas fueron implementadas en el lenguaje de programación Matlab. Para medir el grado de contraste de los modelos y las mediciones, se utilizaron fundamentalmente los siguientes indicadores: Eficiencia de Modelado (MEF), Coeficiente de Determinación del Modelo (CD), Coeficiente de Error(C) y error relativo, cuyos valores promedios para el modelo isotrópico y anisotrópico son: 0.23 y 0.24, 1.26 y 1.32, 0,44 y 0.43, y 42.92% y 42.41%, respectivamente; por lo que se concluye que el contraste entre las estimaciones de los modelos y las mediciones experimentales no refleja un buen ajuste entre ellos, pero entre los modelos el anisotrópico es ligeramente mejor.