Energía solar fotovoltaica: conceptos clave, coordenadas y movimientos terrestres para optimizar la captación

Energía solar fotovoltaica

Energía solar fotovoltaica: Procedente del Sol, que se convierte en energía eléctrica de forma directa, sin ninguna conversión intermedia. Se produce por generadores fotovoltaicos compuestos por módulos fotovoltaicos conectados entre sí, que están formados por unidades básicas —las células solares fotovoltaicas. La inclinación y orientación adecuadas de dicha superficie son vitales para conseguir una conversión eficiente de la energía solar en energía eléctrica.

Coordenadas y movimiento de la Tierra

Con las coordenadas geográficas —latitud y longitud— podemos definir con precisión cualquier punto de la superficie terrestre. Estas coordenadas se expresan en grados sexagesimales y se dan con referencia al ecuador y al meridiano de Greenwich.

Ecuador

El ecuador es la circunferencia definida sobre la superficie terrestre por un plano perpendicular al eje de rotación de la Tierra que la divide en dos partes: hemisferio norte y hemisferio sur.

Meridiano de Greenwich

El meridiano de Greenwich es una semicircunferencia imaginaria que une los polos y pasa por Greenwich. Las coordenadas se expresan con signos según la convención adoptada: la latitud es positiva hacia el norte y negativa hacia el sur; la longitud suele representarse positiva hacia el este y negativa hacia el oeste.

Latitud

Latitud: Distancia angular que hay entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el ecuador, medida sobre el meridiano que pasa por dicho punto. La latitud del ecuador es 0° y todos los puntos sobre el mismo paralelo tienen la misma latitud. Los polos norte y sur tienen 90° N y 90° S, respectivamente.

Longitud

Longitud: Distancia angular que hay entre un punto cualquiera de la superficie terrestre y el meridiano de Greenwich, medida sobre el paralelo que pasa por dicho punto. Se mide desde 0° hasta 180° hacia el este y hacia el oeste; en su representación con signo, la convención más habitual es usar valores positivos al este y negativos al oeste.

Movimientos de la Tierra

Movimiento de traslación: La Tierra tiene un movimiento de traslación alrededor del Sol, en sentido contrario a las agujas del reloj si se observa desde el polo norte.

Afelio y perihelio

• Afelio: Punto más alejado de la órbita de la Tierra alrededor del Sol; se produce aproximadamente el 4 de julio.
• Perihelio: Punto más cercano de la órbita de la Tierra alrededor del Sol; se produce aproximadamente el 3 de enero.

Solsticio de verano

Solsticio de verano: Noche más corta y día más largo del año en el hemisferio correspondiente.

Inclinación

Inclinación: La inclinación del eje terrestre provoca cambios estacionales, diferentes duraciones de las noches y los días en verano e invierno, y también hace que el Sol esté más alto al mediodía en verano que en invierno.

Declinación

Declinación: Ángulo que forma el plano del ecuador de la Tierra con el plano de la eclíptica (relacionado con la posición aparente del Sol respecto al ecuador celeste).

Coordenadas solares

Las coordenadas solares permiten describir la posición del Sol en el cielo desde un punto concreto en la Tierra. Entre las más importantes están:

• Elevación solar: Ángulo que forman los rayos solares con la horizontal.
• Acimut solar: Ángulo entre la proyección de la dirección solar en el plano horizontal y el meridiano local. Tomando como referencia el sur, por convención puede definirse con valores positivos hacia el oeste y negativos hacia el este, en un rango entre −180° y +180°.
• Ángulo o distancia cenital: Ángulo formado entre la dirección del Sol y la vertical.

Carta solar

Carta solar: Representación donde se pueden trazar el conjunto de trayectorias del Sol en un lugar determinado. Refleja la posición del Sol —acimut y elevación— en cada hora desde el punto de vista de un observador que mira hacia el sur. Es un instrumento muy útil para determinar las pérdidas por sombras que se producen en un generador fotovoltaico.