23/02/2014
La gráfica solar estereográfica, también conocida como carta solar de Fisher, es una herramienta fundamental en el diseño bioclimático y la energía solar. Proporciona una representación visual de la trayectoria del sol a lo largo del año para una latitud específica, permitiendo determinar el ángulo solar y el azimut en cualquier momento del día.
- ¿Qué es una Carta Solar?
- Tipos de Cartas Solares
- Información contenida en una Gráfica Solar Estereográfica
- Utilizando la Gráfica Solar Estereográfica: Un Ejemplo
- Consultas Habituales sobre Gráficas Solares Estereográficas
- Comparativa entre Gráficas Solares Estereográfica y Cilíndrica
- Aplicaciones de la Gráfica Solar Estereográfica
- Cálculo del Ángulo de Inclinación Óptima para Paneles Solares
- Conclusión
¿Qué es una Carta Solar?
Una carta solar es una representación gráfica en planta que muestra la posición del sol en el cielo para una ubicación geográfica determinada. A diferencia de otras representaciones, la gráfica solar estereográfica proyecta la trayectoria solar sobre una semiesfera, ofreciendo una visualización sencilla e intuitiva.
Tipos de Cartas Solares
Existen dos tipos principales de cartas solares:
- Carta Solar Estereográfica (o de Fisher): Proyecta la trayectoria solar sobre una semiesfera, facilitando la lectura de los datos de ángulo solar y azimut. Es la más utilizada por su simplicidad.
- Carta Solar Cilíndrica: Proyecta la trayectoria solar sobre un cilindro, ofreciendo una representación más precisa del horizonte real. Resulta útil para el análisis de fachadas.
Aunque el software especializado es cada vez más común en el análisis de la luz solar, las cartas solares siguen siendo una herramienta invaluable para profesionales del diseño bioclimático, ofreciendo una rápida obtención de datos relevantes.
Información contenida en una Gráfica Solar Estereográfica
Una gráfica solar estereográfica típica contiene los siguientes elementos:
- Circunferencia: Representa el horizonte. Los ángulos de azimut (0° a 360°) se marcan a lo largo de esta circunferencia.
- Ejes Horizontal y Vertical: El eje vertical representa la altura o ángulo solar, mientras que el eje horizontal indica la dirección.
- Curvas Horizontales: Representan fechas específicas del año, desde el solsticio de invierno hasta el solsticio de verano, pasando por los equinoccios.
- Curvas Verticales: Representan las horas del día. La duración de la luz solar varía según la época del año, siendo de 12 horas en los equinoccios.
Utilizando la Gráfica Solar Estereográfica: Un Ejemplo
Para determinar el ángulo solar y el azimut para una ubicación y hora específica, se siguen estos pasos:
- Seleccionar la fecha: Ubicar la curva horizontal correspondiente a la fecha deseada.
- Seleccionar la hora: Ubicar la curva vertical correspondiente a la hora deseada.
- Determinar el azimut: Trazar una línea desde el centro de la circunferencia, pasando por la intersección de las curvas de fecha y hora, hasta encontrar el ángulo de azimut en la circunferencia.
- Determinar el ángulo solar: Desde la intersección de las curvas, proyectar un segmento de circunferencia hasta el eje vertical inferior (Norte-Sur) para obtener el ángulo solar.
Por ejemplo, para Santiago de Chile (33°27′24″ S) el 21 de marzo (equinoccio) a las 14:00 hrs, la gráfica solar estereográfica mostraría aproximadamente un azimut de 315° y un ángulo solar de 53°.
Consultas Habituales sobre Gráficas Solares Estereográficas
| Pregunta | Respuesta |
|---|---|
| ¿Para qué sirve una gráfica solar estereográfica ? | Para determinar la posición del sol (ángulo solar y azimut) en cualquier momento del día y fecha del año para una latitud específica. |
| ¿Qué diferencia hay entre una gráfica solar estereográfica y una cilíndrica? | La estereográfica proyecta sobre una semiesfera; la cilíndrica, sobre un cilindro. La cilíndrica ofrece una representación más precisa del horizonte. |
| ¿Es necesario un software especializado para usar una gráfica solar estereográfica ? | No, aunque el software facilita el proceso, la gráfica solar estereográfica puede utilizarse de forma manual. |
| ¿Qué precisión ofrecen las gráficas solares estereográficas ? | Su precisión depende de la escala y la calidad de la carta. Para cálculos precisos, se recomienda el uso de software especializado. |
Comparativa entre Gráficas Solares Estereográfica y Cilíndrica
| Característica | Gráfica Estereográfica | Gráfica Cilíndrica |
|---|---|---|
| Proyección | Semiesfera | Cilindro |
| Simplicidad | Alta | Media |
| Precisión del horizonte | Media | Alta |
| Uso común | Diseño bioclimático general | Análisis de fachadas |
Aplicaciones de la Gráfica Solar Estereográfica
La gráfica solar estereográfica tiene diversas aplicaciones, incluyendo:
- Diseño arquitectónico bioclimático: Optimizar la orientación de edificios para aprovechar al máximo la luz solar y minimizar el consumo energético.
- Diseño de sistemas solares fotovoltaicos: Determinar la inclinación óptima de los paneles solares para maximizar la producción de energía.
- Análisis de sombras: Estudiar la incidencia de sombras en edificios y espacios exteriores.
- Agricultura: Optimizar la orientación de cultivos para una mayor productividad.
Cálculo del Ángulo de Inclinación Óptima para Paneles Solares
Para maximizar la eficiencia de los paneles solares, es crucial determinar el ángulo de inclinación óptimo. Existen diferentes métodos, algunos más precisos que otros:
Método 1: Rápido y Fácil (Menos efectivo)
Invierno: Latitud + 15°
Verano: Latitud - 15°
Método 2: Más preciso (Recomendado)
Invierno: (Latitud 0.9) + 29°
Verano: (Latitud 0.9) - 25°
Primavera/Otoño: Latitud - 5°
Recuerda que estos cálculos son para condiciones ideales. Factores como la presencia de sombras, la acumulación de polvo o la orientación del panel pueden influir en la eficiencia.
Conclusión
La gráfica solar estereográfica es una herramienta poderosa y versátil para el análisis solar. Si bien su uso puede ser manual, la integración con software especializado permite un análisis más preciso y completo. Su comprensión es esencial para profesionales del diseño bioclimático y la energía solar que buscan optimizar el aprovechamiento de la energía solar.