Procedimiento para la determinación de la intensidad de la radiación circunsolar.

Un procedimiento para la determinación de la intensidad de la radiación circunsolar con alturas del sol cualesquiera presenta las etapas siguientes:

medición de la intensidad de la radiación con un sensor de luz (1) durante un intervalo de tiempo predeterminado; conducción de una banda de sombra (3) en el intervalo de tiempo predeterminado a través de la región sensora del sensor de luz (1), sombreando la banda de sombra (3) al menos una vez la radiación directa del sol; análisis del desarrollo de la señal que se origina por el sombreado de la radiación directa, determinándose el desarrollo y la intensidad de la señal cuando la banda de sombra (3) se aproxima a la altura del sol (5) y determinación de la intensidad de la radiación circunsolar a partir del desarrollo y la intensidad de la señal cuando la banda de sombra (3) se aproxima a la altura del sol (5).

Procedimiento para la determinación de la intensidad de la radiación circunsolar.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la determinación de la intensidad de la radiación circunsolar con alturas del sol cualesquiera.

En las centrales solares térmicas se proyecta el perfil espectral de radiación sobre una estructura de absorción mediante 5 concentradores ópticos, y entonces se usa para la generación de niveles de temperatura utilizables para los procesos de centrales térmicas. El perfil espectral de radiación solar puede variar fuertemente debido a la dispersión de la luz solar en la atmósfera terrestre. Un perfil espectral de radiación ancho se corresponde con una proyección ancha del sol en el plano de absorción, de modo que partes de la radiación no aciertan en la verdadera estructura de absorción.

La fracción de la radiación que procede de la región directamente alrededor del disco solar, la radiación circunsolar, en la 10 radiación directa es la relación circunsolar. La relación circunsolar puede alcanzar a veces un nivel relevante para las centrales solares térmicas. Las mediciones habituales de la radiación directa contienen no sólo la luz que incide del disco solar, sino también la radiación circunsolar hasta una distancia angular que es aproximadamente diez veces mayor que el disco solar. Con los métodos de medición convencionales de la radiación directa no se puede confirmar el perfil espectral de radiación solar, de modo que sólo se puede determinar con una exactitud reducida la oferta de radiación 15 que se puede usar para diferentes tipos de centrales.

Una medición del perfil espectral de radiación solar resulta interesante también en la energía fotovoltaica de concentración y para la determinación de las propiedades atmosféricas.

En un método conocido, mediante mediciones adicionales se determina de forma exacta la relación circunsolar que se incluye en el análisis del rendimiento de las centrales solares térmicas. 20

Se conocen los denominados sensores de radiación con banda de sombra giratoria que se utilizan para la medición de la radiación global horizontal y la radiación difusa horizontal. Instrumentos semejantes se utilizan con frecuencia para la planificación de las centrales solares térmicas. También se conocen bajo las designaciones de radiómetros con banda de sombra giratoria y piranómetros con banda de sombra giratoria.

Para la medición de la relación circunsolar se han desarrollado diferentes instrumentos. Los instrumentos para la 25 medición de la relación circunsolar poseen la mayoría de las veces una estructura complicada y son costosos, de modo que es deseable determinar la relación circunsolar con sensores ya presentes para la planificación de centrales solares térmicas.

Por ello el objetivo de la presente invención es poner a disposición un procedimiento para la determinación de la intensidad de la radiación circunsolar con alturas del sol cualesquiera, que sólo requiera un pequeño coste técnico en 30 dispositivos y por consiguiente sea económico.

La invención está definida por el procedimiento según la reivindicación 1.

El procedimiento según la invención para la determinación de la intensidad de la radiación circunsolar con alturas del sol cualesquiera prevé las etapas siguientes:

- medición de la intensidad de la radiación con un sensor de luz durante un intervalo de tiempo predeterminado; 35

- conducción de una banda de sombra en el intervalo de tiempo predeterminado a través de la región sensora del sensor de luz, sombreando la banda de sombra al menos una vez la radiación directa del sol;

- análisis del desarrollo de la señal que se origina por el sombreado de la radiación directa, determinándose el desarrollo y la intensidad de la señal cuando la banda de sombra se aproxima a la altura del sol;

- determinación de la intensidad de la radiación circunsolar a partir del desarrollo y la intensidad de la señal 40 cuando la banda de sombra se aproxima a la altura del sol.

En el marco de esta invención por altura del sol se entiende la unión directa entre el sensor de luz y el sol.

El procedimiento según la invención tiene la ventaja de que la intensidad de la radiación circunsolar se puede determinar de una manera muy sencilla, pudiéndose utilizar aparatos de medición presentes, como por ejemplo un sensor de radiación con banda de sombra giratoria. El procedimiento según la invención permite incluso que la intensidad de la 45 radiación circunsolar se determine por mediciones existentes, de modo que no se deban realizar procesos de medición adicionales.

Está previsto preferentemente que en el procedimiento según la invención se utilice un sensor de radiación con banda de sombra giratoria. Éste puede ser, por ejemplo, un radiómetro con banda de sombra giratoria o un pirómetro con banda de sombra giratoria. 50

Instrumentos semejantes ya están presentes la mayoría de las veces para la medición de la radiación global horizontal y radiación difusa horizontal para la planificación de centrales solares térmicas, de modo que con el equipamiento presente, y por consiguiente con pequeño coste técnico en dispositivos, se puede determinar la intensidad de la radiación circunsolar.

Puede estar previsto que la banda de sombra se pueda conducir de forma continua o discontinua. Cuando se utiliza una 5 banda de sombra conducida de forma continua el sensor de luz debe poseer un tiempo de respuesta breve, de modo que la intensidad de la luz se mide en una alta frecuencia y se genera un desarrollo de la señal a partir de una multiplicidad de puntos de medición.

En un ejemplo de realización preferido de la invención se prevé que con el análisis del desarrollo de la señal que se origina por el sombreado de la radiación directa se determine respectivamente un valor de intensidad antes y después de 10 la región del sombreado de la radiación. Mediante el valor de intensidad se puede calcular la intensidad de la radiación circunsolar.

A este respecto puede estar previsto que se utilice la función de penumbra de la posición de la banda de sombra que pertenece respectivamente a los valores de intensidad, a fin de determinar a partir de los valores de intensidad la intensidad de la radiación circunsolar. Para sensores de radiación con banda de sombra giratoria se puede calcular la 15 función de penumbra de modo que la intensidad de la radiación circunsolar se puede determinar con la función de penumbra a partir de los valores de intensidad.

En un ejemplo de realización de la invención está previsto que los valores de intensidad sean los valores de hombro que se corrigen con un valor de corrección dependiente de la altura del sol.

El desarrollo de la señal de la intensidad de luz cuando la banda de sombra se aproxima a la altura del sol hace 20 descender fuertemente el valor de intensidad. Este desarrollo de la señal se denomina también “burst (sobreimpulso) ”. Para un sobreimpulso se pueden determinar los valores de hombro que se sitúan antes y después del mínimo del sobreimpulso. Los valores de hombro se pueden corregir luego para la formación de los valores de intensidad con un valor de corrección dependiente de la altura del sol. Mediante el uso de valores de hombro corregidos es posible la determinación de los valores de intensidad de manera especialmente sencilla. 25

El procedimiento según la invención puede prever que se determine la radiación directa, constituyéndose a partir de la radiación circunsolar determinada anteriormente y de la radiación directa de la relación circunsolar.

La invención prevé además que el perfil espectral de radiación solar se pueda determinar de la relación circunsolar.

A continuación se explica más en detalle el procedimiento según la invención en referencia a las figuras siguientes.

Muestran: 30

Figura 1 una representación esquemática de una banda de sombra en relación a un sensor de luz y

Figura 2 un desarrollo de señal de la intensidad de luz a modo de ejemplo.

En el procedimiento según la invención para la determinación de la intensidad de la radiación circunsolar con alturas del sol cualesquiera se pueden utilizar, por ejemplo, sensores con banda de sombra giratoria. Sensores semejantes presentan habitualmente un sensor de luz 1 alrededor del que rota una banda de sombra 3. La relación entre sensor de 35 luz 1 y banda de sombra 3 está representada de forma esquemática en la fig. 1. Cuando se alcanza la altura del sol 5 que se da por la unión directa entre el sensor de luz 1 y el sol, la banda de luz 3 genera...

1. Procedimiento para la determinación de la intensidad de la radiación circunsolar con alturas del sol cualesquiera con las etapas siguientes:

- medición de la intensidad de la radiación solar con un sensor de luz (1) durante un intervalo de tiempo predeterminado; 5

- conducción de una banda de sombra (3) en el intervalo de tiempo predeterminado a través de la región sensora del sensor de luz (1) , sombreando la banda de sombra (3) al menos una vez la radiación directa del sol;

- análisis del desarrollo de la señal que se origina por el sombreado de la radiación directa, determinándose el desarrollo y la intensidad de la señal cuando la banda de sombra (3) se aproxima a la altura del sol (5) ;

- determinación de la intensidad de la radiación circunsolar a partir del desarrollo y la intensidad de la señal 10 cuando la banda de sombra (3) se aproxima a la altura del sol (5) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se utiliza un sensor de radiación con banda de sombra giratoria.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la banda de sombra se conduce de forma continua o discontinua. 15

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque con el análisis del desarrollo de la señal originado por el sombreado de la radiación directa se determina respectivamente una intensidad antes y después de la región del sombreado de la radiación directa.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la función de penumbra de las posiciones de la banda de sombra que pertenecen respectivamente a los valores de intensidad se utiliza para determinar la intensidad de la 20 radiación circunsolar a partir de los valores de intensidad.

6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque los valores de intensidad son valores de hombro que se corrigen con un valor de corrección dependiente de la altura del sol (5) .

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se determina la radiación directa constituyéndose la relación circunsolar a partir de la radiación circunsolar determinada y la radiación directa. 25

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el perfil espectral de radiación solar se establece por la relación circunsolar.

Número de puntos de medición Fig. 2