Mesura i modelització de la irradiància solar eritemàtica global sobre plans inclinats

DOI: 10.3369/tethys.2010.7.05

Tethys núm. 7 pàg.: 57 - 66

Resum

L’objectiu d’aquest treball és la caracterització de la irradiància solar eritemàtica (UVER) global sobre plans inclinats. Per a això, s’han estudiat diferents models geomètrics, tant isòtrops com anisòtrops, que han estat utilitzats per a estimar l’UVER global sobre plans inclinats a 40° en les orientacions nord, sud, est i oest. S’ha suposat la hipòtesi que aquests models, desenvolupats tots ells inicialment per a obtenir la irradiància difusa en tot l’espectre solar, poden ser aplicats en l’interval molt més restringit de l’UVER. Els resultats han estat comparats amb les dades experimentals mitjançant els següents paràmetres estadístics: la desviació mitjana, la desviació absoluta mitjana i la desviació quadràtica mitjana. L’UVER global s’ha analitzat per a totes les condicions de cel i per a condicions de cel clar, i s’ha comprovat que no existiesen diferències apreciables entre els diferents models, en tots dos casos. En conjunt, el model que millors resultats proporciona és el model anisòtrop de Gueymard tot i que millora en menys del 2% el model Isòtrop.

Referències

  • - Bugler, J. W., 1977: The determination of hourly insolation on an inclined plane using a diffuse irradiance model based on hourly measured global horizontal insolation, Sol Energy, 19, 477–491, doi: 10.1016/0038-092X(77)90103-7.
  • - CIE, 1998: Erythema reference action spectrum and standard erythema dose, Vienna, ISO 17166:1999/CIE S007-1998.
  • - Esteve, A. R., Marín, M. J., Martínez-Lozano, J. A., Tena, F., Utrillas, M. P., i Cañada, J., 2006: UV index on tilted surfaces, Photochem Photobiol, 82, 1047–1052, doi: 10.1562/2005-11-30-RA-743.
  • - Gueymard, C., 1984: Physical modelling of the diffuse irradiance on tilted planes as a function of the aerosols anisotropic effect, Meteorology and renewable energies conference, AFME, Valbonne, France, pp. 303-314.
  • - Gueymard, C., 1986: Radiation on tilted planes: A physical model adaptable to any computational time-step, Proceedings of INTERSOL85, Elmsford, NY: Pergamon Press, pp. 2463-2467.
  • - Gueymard, C., 1987: An anisotropic solar irradiance model for tilted surfaces and its comparison with selected engineering algorithms, Sol Energy, 38, 367–386, doi: 10.1016/0038-092X(87)90009-0.
  • - Hamilton, H. L. i Jackson, A., 1985: A shield for obtaining diffuse sky radiation from portions of the sky, Sol Energy, 34, 121–123, doi: 10.1016/0038-092X(85)90099-4.
  • - Hartley, L. E., Martínez-Lozano, J. A., Utrillas, M. P., Tena, F., i Pedrós, R., 1999: The optimisation of the angle of inclination of a solar collector to maximise the incident solar radiation, Renew Energy, 17, 291–309, doi: 10.1016/S0960-1481(98)00763-0.
  • - Hay, J. E., 1979: Study of shortwave radiation on non-horizontal surfaces, Atmospheric Environment Service, Downsview, Ontario, rep. 79-12.
  • - Koronakis, P. S., 1986: On the choice of the angle of tilt for south facing solar collectors in the Athens basin area, Sol Energy, 36, 217–225, doi: 10.1016/0038-092X(86)90137-4.
  • - Liu, B. Y. H. i Jordan, R. C., 1962: Daily insolation on surfaces tilted towards the equator, Trans ASHRAE, pp. 526–541.
  • - Ma, C. C. Y. i Iqbal, M., 1983: Statistical comparison of models for estimating solar radiation on inclined surfaces, Sol Energy, 31, 313–317, doi: 10.1016/0038-092X(83)90019-1.
  • - Martínez-Lozano, J. A., Utrillas, M. P., i Gómez, V., 1994: Estimation of the diffuse solar irradiation from global solar irradiation. Daily and monthly average daily values, Renew Energy, 4, 95–100, doi: 10.1016/0960-1481(94)90069-8.
  • - McKinlay, A. F. i Diffey, B. L., 1987: A reference spectrum for ultraviolet induced erythema in human skin, CIE Journal, 6, 17–22.
  • - Notton, G., Cristofari, C., i Poggi, P., 2006: Performance evaluation of various hourly slope irradiation models using Mediterranean experimental data of Ajaccio, Energy Conv Manag, 47, 147–173, doi: 10.1016/j.enconman.2005.03.022.
  • - Parisi, A. V. i Kimlin, M. G., 1999: Horizontal and sun-normal spectral biologically effective ultraviolet irradiances, J Quant Spectrosc Radiat Transf, 35, 151–158, doi: 10.1016/S1011-1344(99)00128-1.
  • - Pérez, R., Stewart, R., Arbogast, R., Seals, J., i Scott, J., 1986: An anisotropic hourly diffuse radiation model for surfaces: description, performance validation, site dependency evaluation, Sol Energy, 36, 481–497, doi: 10.1016/0038-092X(86)90013-7.
  • - Pérez, R., Stewart, R., Ineichen, R., Seals, J., i Menicucci, D., 1987: A new simplified version of the Perez diffuse irradiance model for tilted surfaces, Sol Energy, 39, 221–231, doi: 10.1016/S0038-092X(87)80031-2.
  • - Pérez, R., Ineichen, P., Seals, J., i Zelenka, A., 1990: Making full use of the clearness index for parametering hourly insolation conditions, Sol Energy, 45, 111–114.
  • - Temps, R. C. i Coulson, K. L., 1977: Solar radiation incident upon slopes of different orientation, Sol Energy, 19, 179–184, doi: 10.1016/0038-092X(77)90056-1.
  • - Utrillas, M. P. i Martínez-Lozano, J. A., 1994: Performance evaluation of several versions of the Perez tilted diffuse irradiance model, Sol Energy, 53, 155–162, doi: 10.1016/0038-092X(94)90476-6.
  • - Utrillas, M. P., Martínez-Lozano, J. A., i Casanovas, A. J., 1991a: Evaluation of models for estimating solar irradiation on vertical surfaces at Valencia, Spain, Sol Energy, 47, 223–229, doi: 10.1016/0038-092X(91)90082-8.
  • - Utrillas, M. P., Martínez-Lozano, J. A., i Casanovas, A. J., 1991b: Desviaciones entre valores estimados y experimentales de irradiancia global y difusa sobre superficies verticales, Opt Pura Apl, 24.
  • - Utrillas, M. P., Marín, M. J., Esteve, A. R., Tena, F., Cañada, J., Estellés, V., i Martínez-Lozano, J. A., 2007: Diffuse UV erythemal radiation experimental values, J Geophys Res, 112, D24 207, doi: 10.1029/2007JD008846.
  • - Vilaplana, J., Cachorro, V., Sorribas, M., Luccini, E., de Frutos, A., Berjón, A., i de la Morena, B., 2006: Modified calibration procedures for a Yankee Environmental System UVB-1 biometer based on spectral measurements with a Brewer spectrophotometer, Photochem Photobiol, 82, 508–514, doi: 10.1562/2005-06-23-RA-590.
  • - Weihs, P., 2002: Influence of ground reflectivity and topography on erythemal UV radiation on inclined planes, Int J Biometeorol, 46, 95–104.
  • - Willmott, C. J., 1982: On the climatic optimization of the tilt and azimuth of flat-plate solar collectors, Sol Energy, 28, 205–216, doi: 10.1016/0038-092X(82)90159-1.
  • - Willmott, C. J. i Matsuura, K., 2005: Advantages of the mean absolute error (MAE) over the root mean square error (RMSE) in assessing average model performance, Clim Res, 30, 79–82, doi: 10.3354/cr030079.



Creative Commons License

Aquesta obra està subjecta a una llicència de Creative Commons.


Indexats a Scopus, Thomson-Reuters Emerging Sources Citation Index (ESCI), Scientific Commons, Latindex, Google Scholar, DOAJ, ICYT (CSIC)

Finançat parcialment per les Accions Complementàries CGL2007-29820-E/CLI, CGL2008-02804-E/, CGL2009-07417-E i CGL2011-14046-E del Ministeri de Ciència i Innovació del Govern d'Espanya



newnewnew