ENERGIAS RENOVABLES

1. XXI Simposio Peruano de Energía Solar y del Ambiente
(XXI- SPES), Piura, 10 -14.11.2014

2. Confort Térmico
 El confort está definido como aquello que produce
bienestar y comodidades, (RAE, 2001).
 La Norma ISO 7730 la describe como “aquella condición
mental que expresa satisfacción con el ambiente térmico”.
Figura 1. Esquema de los parámetros personales y climáticos que determinan la
comodidad térmica.
2

3. Zona de Confort: las condiciones bajo las cuales el cuerpo
humano consigue estar en un punto de equilibrio.
Estrategias Bioclimáticas: Son normas generales que tienen
por objeto orientar el diseño de la vivienda y aprovechan las
condiciones meteorológicas de cada lugar. Estas estrategias
pueden acercar a la vivienda al confort y reducir así su consumo
energético.
Indicadores bioclimáticos.
Técnicas Bioclimáticas: Un indicador bioclimático nos dice
“qué hacer”, no nos dice “cómo hacerlo”. El “cómo hacer” es
la técnica o componente bioclimática que se aplicará para que
se cumpla la estrategia (Espinoza, 2014).
3

4. SAN FRANCISCO DE RAYMINA
Se ubica en el distrito de Huambalpa, provincia de Vilcas Huamán,
departamento de Ayacucho. Sus coordenadas geográficas son 13.74265°
latitud Sur y 73.88439° longitud Oeste con una altitud de 3700msnm.
 El albergue rural bioclimático: Vivienda prototipo experimental, se
encuentra sobre un lote de 100m2. Presenta características que respetan
costumbres del lugar.
Figura 2. Plano de la
vivienda rural construida en
San Francisco de Raymina.
4

5. Figura 3. Vivienda rural bioclimática experimental construida en San Francisco de
Raymina, Vilcashuamán, Ayacucho, 3700 m.s.n.m. 5

6. PARTE EXPERIMENTAL
Figura 4. Acumuladores de datos HOBO
de 4 entradas, microestación Hobo y Sensor
de medición.
Figura 5. Estación meteorológica
y adquisidor de datos de la
estación meteorológica.
Figura 6. Distribución de
sensores de temperatura en la
vivienda de SFR .
6

7. ANÁLISIS DEL CLIMA
𝑇𝑛 = 0.534 × 𝑇 𝑚𝑎 + 11.9
𝑇𝑛 = 16.2°𝐶 (Humphreys)
Figura 7. Gráfica de
temperaturas en SFR.
Tabla1. Temperaturas Características en SFR-2013.
Mes
T̅ p,
[°C]
Prom.Temp.
Máx. [°C]
Prom. de
Temp. Min.
[°C]
Temp. Máx.
Extremo
[°C]
Temp. Min.
Extremo
[°C]
Oscilación
Térmica [°C]
Enero 8.8 14.9 4.3 16.9 1.3 10.6
Febrero 8.9 14.4 5.2 17.2 2.2 9.2
Marzo 9.3 15.0 4.6 18.3 -1.0 10.4
Abril 8.3 16.2 1.2 19.1 -1.1 15.0
Mayo 7.7 15.4 0.9 18.7 -4.5 14.5
Junio 6.2 13.6 0.1 16.2 -4.8 13.4
Julio 5.7 13.7 -1.6 16.1 -4.4 15.3
Agosto 6.6 15.3 -1.2 18.7 -3.6 16.5
Setiembre 8.2 16.8 0.6 19.6 -3.8 16.2
Octubre 8.9 16.6 2.3 21.0 -1.4 14.3
Noviembre 9.9 18.1 2.5 22.0 -3.2 15.6
Diciembre 9.0 15.3 4.4 19.6 1.8 10.9
8.1 15.4 1.9 13.5
7

8. Tabla 3. Potencia solar (W/m2) y Energía solar incidente diaria (Wh/m2)
registrada en SFR- 2013.
Figura 8. Carta solar
estereográfica de SF de
Raymina, latitud
13°45’40’’S y longitud
73°51’26’’O.
Tabla2. Humedad Relativa (HR) característica de SFR 2013.
Prom. HR
(%)
HR min
(%)
HR max
(%)
Oscilación
(%)
Mín. Extremo
HR (%)
Máx. extremo
HR (%)
ENE 82.8 60.6 96.1 35.5 33.3 99.9
FEB 85.9 66.9 96.6 29.7 41.3 99.0
MAR 83.3 62.2 96.1 33.9 28.7 99.2
ABR 72.1 43.9 91.8 48.0 19.1 98.2
MAY 70.8 45.4 90.5 45.1 20.1 97.9
JUN 72.9 46.1 90.8 44.7 14.3 96.8
JUL 70.4 42.2 91.6 49.4 16.4 97.1
AGO 63.9 34.8 88.3 53.5 11.2 98.1
SEP 66.2 34.5 90.7 56.2 12.0 94.9
OCT 67.4 42.7 88.5 45.8 13.1 97.6
NOV 62.8 36.4 86.7 50.3 11.7 97.8
DIC 78.3 54.9 93.0 38.0 16.0 97.5
Promedio (%) 73.1 47.6 91.7 44.2
Hora
Mes
05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00
ENE 0 22 181 373 447 545 572 604 736 688 386 310 149 19 0 5.0
FEB 0 5 133 238 423 455 591 599 558 523 473 265 113 14 0 4.4
MAR 0 2 118 310 473 494 627 714 652 534 541 288 133 6 0 4.9
ABR 0 2 157 375 589 724 699 671 690 652 445 331 115 0 0 5.5
MAY 0 0 108 278 432 514 663 630 559 540 416 216 55 0 0 4.4
JUN 0 0 80 228 361 495 474 577 553 487 391 231 53 0 0 3.9
JUL 0 0 87 244 378 490 525 488 531 538 429 278 88 0 0 4.1
AGO 0 0 126 324 499 604 693 661 630 588 420 275 116 0 0 4.9
SET 0 15 176 403 560 661 662 729 774 615 481 294 105 0 0 5.5
OCT 0 57 233 396 568 678 644 741 644 606 373 200 62 1 0 5.2
NOV 0 108 292 505 720 807 800 852 820 587 392 263 113 7 0 6.3
DIC 1 68 223 365 545 705 670 724 655 475 424 236 98 10 0 5.2
Promedio 0 35 183 366 543 644 690 700 692 586 429 277 104 7 0 4.9
Potencia solar horaria [W/m2] Ener.
Solar
diaria
[kWh/m2]
8

9. RESULTADOS EXPERIMENTALES
Figura 9. Temperatura
promedio diario de la
vivienda de SFR
correspondiente al mes menos
frío Noviembre- 2013.
Figura 10. Temperatura
promedio diario de la
vivienda de SFR
correspondiente al mes
más frío Julio- 2013.
0.0
4.0
8.0
12.0
16.0
20.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Temperatura(°C)
Día
Temperaturas Promedio Diario
Noviembre 2013
Dormitorio con claraboya Sala Cocina
Dormitorio sin claraboya Temperatura Exterior
0.0
4.0
8.0
12.0
16.0
20.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Temperatura(°C)
Día
Temperaturas Promedio Diario
Julio 2014
Dormitorio con claraboya Dormitorio sin claraboya
Sala Cocina
Ambiente Exterior
9

10. RESULTADOS EXPERIMENTALES
Figura 11. Temperatura
al interior del albergue
de SFR. Junio- 2014.
Figura 12. Humedad
relativa al interior del
albergue de SFR. Junio-
2014.
-5
0
5
10
15
20
25
Temperatura(°C)
Temperaturas al interior del Albergue de SFR
Dormitorio 2 Dormitorio 1 Sala Cocina T exterior
20
30
40
50
60
70
80
90
100
HumedadRelativa(%)
Humedad Relativa
Dormitorio 2 Sala Cocina Ambiente exterior 10

11. Figura 13. Radiación
solar de SFR. 19 de Junio
de 2014.
Figura 14. Temperatura
al interior del albergue
de SFR. 19 de Junio de
2014.
Figura 15. Humedad
relativa al interior del
albergue de SFR. 19 de
Junio de 2014.
20
30
40
50
60
70
80
90
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
HumedadRelativa(%)
HUMEDAD RELATIVA
HR Dormitorio 2 HR sala HR cocina HR exterior
0
200
400
600
800
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Radiaciónsolar(W/m2)
Hora
RADIACIÓN SOLAR 5.4kWh/m2
-10
-5
0
5
10
15
20
25
00:00
01:00
02:00
03:00
04:00
05:00
06:00
07:00
08:00
09:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Temperatura(°C)
Hora
GRÁFICO DE TEMPERATURAS
Temp. HSC Temp. HCC Temp. Sala Temp. Cocina T exterior
Text= 4.4°C
11

12. Figura 16.
Temperaturas de la
superficie interior de
los muros del
albergue de SFR. 19
de Junio de 2014.
Figura 17. Temperaturas
de la superficie interior
de los muros del
albergue de SFR. 19 de
Junio de 2014.
7
9
11
13
15
17
19
21
0:00
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Temperatura(°C)
TEMPERATURA SUPERFICIAL
19 DE JUNIO
Temp. Sup interior pared S cocina Sup. Interior pared O cocina
Sup. Interior Pared N dormitorio 1 Sup. Interior Pared E Dormitorio 1
Sup. Interior Pared O dormitorio 1 Sup. Interior Pared S dormitorio 1
Sup. Interior pared S dormitorio 2 Sup. Interior Pared E Dormitorio 2
Sup. Interior pared N dormitorio 2 Sup. Interior pared O sala
Sup. Interior pared N sala
-5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0:00
1:00
2:00
3:00
4:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
17:00
18:00
19:00
20:00
21:00
22:00
23:00
Temperatura(°C)
TEMPERATURA SUPERFICIAL
19 DE JUNIO
Sup. Exterior Pared N dormitorio 1 Sup. Exterior Pared E Dormitorio 1
Sup. Exterior pared S dormitorio 2 Sup. Exterior Pared r E Dormitorio 2
Sup. Exterior pared O sala Sup. Exterior pared N sala
Sup. Exterior pared S cocina Sup. Exterior pared O cocina 12

13. Figura 18. Temperaturas superficiales del muro interior y exterior norte de
la sala para el 19 de junio.
0.0
4.0
8.0
12.0
16.0
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22
Temperatura(°C)
TEMPERATURA SUPERFICIAL
19 DE JUNIO
Sup. Interior pared N sala Sup. Exterior pared N sala
8.0
9.0
10.0
11.0
12.0
13.0
14.0
15.0
16.0
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22
Temperatura(°C)
TEMPERATURA SUPERFICIAL PISOS
19 DE JUNIO
piso sala Temp Piso dormitorio 2
Piso cocina Piso habitación dormitorio 1
Figura 19. Temperaturas del piso del Albergue para el 19 de junio.
13

14. -5
0
5
10
15
20
25
30
35
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22
Temperatura(°C)
TEMP.A SUPERFICIAL PUERTA COCINA
19 DE JUNIO
Sup. Exterior puerta cocina Sup. Interior puerta cocina
-5
0
5
10
15
20
25
30
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22
Temperatura(°C)
TEMP. SUPERFICIAL VIDRIOS DORMITORIO 2
19 DE JUNIO
Sup. Exterior Ventana E dormitorio 2
Sup. Interior Ventana E dormitorio 2
Sup. Exterior ventana S dormitorio 2
Sup. Interior ventana S dormitorio 2
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22
Temperatura(°C)
TEMPERATURA SUPERFICIAL PUERTA SALA
19 DE JUNIO
Sup. Exterior puerta sala Sup. Interior puerta sala
Figura 19. Temperaturas superficial de puertas y ventanas para el 19 de
junio.
-5
0
5
10
15
20
25
30
00 02 04 06 08 10 12 14 16 18 20 22
Temperatura(°C)
TEMP. SUPERFICIAL VIDRIOS DORMITORIO 1
19 DE JUNIO
Sup. Interior Ventana E dormitorio 1
Sup. Exterior Ventana N dormitorio 1
Sup. InteriorVentana N dormitorio 1
Sup. Exterior Ventana E dormitorio 1
14

15. CONCLUSIONES
La temperatura promedio exterior anual de SFR es 8.1°C.
La variación de temperatura presenta amplitudes grandes, con una
oscilación de temperatura promedio anual de 13.5°C.
Las temperaturas máximas y mínimas alcanzan hasta 22°C y -5°C,
respectivamente durante el periodo de medición.
Las habitaciones con mayores temperaturas son los espacios con
claraboya.
La técnica constructiva que mayor aporte brinda al incremento de
temperatura al interior de la vivienda es la claraboya.
 Para el día más frío en SFR (Tp=4.4°C) se obtuvo:
Dormitorio Temperatura promedio
Con claraboya 14.5°C
Sin claraboya 9.4°C
Sala 13.5°C
Cocina 11.5°C 15

16. 16