La presente tesis se basa en el estudio del efecto que tienen diferentes barreras físicas sobre la radiación ultravioleta eritemática recibida por las personas. El objetivo de la investigación es evaluar la influencia que tienen 3 tipos de barreras físicas frente a la radiación solar UVB recibida por las personas. Las tres barreras que se analizan son: a) árboles: se analizan dos tipos diferentes de árboles, b) muros verticales: se analiza la influencia de muros de hormigón y metal cuando están situados frente al Sol y son susceptibles, pues, de reflejar la radiación sobre la persona que está frente a ellos, c) ventanillas de un vehículo: se analiza la influencia de la posición de las ventanillas (abiertas o cerradas) en diferentes situaciones del interior de un coche. Para analizar la influencia de estas tres barreras físicas, se ha procedido de la siguiente forma. Se ha dispuesto, por una parte, de un conjunto de dosímetros, que son aparatos de medida que registrán la energía acumulada en un cierto intervalo de tiempo en J/m2, cuya capacidad que va desde 500 a 5500 J/m2. Por otra parte, se ha contado con dos radiómetros que miden la irradiancia UVB en W/m2. La metodología para el estudio del efecto cada barrera física ha consistido en: a) árboles: se han analizado dos tipos diferentes de árbol para así estudiar la influencia que tiene la diferente densidad de la copa de los mismos. Se han colocado los dosímetros a la sombra de los árboles y a pleno Sol. b) muros verticales: se han analizado dos tipos de muro: de hormigón y de chapa metálica. En este caso, se han colocado para cada tipo de muro dos dosímetros; uno en posición horizontal y otro en posisición vertical en dirección al muro. Los muros estaban orientados a Sur. c) ventanillas de un vehículo: en este caso se han colocado un total de 8 dosímetros repartidos en diferentes posiciones. / Gurrea Ysasi, G. (2010). Análisis del efecto de las barreras físicas sobre la radiación UVB eritemática recibida por las personas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8538

La radiación solar que alcanza la superficie de la Tierra tras su paso por la atmósfera es medida y analizada por el hombre de muy diversas formas dada su importancia como fuente de energía para nuestro planeta. Los procesos físicos que se producen entre está y la atmósera en su interacción se han modelado para su comprensión y para ello es preciso el tratamiento espectral, pues su interacción con la atmósfera depende de la longitud de onda. A partir de la modelización espectral se han construido modelos integrados de toda la banda, o de banda ancha, que explican las transformaciones que sufre el conjunto de toda la energía del espectro solar. La banda ancha a su vez ha sido ampliamente medida y observada, y la variabilidad que ésta experimenta entre sus componentes global y difusa, han servido con la aplicación de dichos modelos para conocer a través de medidas radiométricas el estado de la atmósfera, la mayor o menor presencia de aerosoles, las condiciones de visibilidad o de nubosidad, entre otras. No obstante, determinadas bandas del espectro solar por su importancia para el hombre y para los seres vivos en general, especialmente algunas de la zona ultravioleta y la banda visible, o de Chappuis, centran la atención de los investigadores y son ampliamente medidas y analizadas. En las estaciones de medidas radiométricas es frecuente archivar datos de radiación instantánea, o irradiancia, de banda ancha, y junto con los de ésta, a menudo, los de bandas parciales del espectro solar. También se mide en muchas estaciones irradiancia espectral, aunque no de forma tan extendida como la irradiancia de banda, total o parcial. La medida espectral o incluso la que podríamos denominar monocromática de la radiación es más precisa y da más información de los procesos que ha experimentado la radiación, pues si interacción con cada componente atmosférico es diferente en función de la logitud de onda. No obstante, la irradiancia de toda la banda al atravesar la atmósfera, se ha / Serrano Jareño, MA. (2007). Estudio de irradiancia de bandas del espectro solar. Factores de banda para la caracterización de condiciones atmosféricas en Valencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27595

Los eventos de sobreirradiancia y sobreirradiancia-extrema recientemente han llamado la atención de la comunidad fotovoltaica puesto que, si los inversores no han sido dimensionados adecuadamente, se pueden sobrecargar y afectar el funcionamiento de los sistemas de protección instalados en plantas de generación fotovoltaica, ocasionando daños potenciales y pérdidas económicas. Para comprender el mecanismo de los eventos de sobreirradiancia se han aplicado modelos de simulación sin mucho éxito, pues sus estimaciones difieren significativamente de los datos experimentales. Pese a que estos eventos fueron registrados hace más de medio siglo, aún falta entender las condiciones para que se produzcan. Existen dos hipótesis: la primera afirma que estos se producen por reflexión en los bordes y lados de las nubes gruesas fragmentadas, y la segunda indica que se deben a una fuerte dispersión de Mie hacia adelante en nubes delgadas. Este trabajo pone a prueba tales hipótesis usando datos de irradiancia espectral de espectrorradiómetros y datos satelitales de la profundidad óptica de las nubes. Se demuestra que el impacto de los eventos de sobreirradiancia sobre la distribución espectral produce un corrimiento al rojo, que el mayor incremento de la irradiancia se da en la región del infrarrojo, y se determina que nubes gruesas fragmentadas están presentes durante estos eventos. Esto nos lleva a concluir que, la presencia de nubes gruesas fragmentadas son condiciones favorables para los eventos de sobreirradiancia, y que se deberían a la reflexión en los bordes y los lados de estas nubes. Además, el incremento de la irradiancia global se debe al incremento de la componente directa. Finalmente, considerar el impacto de los eventos de sobreirradiancia en la distribución espectral podría ayudar a mejorar los modelos actuales de simulación. / Overirradiance and extreme overirradiance events have recently attracted the attention of the photovoltaic community since, if the inverters have not been properly sized, they can be overloaded and affect the operation of the protection systems installed in photovoltaic generation plants, causing potential damage and economic losses. Simulation models have been applied with little success in understanding the mechanism of overirradiance events since their estimates differ significantly from experimental data. Although these events were recorded more than half a century ago, the conditions for their occurrence still need to be understood. There are two hypotheses: the first states that these are produced by reflection at the edges and sides of thick fragmented clouds, and the second indicates that they are due to strong forward Mie scattering in thin clouds. This work tests such hypotheses using spectral irradiance data from spectroradiometers and satellite data of cloud optical depth. It is demonstrated that the impact of overirradiance events on the spectral distribution produces a red-shift, that the most significant increase in irradiance occurs in the infrared region, and it is determined that thick fragmented clouds are present during these events. It leads us to conclude that thick fragmented clouds are favorable conditions for overirradiance events and that they are due to reflection at the edges and sides of these clouds. Furthermore, the increase in global irradiance is due to the increase in the direct component. Finally, considering the impact of overirradiance events on the spectral distribution could help improve current simulation models.

[pt] O presente trabalho consiste na integração de um campo solar em uma usina de gaseificação de resíduos sólidos urbanos no município de Boa Esperança em Minas Gerais. Os resíduos sólidos acumulados no lixão da cidade são utilizados como insumos para a geração de gás de síntese no reator químico da unidade. Esta operação recupera a extensa área degradada deste vertedouro permitindo a instalação do campo solar com coletores de calhas parabólicas. O intuito do projeto é o fornecimento contínuo de calor pelo campo solar através da instalação de tanques de armazenamento direto de calor. A operação do campo solar é simulada pela elaboração de uma rotina computacional no software Matlab através do método das diferenças finitas unidimensional. A solução numérica do sistema de equações diferenciais que compõe o balanço de energia do receptor solar é validada pela comparação com o teste experimental do Laboratório Nacional de Sandia do concentrador solar SEGS LS-2 com tubo absorvedor evacuado. Além disso, o controle da vazão mássica circulante pelo campo solar é incorporado na lógica computacional de modo que a temperatura na saída do campo solar seja mantida com valores próximo ao set-point de 390 graus Celsius. Portanto, as simulações computacionais com proposições sobre a partida e operação do campo solar são testadas para dias ensolarados do ano meteorológico típico de Boa Esperança. Finalmente, um dia real com nebulosidade é simulado para a análise do funcionamento do campo solar de acordo com a variação intermitente da irradiância direta normal. Os resultados da operação do dia real são utilizados como base para a aplicação da presente rotina computacional em futuros projetos do campo solar. / [en] This work intends to hybridize a solar field into the current waste to energy gasification power plant in Boa Esperança in Minas Gerais. The gasification process converts municipal solid waste to usable synthesis gas for electrical production. This current operation of waste to energy power plant removes waste accumulated from the landfill site. It recovers an extensive area for future solar field installation due to this available space without any waste in the future. The design of the planned solar field comprises the parabolic trough concentrating systems. The aim of the solar design is to provide ongoing heat to the power block with direct storage tanks. The solar field operation is simulated by the development of a Matlab computer program based one dimensional implicit difference method with energy balance approach of an evacuated receiver. The validation of present model was done by comparing the outlet temperatures of simulation results and the experimental data obtained by Sandia National Laboratories. Moreover, the mass flow rate is regulated through the field to make sure that the outlet temperature from the solar collector is kept as close to the desired 390 Celsius Degree as possible. To accomplish the main purpose of the work, many different computational models with start-up and full operation stages are suggested for different clear days along the typical meteorological year of the city Boa Esperança. Eventually, a cloud day with a real meteorological data was chosen for a computational model of the solar field performance. All results of the real day operation are used to improve the computer program of the present work. These results are useful for future solar field design.

[pt] A avaliação e a caracterização da cor constituem fatores críticos do processo de controle de qualidade de produtos, que também devem atender exigências dos clientes e consumidores finais. A cor de um objeto depende fortemente das características da iluminação. Nesse contexto, a presente pesquisa analisou e comparou os diferentes métodos especificados em normas internacionais, que qualificam o desempenho dos simuladores de luz do dia utilizados em avaliações visuais (cabines de luz) e instrumentais (espectrofotômetros). Para alcançar tais objetivos, foram verificadas as condições de medição estabelecidas pela CIE (intervalo de medição e largura de banda espectral) e elaborados e validados procedimentos de medição de diferentes fontes luminosas. Com base nestes procedimentos, foram realizadas medições de simuladores de luz do dia para adquirir as suas distribuições espectrais de potência, as quais foram utilizadas para avaliá-los e para comparar os métodos especificados em normas. Como principais resultados da pesquisa destacam-se: (i) a constatação de que, de fato, as recomendações da CIE para medição de fontes luminosas devem ser incorporadas ao processo de medição; (ii) o aumento da confiabilidade metrológica através da validação dos procedimentos espectroradiométricos com base em análises de repetitividade das medições; e (iii) a comparação realizada entre os diferentes métodos de avaliação de simuladores de luz do dia, o que permitiu documentar para os casos estudados a presença ou a falta de correlação entre os mesmos. O trabalho contribuiu também ao introduzir uma sistemática normalizada de rotinas para se expressar a incerteza associada à medição espectroradiométrica. / [en] The evaluation and the characterization of the colour constitute critical factors of the process of quality control of products, that also must take care of requirements imposed by customers and final consumers. The colour of an object depends greatly on the characteristics of the illumination. In this context, this research is aimed at discussing the different international standards that characterize the performance of the daylight simulators used in instrumental (spectrophotometers) and visual (light booths) evaluations and also at analysing the differences between the various methods specified in these standards. To reach these objectives the measurement conditions established by the CIE (interval and spectral band-width) were verified and elaborated and validated procedures for the measurement of different luminous sources. Based on these procedures, measurements of daylight simulators were carried out to acquire their spectral power distributions. The measurement results were then used to analyze the evaluations methods specified in standards. The following main results have been accomplished: (i) the CIE recommendations for the measurement of luminous sources must, in fact, be incorporated into the measurement process; (ii) the increase in the metrological reliability through the validation of the spectroradiometric procedures based on the analyses of the repeatability of the measurements; and (iii) the comparison established among the different evaluation methods of daylight simulators, leading to the distinction between the presence or the lack of correlation present in the different methods investigated. The work also contributed by the introduction of standard routines to express the uncertainty associated with spectroradiometric measurements.

[EN] The solar power has been and continues being the original and primary source of energy. With the exception of some sources of energy such us the nuclear one, or the tidal one, the rest of sources of energy come directly or indirectly of the Sun. The utilization of a source of energy supposes the exploitation of a natural resource, this utilization can have negative implications for the environment. The European Union has led the international effort to control the causative factors of the climate change, trying to identify profitable measures that could reduce the emission. Objectives: The objective of this PhD thesis is to develop a graphical procedure to allow assessment of the impact of solar radiation on surfaces. To do so a three-dimensional geometry model under consideration and the surrounding environment will be used. Since result there will be obtained the values of radiation owed to the direct component and due to the diffuse component, distinguished for every point of the model. For the obtaining of the values the procedure bears the meteorology of the zone in mind, the shades produced by the environment on the model and the produced by the model on itself. The graphical results will be stored as bitmap images in grayscale, there being established for every value of grey a value of received radiation. Defined an environment with a geographical certain orientation and position, the methodology will allow to evaluate the incidental radiation, for a concrete period, on every point of the surfaces of the model. Methodology: - Validation of graphical methods. This block has divided in four sections. In the first sections there is defined the methodology of work applied in the rest of them. The second section, one proposes a methodology for the calculation of the solar incident angle. In other two sections there appear and validate the models of estimation of the direct and diffuse radiation. Obtaining a correlation between the values of grey assigned to a surface and the component of the radiation got for the same one, either direct or diffuse. - Procedure of accumulation of maps. In this block, the concepts of irradiance map and irradiation map are defined, beside specifying how they are generated from the meteorological information and the images obtained of the model. It also presents the methodology to add maps allowing the accumulation of values for periods superior to an hour. There has been defined a method that, starting from a irradiation map, allows to know the average irradiation got for a surface represented by an area of the same one. In another paragraph there define the energies map, the cosines map and the function Energy that allows to know the energy that receive the surfaces represented in the area selected of the map. - Methods for comparing maps. Useful for the analysis of results. - Implementation One possible implementation of the proposed methodology is presented, presenting the tools chosen. For part of the accumulation maps it has been chosen to develop our own application. - Example of use. Practical example that the implementation of the developed methodology is used. Results and discussions: In this paragraph there appear three cases of study on which the implementation of the methodology will be applied obtaining the results. The choice of the cases is not chance, and has been realized attending to different criteria. Different geographical zones have been chosen, having different latitudes. It has been tried that the studied geometries were guarding certain similarities in order to be able to compare results. / [ES] La energía solar ha sido y continúa siendo la fuente original y primaria de energía. A excepción de algunas fuentes de energía como pueden ser la nuclear, o la mareomotriz, el resto de fuentes de energía provienen directa o indirectamente del sol. La utilización de una fuente de energía supone la explotación de un recurso natural, este aprovechamiento puede tener implicaciones negativas para el medio ambiente. La Unión Europea ha liderado el esfuerzo internacional para controlar los factores causantes del cambio climático, tratando de identificar medidas rentables que puedan reducir las emisiones. Objetivos: El objeto de la presente Tesis Doctoral es desarrollar un procedimiento gráfico que permita la evaluación de la incidencia de la radiación solar sobre las superficies. Para ello se utilizará un modelo tridimensional tanto de la geometría objeto de estudio como del entorno que la rodea. Como resultado se obtendrán los valores de radiación debidos a la componente directa y los debidos a la componente difusa, particularizados para cada punto del modelo. Para la obtención de los valores el procedimiento tiene en cuenta la meteorología de la zona las sombras producidas por el entorno sobre el modelo y las producidas por el modelo sobre sí mismo. Los resultados gráficos serán almacenados en forma de imágenes de mapa de bits en escala de grises, estableciéndose para cada valor de gris un valor de radiación recibida. Definido un entorno con una orientación y posición geográficas determinadas, la metodología permitirá evaluar la radiación incidente, para un periodo concreto, sobre cada punto de las superficies del modelo. Metodología: - Validación de métodos gráficos. Este bloque se ha dividido en cuatro apartados. En el primer apartado se define la metodología de trabajo aplicada en el resto de ellos. En el segundo apartado, se propone una metodología para el cálculo del ángulo de la incidencia solar. En los otros dos apartados se plantean y validan los modelos de estimación de la radiación directa y difusa. Obteniendo una correlación entre los valores de gris asignados a una superficie y la componente de la radiación recibida por la misma, bien sea directa o difusa. - Procedimiento de acumulación de mapas. En este bloque se definen los conceptos de mapa de irradiancias y de mapa de irradiación, además de especificar cómo se generan a partir de los datos meteorológicos y las imágenes obtenidas del modelo. También se presenta la metodología para sumar mapas permitiendo la acumulación de valores para periodos superiores a una hora. Se ha definido un método que, partiendo de un mapa de irradiaciones, permite conocer la irradiación media recibida por una superficie representada por un área del mismo. En otro apartado se definen el mapa de energías, el mapa de cosenos y la función Energía que permite conocer la energía que reciben las superficies representadas en el área seleccionada del mapa. - Métodos para la comparación de mapas. Útiles para el análisis de resultados. - Implementación Se presenta una posible implementación de la metodología propuesta, presentando las herramientas informáticas elegidas. Para la parte de la acumulación de mapas se ha optado por desarrollar una aplicación propia. - Ejemplo de utilización. Ejemplo práctico en que se utiliza la implementación de la metodología desarrollada. Resultados y discusiones: En este apartado se plantean tres casos de estudio sobre los que se aplicará la implementación de la metodología obteniendo los resultados. La elección de los casos no es casual, y se ha realizado atendiendo a diferentes criterios. Se han elegido diferentes zonas geográficas, disponiendo de diferentes latitudes. Se ha tratado que las geometrías estudiadas guardaran ciertas similitudes a fin de poder comparar resultados. / [CA] L'energia solar ha sigut i continua sent la font original i primària d'energia. A excepció d'algunes fonts d'energia com poden ser la nuclear, o la mareomotriu, la resta de fonts d'energia provenen directament o indirectament del sol. La utilització d'una font d'energia suposa l'explotació d'un recurs natural, aquest aprofitament pot tenir implicacions negatives per al medi ambient. La Unió Europea ha liderat l'esforç internacional per controlar els factors causants del canvi climàtic, tractant d'identificar mesures rendibles que puguen reduir les emissions. Objectius: L'objecte de la present Tesi Doctoral és desenvolupar un procediment gràfic que permeta l'avaluació de la incidència de la radiació solar sobre les superfícies. Per a això s'utilitzarà un model tridimensional tant de la geometria objecte d'estudi com de l'entorn que l'envolta. Com a resultat s'obtindran els valors de radiació deguts a la component directa i els deguts a la component difusa, particularitzats per a cada punt del model. Per a l'obtenció dels valors el procediment té en compte la meteorologia de la zona les ombres produïdes per l'entorn sobre el model i les produïdes pel model sobre si mateix. Els resultats gràfics seran emmagatzemats en forma d'imatges de mapa de bits en escala de grisos, establint-se per a cada valor de gris un valor de radiació rebuda. Definit un entorn amb una orientació i posició geogràfiques determinades, la metodologia permetrà avaluar la radiació incident, per a un període concret, sobre cada punt de les superfícies del model. Metodologia: - Validació de mètodes gràfics. Aquest bloc s'ha dividit en quatre apartats. Al primer apartat es defineix la metodologia de treball aplicada en la resta d'ells. En el segon apartat, es proposa una metodologia per al càlcul de l'angle de la incidència solar. En els altres dos apartats es plantegen i validen els models d'estimació de la radiació directa i difusa. Obtenint una correlació entre els valors de gris assignats a una superfície i la component de la radiació rebuda per la mateixa, bé siga directa o difusa. - Procediment d'acumulació de mapes. En aquest bloc es defineixen els conceptes de mapa d'irradiàncies i de mapa d'irradiació, a més d'especificar com es generen a partir de les dades meteorològiques i les imatges obtingudes del model. També es presenta la metodologia per sumar mapes permetent l'acumulació de valors per a períodes superiors a una hora. S'ha definit un mètode que, partint d'un mapa d'irradiacions, permet conéixer la irradiació mitjana rebuda per una superfície representada per una àrea del mateix. A un altre apartat es defineixen el mapa d'energies, el mapa de cosinus i la funció Energia que permet conéixer l'energia que reben les superfícies representades a l'àrea seleccionada del mapa. - Mètodes per a la comparació de mapes. Útils per a l'anàlisi de resultats. - Implementació. Es presenta una possible implementació de la metodologia proposada, presentant les eines informàtiques triades i la configuració utilitzada en les mateixes. Per a la part de l'acumulació de mapes s'ha optat per desenvolupar una aplicació pròpia. - Exemple d'utilització. Exemple pràctic en què s'utilitza la implementació de la metodologia desenvolupada. Resultats i discussions: En aquest apartat es plantegen tres casos d'estudi sobre els quals s'aplicarà la implementació de la metodologia obtenint els resultats. L'elecció dels casos no és casual, i s'ha realitzat atenent a diferents criteris. S'han triat diferents zones geogràfiques, disposant de diferents latituds. S'ha tractat que les geometries estudiades guardaren certes similituds a fi de poder comparar resultats. / Ferrer Ferrer, J. (2016). Metodologías gráficas para la estimación de la incidencia de la Radiación Solar sobre superficies [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61973