Estime
para um coletor inclinado a
da horizontal, com azimute
, em Madison
às 2:30 hora solar no dia 5 de março.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos estimar
para um coletor solar que está inclinado a 60° em relação à horizontal e com azimute
(ou seja, voltado para o norte). A localização é Madison, com latitude
, no dia 5 de março, às 2:30 da hora solar. Vamos precisar calcular a posição do sol nesse momento para encontrar o ângulo de incidência no coletor.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a declinação solar (
) para o dia 5 de março. A declinação solar é o ângulo entre os raios solares e o equador celestial. Uma fórmula aproximada para a declinação solar é:
Onde
é o número do dia no ano. Como 5 de março é o 64º dia do ano, temos:
Calculando isso:
Passo 3
Agora, vamos calcular o ângulo horário (
) para a hora solar dada. O ângulo horário é:
Para 2:30 hora solar:
Passo 4
Em seguida, determinamos a altitude solar (
) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Calculando cada parte:
Então:
Como o seno negativo indica que o sol está abaixo do horizonte, o coletor não receberia radiação direta nesse horário. Porém, assumindo que seja um horário de luz solar, vamos considerar o valor absoluto para continuar:
Passo 5
Agora, calculamos o azimute solar (
). A fórmula para o azimute é:
Substituindo os valores:
Calculando cada parte:
Então:
Como o valor de
não pode ser menor que -1, isso confirma que o sol está abaixo do horizonte nesse horário, e não há radiação direta sobre o coletor. Portanto,
.
Resposta
O valor estimado de
é 0.