Annual distribution of the Sun’s angular positions, study at 21 degrees of latitude

Por experiencia sabemos que la posición del Sol, relativa a un observador situado sobre la superficie de la Tierra, cambia según el día del año y la latitud en la que se encuentra dicho observador. En general, el Sol describe, en la bóveda celeste, una trayectoria diferente para cada día del año que está determinada por los ángulos del azimut y del zenit. El cálculo analítico para determinar la posición angular en cualquier momento (hora solar) resulta ser una tarea abrumadora. En el lenguaje de programación del software Mathematica®, desarrollamos un código que nos permite determinar, con precisión temporal de 60 segundos (1 minuto), y para cualquier latitud, los ángulos del azimut y del zenit que determinan la posición del Sol a lo largo de un año. Con el propósito de presentar resultados de interés en situaciones prácticas, en este trabajo estudiamos resultados de la distribución anual de las posiciones angulares y las horas de luz en la latitud 21 grados (correspondiente a la Ciudad de Mérida). Los resultados muestran que el Sol sigue trayectorias con inclinación hacia el norte para días de más de 12 horas de luz solar, y hacia el sur para días de menos de 12 horas de luz solar. La información que se presenta puede utilizarse en diversas situaciones, por ejemplo, para un aprovechamiento óptimo de las horas de luz de colectores solares, sistemas autónomos de seguimiento solar, ubicación y orientación de paneles solares, así como para el diseño y orientación espacial de casas habitación en las que se desee que la radiación solar incida de manera parcial sobre paredes verticales y aumentar el confort térmico.It is well know that the Sun position, measured over the heart surface is a function of the latitude and the hour of a particular day. Usually, the Sun follows a different path from one day to the next, and this is determined by the azimuth and zenith angles. The analytical calculations for determining the angular position at any time (solar hour) are an overwhelming task. We use the Mathematica® software to write a home code for determining at any time (in intervals of one minute) and latitude, the azimuth and zenith angles of the Sun for every day of the year. In order to show general results of interest, in this work we present the annual distribution of the angular positions and the length of the day (hours of light) for the 21 degrees of latitude. This information could be used for optimizing the orientation of solar panels and collectors and for the design of cheap houses where the walls can be exposed to the minimal solar incidence.Peer Reviewe