Energía solar

 

El sol es una masa de materia gaseosa caliente que irradia una temperatura efectiva de unos 6.000º C.

El sol esta a una distancia de 149.490.000 kilómetros de la Tierra, y la constante solar, esto es, la intensidad media de radiación medida fuera de la atmósfera en un plano normal, es aproximadamente 1,94 cal/min. cm3.

 

Radiación que llega a la Tierra

La intensidad de la radiación solar que llega a la superficie de las Tierra se reduce por varios factores variables, entre ellos, la absorción de la radiación, en intervalos de longitud de onda específicos, por los gases de la atmósfera, dióxido de carbono, ozono, etc., por el vapor de agua, por la difusión atmosférica, por la partículas de polvo, moléculas y gotitas de agua, por reflexión de las nubes y por la inclinación del plano que recibe la radiación respecto de la posición normal de la radiación.

 

Algunas mediciones en distintos puntos arrojan las siguientes cifras:

Localidades y sus latitudes

Diciembre

Kilocal/m2

Junio

Kilocal/m2

Promedio anual

San Juan, Puerto Rico, 18º N

4.177

5.425

5.262

El Paso, Texas, 32º N

3.274

7.408

5.525

Fresno, California, 37º N

1.655

7.106

4.502

Madison, Wisconsi, 43º N

1.220

5.398

3.309

Seattle, Washington, 47º N

624

6.184

3.146

Londres, Inglaterra, 52º N

488

4.720

2.387

Mesina, Sudáfrica, 22º S

6.293

3.635

5.086

Buenos Aires, Argentina, 35º S

7.188

2.075

4.286

Mt. Stronlo, Australia, 35º S

6.374

2.048

4.258

 

La intensidad de la radiación medida en la superficie de la Tierra varia de 1,6 a 0.

El total de la energía solar que llega a la Tierra es enorme. Los EE.UU., por ejemplo, reciben anualmente alrededor de 1.500 veces sus demandas de energía total.

En un día de sol de verano, la energía que llega al tejado de una casa de tipo medio sería mas que suficiente para satisfacer las necesidades de energía de esa casa por 24 hora.

Usos posibles de la energía solar:

En una lista parcial de posibles usos de la energía solar, figuran:

Calefacción doméstica Refrigeración Calentamiento de agua
Destilación Generación de energía Fotosíntesis
Hornos solares Cocinas Evaporación
Aire acondicionado Control de heladas Secado

Horno solar casero

 

Se han ensayado todos los usos citados de la energía solar en escala de laboratorio, pero no se han llevado a la escala industrial. En muchos casos, el costo de la realización de estas operaciones con energía solar no pueden competir con el costo al usar otras fuentes de energía, ello debido a la alta inversión inicial. La mayor parte de los estudios de los problemas de utilización de esta energía esta relacionado con problemas económicos.

Las instalaciones solares pueden considerarse clasificadas por tres tipos de aplicación:

Primero, hornos solares, usados como medio de laboratorio para obtener altas temperaturas en diversos estudios y propuestos para usos semiindustriales.

En segundo lugar, los usos potenciales de dispositivos solares sencillos, como cocinas, refrigerantes y bombas de irrigación en regiones no industrializadas, con radiación segura y en donde los actuales recursos de energía no son satisfactorios o resulten caros.

Un tercer grupo de aplicación de energía solar podrá competir en el futuro económicamente con otras fuentes de energía en algunas zonas de países industrializados, como los EE.UU., si los adelantos técnicos en este campo o los cambios en el costo de la energía de otras fuentes llegan a alterar su costo relativo.

Los problemas con que se tropieza para recoger la energía solar, almacenarla y usar la energía resultante, son los mismos para numerosos usos potenciales de esta fuente de energía y se estudian uno por uno.

Calefacción solar como medio de bienestar

La calefacción solar tiene interés principalmente por dos razones; en primer lugar, la calefacción para bienestar importa,  en los Estados Unidos, por ejemplo, aproximadamente un tercio de las demandas totales de energía para calefacción, y en segundo lugar, las módicas temperaturas empleadas para calefaccionar recintos permiten el uso de colectores de plancha plana que funcionan a temperaturas relativamente bajas y con rendimiento razonablemente bueno.

Los estudios de calefacción doméstica indican que el colector de plancha plana orientado en la posición indicada e incluido en la estructura del edificio como parte integrante de ella, es el tipo de colector para esta aplicación.

El tamaño del colector y el numero de unidades de almacenamiento se determinan por la carga de calefacción del edificio, el análisis del tiempo solar y los costos de combustible.

En el norte de Chile, por ejemplo, resultaría muy práctico y económico confiar en la energía solar para toda la carga de consumo de la zona, para diversos usos.

Cocina solar casera

Enfriamiento y refrigeración

El uso de energía solar para enfriamiento de recintos o acondicionamiento de aire tiene atractivo porque hay una buena relación entre el suministro de energía y la demanda de enfriamiento y por la posibilidad de usar una parte de todo el sistema de calentamiento solar para el acondicionamiento del aire. Se han propuesto varios sistemas básicos para el acondicionamiento de aire por energía solar, entre ellos los sistemas de deshumectacion y de enfriamiento por absorción de calentados por el sol.

Hornos solares

Los hornos solares son reflectores parabólicos o lentes construidos con precisión para enfocar la radiación solar en superficies pequeñas y de este modo poder calentar "blancos" a niveles altos de temperatura.

La utilidad de los hornos solares aumenta con el uso de heliostatos, o espejo plano móvil, para llevar la radiación solar a un  reflector parabólico. Esto permite el montaje estacionario de una parábola de ordinario en posición vertical, con lo cual se pueden colocar aparatos para atmósfera controlada y movimiento de muestras, soportes de blancos, y otros, sin necesidad de mover todo el equipo.

Se construyen hornos solares de hasta 3 metros de diámetro con espejos de una sola pieza de aluminio, cobre o de otros elementos y se han construido hornos mas grandes de múltiples reflectores curvos. Imagen a la derecha, horno solar industrial.

Fuente Internet:

http://solarcooking.org/espanol/default.htm

Ver, en Internet:

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo6.html

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