En el universo hay un montón de estrellas, de las cuales no vemos todas, y la más cercana es el Sol. A su vez, también es la más importante, ya que nos da la vida. Es una estrella del tipo medio y su radio es de 700.000 km con una masa superior a la de la Tierra en 300.000 veces. Tiene más de 5.000 millones de años y afortunadamente le queda mucha más vida.
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| El Sol |
De no ser por esta pequeña estrella, tan cercana a nosotros, nuestro planeta sería un desierto donde no tendría lugar la vida. Al Sol le debemos las estaciones, las transformaciones energéticas útiles para la vida, transformaciones artificiales energéticas necesarias para nuestra evolución, bienestar, etc. Incluso hasta hace un par de milenios se le daba culto, considerándole un Dios en muchas civilizaciones.
La energía solar se produce por las reacciones nucleares de fusión que tienen lugar en el interior del Sol a gran profundidad. Los átomos de hidrógeno se combinan entre sí para formar átomos de helio liberando energía. Esta energía va desde el interior hasta la superficie solar o fotosfera, y desde allí se irradia en todas las direcciones.
La energía que se irradia llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía llamados fotones. La energía E de un fotón se expresa mediante la siguiente ecuación:
E = h x v
Donde:
h
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Constante de Plank de valor 6,626 x 10 -34 julios x segundo.
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v
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Frecuencia del fotón en hercios.
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Los fotones se desplazan a una velocidad de 300.000 km/s, por 1 lo que tardan 8 minutos en llegar a la Tierra, que está a 150 millones de kilómetros del Sol.
El Sol irradia en todas las direcciones y en un segundo emite una energía de 4x 10 26 julios, por lo que genera una potencia de 4X10 23 kw. Para hacernos una idea de la cantidad de potencia generada, diremos que todas las plantas industriales del mundo generan una potencia 200 billones de veces más pequeña.
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| Radiación solar a través de la atmósfera |
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La energía irradiada por el Sol en un segundo es mucho mayor que la consumida por toda la humanidad, desde la creación de la Tierra hasta nuestros días.
Concepto de la constante solar
La energía solar está repartida en una superficie en forma de esfera, ya que el Sol irradia energía en todas las direcciones. La intensidad de radiación será mayor cuanto más cerca del Sol se esté, al repartirse la energía solar sobre una superficie cada vez menor, y menor cuanto más nos alejemos del Sol, al repartirse sobre una superficie cada vez mayor. Por lo tanto, diremos que la radiación se debilita al alejarnos del Sol. El valor aproximado de la intensidad radiante a la distancia del Sol a la que se encuentra nuestro planeta lo vamos a calcular ahora, mediante la siguiente fórmula:
P
I = -----
S
En este caso P = 4 x 10 26 vatios (potencia emitida) y S (superficie de la esfera) vale 4 pí R 2, siendo R = 1,5 x l0'' metros (distancia media de la Tierra al Sol).
Por lo tanto:
4x10 26
I = -------------------- = 1,4xI0 3W / m 2 = 1,4KW / m 2
4pí (1.5xI0")2
Este valor es similar al medido por los satélites en el espacio, justo sobre la atmósfera. Este valor, o valor medio, se denomina constante solar y es de 1.353 W / m2.
Dicha constante tiene alguna variación, debido a que la distancia entre el sol y la Tierra varia según en qué punto de la órbita se encuentre el planeta (época del año). En diciembre y enero la distancia es mayor y su valor disminuye, mientras que en junio y julio sucede lo contrario. Sería lógico pensar a la inversa si fuésemos habitantes del hemisferio Sur.
La constante solar es el valor de la intensidad radiante que llega a la Tierra medida justo sobre la atmósfera y su valor medio es de 1353 W / m 2.
Existen más conceptos que influyen en obtención de energía a través del Sol como son el espectro solar y la radiación solar, pero eso lo veremos más extensamente en una siguiente publicación.
Escrito por Archie Tecnology
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Muy buen aporte
ResponderEliminarGracias por su apoyo, esto nos anima a seguir publicando.
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