Energía solar

Radiación/Usos posibles de la energía solar/Energía solar: Directa/Térmica/Fotovoltáica

El sol es una masa de materia gaseosa caliente, que irradia a una temperatura efectiva de unos 5700ºC. El sol esta a una distancia de 149,490,000 kilómetros de la tierra.

La energía solar, como recurso energético terrestre, está constituida simplemente por la porción de la luz que emite el sol y que es interceptada por la tierra.
La constante solar, es decir la intensidad media de radiación medida fuera de la atmósfera en un plano normal la radiación es aproximadamente 2.26 kW/m2.

México es un país con alta incidencia de energía solar en la gran mayoría de su territorio; la zona norte es de las más soleadas del mundo.

La intensidad de la radiación solar que llega a la superficie de la 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, dioxido 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.

Radiación que llega a la tierra:

*) Para conocer la "cosecha" solar en una ubicación específica en la república mexicana, haga clic aquÏ!

El total de la energía solar que llega a la tierra es enorme. Lo EE.UU., por ejemplo, reciben anualmente alrededor de 1500 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 todo el día.

Calefacción domestica
Refrigeración
Calentamiento de agua
Destilación
Generación de energía
Fotosíntesis
Hornos solares
Cocinas
Evaporación
Acondicionamiento de aire
Control de heladas
Secado de hierbas y frutas

Se han ensayado todos los usos citados de la energía solar en escala de laboratorio, pero pocos 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 cuando se usan otras fuentes de energía por la gran inversión inicial que es necesaria para que funcionen con energía solar y por ello la mayor parte de los estudios de los problemas de utilización de esta energía esta relacionado con problemas económicos.

Algunas aplicaciones de energía solar podrán competir en el futuro económicamente con otras fuentes de energía en algunas zonas de países industrializados, 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 y si la humanidad reconoce las ventajas ecológicas de las energías renovables.

Energía solar, aplicación directa: Una de las aplicaciones de la energía solar es directamente como luz solar, por ejemplo, para la iluminación de recintos. En este sentido, cualquier ventana es un colector solar. Otra aplicación directa, muy común, es el secado de ropa y algunos productos en procesos e producción con tecnología simple. El aprovechamiento directo requiere ser tomada en cuenta antes de iniciar una construcción, ya que influye mucho en el diseño, la orientación y la distribución de la misma.

Energía solar, aplicación térmica: Se denomina "térmica" la energía solar cuyo aprovechamiento se logra por medio del calentamiento de algún medio. La climatización de viviendas, calefacción, refrigeración, secado (de madera, tierra, víveres..., hornos solares) etc., son aplicaciones térmicas.

La energía solar térmica de uso para calefacción de un medio transportador de energía se obtiene por lo general con los colectores solares o placas solares térmicas, que convierten en calor entre un 40% y un 75% de la energía recibida.

El colector solar está compuesto por dos tubos principales unidos entre si por una serie de tubos paralelos de menor diámetro. Estos últimos suelen llevar unas aletas unidas o soldadas que transmiten el calor hacia el tubo, por el que circula un fluido (normalmente agua) que transporta el calor obtenido. Toda superficie de tubos y aletas expuesta a la radiación solar lleva un tratamiento que aumenta la absorción de la radiación. Para conseguir un mayor rendimiento, todo el conjunto se introduce en una caja con un cristal en la cara superior y un aislamiento en la cara inferior, que disminuye la pérdida de energía hacia el exterior. Entre los colectores solares térmicos se distinguen varios tipos: los convencionales, descritos anteriormente; los de tubos de vacio, que proporcionan un mayor rendimiento; o los de polipropileno, especialmente diseñados para el calentamiento de piscinas.

Energía solar, aplicación fotovoltaica: Se llama "fotovoltaica" la energía solar aprovechada por medio de celdas fotoeléctricas, capaces de convertir la luz en un potencial eléctrico, sin pasar por un efecto térmico.La energía solar fotovoltaica se obtiene con las llamadas placas o módulos solares fotovoltaicos, que convierten en electricidad entre un 9% y un 14% de la energía recibida del Sol. La conversión de radiación en energía electrica es un proceso relativamente caro, calculando los costos por kWh. Recomendamos aplicarla solamente en casos especiales si no existen otras fuentes de energía electrica. También el almacenamiento de la energía electrica es costoso.
Una aplicación posible es el suministro de energía a una bomba recirculadora, ya que aquella debe de funcionar solamente cuando haya sol -es decir que no se requiere almacenar la energía- y se puede ahorrar un controlador, lo cuál puede compensar el precio de los paneles fotovoltáicos.

Ahorro: Debido a las condiciones climáticas en México ningun dispositivo de almacenamiento de energía a largo plazo es necesario. Hasta en los días con temperaturas nocturnas muy bajas, por lo general hay algunas horas con sol.

La energía solar disponible en los altiplanos mexicanos se suma a aproximadamente 2000 kWh por año para cada metro cuadrado de colector solar!

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