La energía solar es la energía de la radiación solar que puede utilizarse técnicamente en forma de electricidad, calor o energía química.
La radiación solar es la radiación electromagnética que se produce en la superficie del sol como radiación de cuerpo negro debido a su temperatura de aproximadamente 5500 °C.
Esto se debe en última instancia a los procesos de fusión nuclear dentro del sol (combustión de hidrógeno).
La energía solar puede utilizarse tanto directa (por ejemplo, con sistemas fotovoltaicos o colectores solares) como indirectamente (por ejemplo, mediante centrales hidroeléctricas, centrales eólicas y en forma de biomasa). El uso de la energía solar es un ejemplo de la moderna tecnología de antirretorno.
El sol : Producción de energía solar
Esta energía proviene de una estrella en el centro del Sistema Solar, es decir, el Sol. Antes de aprender a utilizar la energía solar, vale la pena conocer esta estrella más importante para todos los organismos vivos de la Tierra.
Y así se sabe que el Sol tiene la forma de una esfera de gas ionizado. Los principales componentes de esta esfera son el hidrógeno y el helio. Sólo menos del 2 por ciento de la masa del Sol son otros elementos. Estos son: carbono, nitrógeno, oxígeno, neón, magnesio, magnesio, magnesio.
Parece que desde el momento de su creación hasta el día de hoy, tanto el brillo del Sol como su radio han aumentado. También se sospecha que la composición química de las capas externas del sol no ha cambiado, sólo la cantidad de hidrógeno en la parte central de la estrella ha disminuido.
A medida que el sol se mueve desde las capas más externas hacia el centro del Sol, hay grandes cambios en la densidad de la materia solar. Así, la densidad del gas en la superficie es de unos 10E-4 kg/m3, y en la parte central del Sol la densidad alcanza 1,5x10E5 kg/m3.
Sin embargo, debido a la temperatura predominante, esta materia se encuentra en estado gaseoso. Las diferencias de densidad y temperatura permiten distinguir tres zonas características dentro del Sol.
Y así, en la parte central hay un núcleo. Fuera del núcleo hay una envoltura nuclear, en la que además podemos distinguir el área radial de la envoltura y la capa convectiva de la envoltura.
Ambas capas difieren en la forma de transporte de energía. En la zona radial el transporte de la energía producida en el núcleo tiene lugar de forma radial, es decir, a través de fotones.
Sin embargo, en la capa convectiva, debido a la baja transparencia de la materia, el mecanismo dominante es la convección, es decir, el movimiento de la materia.
El área de convección se extiende hasta la superficie del Sol y cambia a la atmósfera. La atmósfera es la única capa que se puede observar.
Las condiciones que prevalecen en él pueden determinarse en función de la radiación que se produce allí y que tiene buenas posibilidades de alcanzar la superficie de nuestro planeta.
Se estima que más del 95% de la energía solar se produce en la esfera del sol, lo que representa sólo el 1,5% del volumen total del sol. Esta esfera es parte del núcleo. El resto de las capas del núcleo representan el 5% restante de la energía solar.
La energía nuclear en el núcleo es generada por reacciones nucleares. Es decir, los protones se transforman en núcleos de helio.
Esta transformación puede tener lugar en varias carreteras. En el núcleo solar, el proceso principal es el ciclo p-p, es decir, el ciclo protón-protón.
La energía producida en este ciclo representa el 99% de la energía total producida. El segundo proceso posible es el ciclo CNO.
Sin embargo, la transformación de protones en helio en este ciclo es muy eficiente sólo a temperaturas más bajas, de ahí el pequeño porcentaje de este proceso en la producción de energía en el Sol.
Dado que la masa de la suma de cuatro protones es mayor que la masa del núcleo de helio que resulta de cada uno de estos ciclos, la diferencia debe ser convertida en energía, lo cual está de acuerdo con la ley de equivalencia de masa y energía de Einstein.
La energía resultante es transportada en un 98% por fotones. La cantidad restante es absorbida por los neutrinos solares. De esto se deduce que en las reacciones nucleares hay una pérdida gradual de masa por parte del Sol.
Los fotones que transportan la energía de los procesos de fusión se mueven a la superficie del Sol a través de la difusión.
Como resultado de la interacción de los fotones con la materia, hay una pérdida gradual de energía.
Así, si en el centro del Sol tenían la energía correspondiente a los rayos X y a los fotones gamma en la superficie, ya son fotones de radiación visible e infrarroja.
Se ha calculado que la energía que ahora emite el Sol fue creada hace mucho tiempo, hace varios millones de años.
Podemos ver cuánto tiempo tardan los fotones en pasar de las estructuras nucleares internas a la superficie del globo solar.
El segundo tipo de partículas que transportan energía son los neutrinos. Sin embargo, a diferencia de los fotones, la distancia del núcleo a la superficie puede cubrirse en sólo dos segundos.
Prácticamente se puede suponer que no interactúan con la materia solar, con la que se encuentran las partículas en su camino.
Y si van a la Tierra, llegan a su superficie después de unos 8 minutos. Los neutrinos son partículas muy penetrantes y para detectar los neutrinos solares que llegan a la Tierra se deben utilizar detectores especiales de neutrinos, que deben ser muy masivos y que normalmente se encuentran muy por debajo de la superficie de la Tierra.
Hoy en día, cuando el espectro del agotamiento de las fuentes de energía convencionales, como el carbón o el petróleo, se cierne sobre las personas, la búsqueda de nuevas fuentes ha comenzado.
https://www.instagram.com/p/BwK6oF4n3vs/
Uno de ellos era el Sol. Resulta que la cantidad de energía que llega a la Tierra en 40 minutos correctamente utilizada y procesada podría satisfacer las necesidades energéticas de los habitantes de la Tierra durante todo el año.
Por lo tanto, la energía solar es cada vez más popular como alternativa a la energía convencional. No se puede sobrestimar que en la era de la creciente demanda de energía, el Sol es, al menos por el momento, una fuente inagotable de energía.
Desafortunadamente, sin embargo, no toda la energía solar enviada desde el sol hacia nuestro planeta llega a su superficie. Se estima que aproximadamente la mitad de la radiación solar es detenida por la atmósfera de la Tierra, ya sea por absorción o reflexión.
Radiación solar
En 2 semanas, nuestro planeta recibe tanta energía en forma de luz solar como la que toda la gente de nuestro planeta utiliza en un año.
Desafortunadamente, no podemos cubrir todo el planeta con paneles solares. Casi el 30% de la radiación solar que llega a la Tierra es reflejada por la atmósfera, el 20% es absorbida por la atmósfera y sólo el 50% de la energía llega a la superficie de nuestro planeta.
Una docena de incendios en regiones cálidas de la Tierra son causados por la concentración de la luz solar en el rocío matutino. Las primeras instalaciones solares se realizaron hace más de 6500 años.
Las primeras soluciones fueron utilizadas por los mayas para calentar los campos. 400 A.C.
Los griegos usaban los rayos del sol, que se concentraban en una bola de vidrio llena de agua, para encender un fuego.
Los chinos, 200 a.C., usaban espejos retorcidos para enfocar los rayos del sol. En las últimas cocinas solares, los rayos concentrados se utilizan para calentar los alimentos.
Te recomendamos : 10 principales beneficios de usar la energía del sol