La Energía del Sol

La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol.

La potencia de la radiación varía según el momento del día, las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud.

Se puede asumir que en buenas condiciones de radiación el valor es de aproximadamente 1.000 W/m² en la superficie terrestre.

A esta potencia se la conoce como irradiancia.

La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas.

La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias.

La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres.

La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.

La radiación de albedo es la reflejada por los cuerpos situados alrededor de la superficie sobre la que nos interesa evaluar la radiación.

La cantidad de energía debida a la radiación directa que una superficie expuesta a los rayos solares puede interceptar dependerá del ángulo formado por los rayos y la superficie en cuestión.

Si la superficie es perpendicular a los rayos, este valor es máximo, disminuyendo a medida que lo hace dicho ángulo.

La intensidad sobre la superficie varía en la misma proporción en que lo hace la energía.

Este efecto de la inclinación es la causa por la que los rayos solares calientan mucho más al mediodía que en las primeras horas de la mañana o últimas de la tarde.

También es la causa de que en las regiones de latitudes altas (cercanas a los polos) se reciba mucha menos energía que en las más cercanas al ecuador.

Las coordenadas solares que se utilizan para determinar la posición del Sol referida al plano horizontal son dos:

Altura solar (h) que es el ángulo que forman los rayos solares sobre la superficie horizontal. El ángulo cenital es el ángulo que forma el rayo con la vertical, o sea, el complemento de la altura.

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Altura solar (perspectiva hemisferio norte)

Azimut (A) que es el ángulo de giro del Sol medido sobre el plano horizontal mediante la proyección del rayo sobre dicho plano y tomando como origen el Norte si estamos en el hemisferio Sur.

Por convenio, el azimut se considera negativo cuando el Sol está hacia el Este (por la mañana) y positivo cuando se sitúa hacia el Oeste (después del mediodía).

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Azimut

El número de horas de sol teóricas es el lapso de tiempo transcurrido entre el amanecer y el ocaso.

En estos 2 momentos la altura del Sol vale cero.

El número de horas de Sol depende del punto geográfico considerado y de la época del año.

Durante el verano, el Sol realiza una trayectoria muy amplia y elevada sobre la bóveda celeste y está mucho tiempo sobre el horizonte. Lo contrario sucede en invierno.

Resultado de imagen de trayectoria del sol y estaciones

Trayectoria del sol en las distintas estaciones (perspectiva hemisferio sur)

Al mediodía solar (instante en que el azimut vale cero), la elevación del Sol es máxima y la longitud de las sombras mínimas.

La sombra sobre el suelo de una varilla vertical coincidirá con la dirección del meridiano (dirección Sur-Norte), la que debe determinarse con exactitud para, por ejemplo, orientar correctamente los colectores o módulos de una instalación solar.

El factor más importante que influye en la cantidad de energía solar incidente en una localización o zona determinada es la proporción de días nublados que se dan al año.

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