Aprovechamiento Energía Solar

3 APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA SOLAR

La radiación proveniente del sol es aproximadamente 178.000 terawatios por año, la cual se constituye en la principal fuente de energía para la tierra. La radiación de origen solar que llega a la tierra está comprendida en un 99%, dentro del rango de longitudes de onda 0,276 - 4,96 ᶣm.
El sol es una fuente energética por fusión solar, donde 4 protones dehidrogeno producen un átomo de helio y mucha energía en forma de cuantos o fotones. De la radiación solar recibida por la tierra, aproximadamente el 30% se refleja al espacio exterior por las nubes, el 47% es absorbida por la atmosfera, mares y tierra para mantener la temperatura ambiente, y el restante 23% es para mantener la convección atmosférica y el ciclo hidrológico.
Al valor de la densidadde flujo de energía recibida en el exterior de la atmosfera terrestre por unidad de superficie perpendicular a la radiación enviada por el sol cuando la tierra se encuentra a su distancia media del sol, se denomina constante solar. Aunque el valor de esta no es realmente constante, se suele tomar un valor de 1367 W/m² como estándar.
La radiación solar directa que llega al exterior de laatmosfera interacciona con las partículas de las diferentes substancias que encuentra en la atmosfera. Esta interacción, conocida como Scattering, da como resultado que una parte de la radiación solar sea absorbida y se convierte en radiación difusa. El resto llega a la superficie terrestre como radiación directa. La suma de la radiación solar directa y difusa es lo que se conoce con el nombre deradiación solar global.

3.1 Clasificación
La energía que se obtiene del sol se puede utilizar fundamentalmente para la generación de calor, en sistemas solares activos o pasivos y para la generación de energía eléctrica, en sistemas termoeléctricos y fotovoltaicos.
En cuanto a la generación de calor, los sistemas activos hacen referencia hacen referencia a colectores que se integran a un sistema deflujo de aire, agua u otro fluido que absorbe el calor por fenómenos de transferencia; entre tanto, los pasivos se refieren a calentamiento directo de sistemas como las instrucciones civiles por parte de la energía solar. Los sistemas solares pasivos aprovechan la arquitectura de la construcción para el calentamiento interno, para lo cual el techo, paredes y/o pisos absorben la radiación solargracias a materiales y diseños especiales, que permitan un aumento en la energía interna. Aplicaciones muy desarrolladas de este tipo son las viviendas bioclimáticas, los invernaderos y los destiladores solares. Para el caso de los sistemas activos, existen muchos tipos de colectores solares térmicos disponibles actualmente en el mercado. De una forma general podemos dividirlos en dos grandes grupos(ver figura 8):
Colectores solares sin concentración: aquellos en los que la radiación solar es convertida en energía térmica sin sufrir previamente una concentración,
Colectores solares con concentración: aquellos en los que la radiación solar es concentrada antes de convertirla en energía térmica.
Dependiendo de la temperatura a la que se desee calentar el fluido de trabajo que circula por loscolectores, resultara más idóneo un tipo u otro colector. Así, los colectores sin concentración son válidos para temperaturas inferiores a los 100C. Si se desean conseguir temperaturas más altas, entonces es necesario recurrir a colectores con concentración. El grado de concentración deberá ser tanto más alto cuanto mayor sea la temperatura de trabajo deseada.
La concentración de la radiaciónsolar puede realizarse de diversas formas, siendo las dos más comunes la superficie reflectante (espejo) que concentra la radiación solar directa sobre un receptor con una superficie menor que la superficie captadora y los lentes Fresnel, que consisten en muchas superficies retroactivas pequeñas (ver figura 7)
FIGURA 7
Puesto que solo la radiación solar directa tiene una trayectoria bien...