Jorstuar

FISICA DE LA ENERGÍA SOLAR

1. La estructura solar
El Sol se encuentra formado por seis regiones principales (Ver Figura 1):
Núcleo
U

Contiene un 40% de la masa del Sol, menos del 2% del volumen total, ocupa un cuarto
del radio solar y genera el 90% de su energía, en un proceso de fusión termonuclear en el
cual el hidrógeno se transforma en helio. El hidrógeno contenido en el núcleo delSol se
encuentra ionizado como protones, los cuales se fusionan formando núcleos atómicos de
helio, liberando energía en el proceso. Su temperatura se estima en 15 millones de grados
Kelvin (K) y su densidad de 150 g/cm3.
Zona radiactiva
U

Circunda al núcleo; contiene un gas tan denso, que los fotones o radiación
electromagnética provenientes del núcleo demoran cientos de miles de añosatravesando
esta zona para poder llegar a la superficie del Sol. La energía generada en el núcleo se
difunde a través de la zona radiactiva por absorción y emisión atómica. Las temperaturas
en esta región alcanzan los 130000 K. Esta zona está localizada entre los 160000 km y
485000 km del centro solar.
Zona convectiva
U

Es una región con mucha agitación donde circula el plasma, los gasesascienden
muy calientes, se enfrían y descienden. Esta circulación es el principal mecanismo de
transferencia de energía a la superficie solar. Estos procesos convectivos son observados
en la superficie del Sol como pequeños gránulos y supergránulos en forma de celdas de
3000 km de radio.
Fotosfera
U

Es la superficie visible del Sol; rodea la zona convectiva; posee un espesor deaproximadamente 300 km, es gaseosa y de baja densidad (10-8 g/cm3). Sus gases están
fuertemente ionizados y con la capacidad de absorber y emitir radiación. La mayor parte
de la radiación solar que nos llega proviene de esta capa, su temperatura es cercana a los
5800 K. En esta zona se observan áreas oscuras llamadas manchas solares las cuales son
las partes más frías de la superficie con temperaturasde 3800 K.
Cromosfera
U

Se encuentra justo sobre la fotosfera, es una fina región de gas que se observa con
un color rojizo-anaranjado, de unos 10000 km de espesor. Es esencialmente
transparente a la radiación emitida desde la fotosfera.

Física de la energía solar
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Corona
U

Es la tenue atmósfera exteriorcompuesta de un halo, el cual, sólo se ve durante los
eclipses totales de sol.
El sol es muy estable, gracias a ello la temperatura en la Tierra es relativamente
constante, condición que permanecerá inalterable por mucho tiempo respecto a la escala
de la vida humana. Ha cambiado muy poco en los últimos tres mil millones de años y se
estima no cambiará mucho en los próximos tres mil millones. Poresta razón se considera
que su radiación es una fuente inagotable de energía.

Zona convectiva

Prominencia

Zona
radiativa
Núcleo

Mancha
solar

Llamarada

Fotosfera

Corona
Hueco coronal

Cromosfera

Figura 1 La estructura solar
2. Magnitudes y propiedades del sol
Masa (kg)
Masa (Tierra = 1)
Radio ecuatorial (km)
Radio ecuatorial (Tierra = 1)
Gravedad en su superficie(Tierra=1)
Densidad
Período Rotacional (días)
Energía radiada por su superficie (kW/m2)
Energía emitida por segundo
Ergios
Kilovatios
Temperatura media en la superficie
Edad (millones de años)
Componentes químicos principales
Hidrógeno
Helio
Oxígeno
Carbono
Nitrógeno

1,989x1030
332.830
695.000
108,97
28
1,41
25-36
63.000
3,827x1033
3,96x1023
5.800 K
4.500
Porcentaje*92,1%
7,8%
0,061%
0,030%
0,0084%

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Maestría en Ingeniería Mecánico Eléctrica – UdeP – 2011

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Física de la energía solar
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Neón
Hierro
Silicio
Magnesio
Azufre
Otros

0,0076%
0,0037%
0,0031%
0,0024%
0,0015%
0,0015%

* Porcentaje en...