Solar

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CAPITULO 1

LA RADIACION SOLAR
Advertencia En este capítulo debo usar potencias de 10 y terminología asociada con esos valores. Si Ud no está familiarizado con el tema, o con el concepto de largo de onda, lea el material en el Apéndice III. La luz, no importa su origen (solar, foco incandescente o fluorescente) es el Espectro visible resultado de radiaciones electromagnéticas de muy altafrecuencia. La parte visible de la luz solar está contenida dentro de un determinado grupo de frecuencias, al que se lo denomina espectro visible (Figura 1.1). La distinta tonalidad de blanco que se observa para la luz emitida por un foco incandescente, un tubo fluorecente o la luz solar obedece a que el espectro visible no es el mismo para esas tres fuentes luminosas (Figura 1.2). Como veremos eneste capítulo, el espectro de la luz solar varía constantemente.
Ultravioleta Infrarojo

750

600

500

430

λ nm F THz

Figura 1.1- Longitud de onda y frecuencia (espectro visible)

La manera de presentar un espectro es usar un sistema cartesiano (dos ejes a Gráfica 90°), donde el eje horizontal muestra las longitudes de onda que lo integran, y el del espectro eje vertical lacantidad porcentual de la energía máxima que corresponde a una dada longitud de onda (Figura 1.2). En el Apéndice III se muestra que: λ= c / f (1.1)

Donde c es una constante universal (la velocidad de propagación de la luz en el vacío). Esta expresión establece una relación inversa entre los valores de la longitud de onda y la frecuencia, ya que el valor de λ se incrementa cuando el de lafrecuencia disminuye y viceversa. Las frecuencias más altas en la Figura 1.1 corresponden al color violeta; las más bajas al rojo. El rango de frecuencias visibles corresponde al orden de los THz (Tera hertzs).

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CAPITULO 1- LA RADIACION SOLAR
Nota: La radiación de calor (no visible) corresponde a la radiación infraroja (por debajo de la frecuencia del rojo). La radiación (no visible) del violetacorresponden a la radiación ultravioleta (por encima de la frecuencia del violeta). Debo hacer notar que el espectro solar ilustrado en la Figura 1.2 está restringido al rango visible de la luz solar y corresponde al de un sol que ha alcanzado el zenit (posición más alta sobre el horizonte), con un cielo sin nubes.
Lámpara incandescente (tungsteno)

Energía Porcentual

Lámpara fluorescenteLuz solar al alcanzar el Zenit

λ (nanometros) Fig. 1.2- Diferentes espectros luminosos

Cuando la luz solar atraviesa la atmósfera, su espectro se ve alterado por la Variación espectral absorción, reflección y dispersión de los rayos solares que toma lugar debido al choque de los fotones con minúsculas partículas en suspensión, o átomos de diferentes gases, así como de agua (nubes). La luzdel sol para un día nublado tiene menos energía pues algunas frecuencias han sido atenuadas o absorbidas. Este mecanismo se intensifica cuando los rayos solares deben atravesar mayores distancias, y explica el cambio tonal de la luz solar durante su recorrido diurno. El espectro solar que ven las células fotovoltaicas de un satétile espacial no sólo es diferente al de la luz que llega a la Tierra,pero más intenso. Terminología A) Términos usados en las especificaciones Masa de aire (M) Este térmico define, indirectamente, la distancia entre la altura del sol respecto al horizonte y un observador fijo sobre la Tierra. Cuando el sol ha alcanzado el zenit, la distancia entre el observador y el sol es mínima, ya que los rayos solares caen formando un ángulo de 90° respecto al horizonte. Cuandoel sol está más cercano al horizonte, la masa de aire (M) crece, y la distancia que deben atravesar los rayos para alcanzar la posición del observador se incrementa. La Figura 1.3 ilustra este concepto.

CAPITULO 1- LA RADIACION SOLAR
M1,5 M1,25 M1 Zenit M3

3

M6

α
Observador

NOTA: Las distancias no están en escala

Fig. 1.3- Masa de Aire A la posición del zenit se le asigna,...