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FUNDAMENTOS DE ENERGIA SOLAR
GENERALIDADES SOBRE ENERGIA SOLAR
ORIGEN
La energía solar se origina debido a que en el sol (esfera gaseosa altamente caliente de un diámetro aproximado de 1,39 millones de kilómetros). Se produce un proceso continuo de fusión dentro del cual la reacción más importante es la formación del helio a partir del hidrogeno .En esta reacción resulta un excedente la masade hidrogeno que no llega a convertirse en helio, equivalente a 4 millones de toneladas por cada segundo convirtiéndose en energía de acuerdo a la ecuación de Einstein.
4H (en reacciones sucesivas) He + Energía
E=mc2
donde m = masa diferencial.
C = velocidad de la luz.
RADIACION SOLAR
La radiación solar proveniente del núcleo del sol está en los rangos de losrayos equis (x) y gamma (τ), las otras longitudes de onda que se descubren en el espectro solar, van aumentando conforme su temperatura disminuye en forma radial.
Esta energía es generada en el interior del sol , se transfiere a su superficie y desde allí es irradiada al espacio que lo circunda , en todas las direcciones y viaja a través del espacio vacío a una velocidad de 3×105Kms. Llegando a laatmosfera terrestre la cual se comporta como un filtro para finalmente incidir sobre la superficie de la tierra e iniciar y propiciar diversos procesos vitales en algunos casos.
RADIACION SOLAR SOBRE LA SUPERFICIE TERRESTRE
La radiación solar extraterrestre por encima de la superficie terrestre desarrolla un proceso en el cual elimina prácticamente la radiación ultravioleta, además una granparte de la radiación absorbida ( H2O , CO2 , O3 ) y dispersada (moléculas de aire, polvo, vapor de agua, etc.) existente en la atmosfera.
Por lo tanto no toda la radiación solar extraterrestre que intercepta la tierra llega a la superficie, solo las comprendidas dentro de los rangos de 0,29µm y 2,3 µm de longitud de onda, aun en condiciones despejadas y además dependerá esencialmente de laposición relativa tierra_sol.
RADIACION SOLAR GLOBAL, DIRECTA Y DIFUSA
RADIACION GLOBAL (RG)
La radiación solar sufre disminuciones en su intensidad cuando atraviesa la atmosfera terrestre originada por las componentes y partículas contenida en ella. Un efecto muy importante de este fenómeno es la existencia de dos fracciones de radiación solar, la directa y la difusa, que sumados nos da laradiación solar global. La cual podemos medir con un radiómetro o también un piranometro, cuyo censor es un fotosensible.
RADIACION DIRECTA (RD)
Es aquella radiación solar que llega desde el sol directamente sin ninguna interferencia que desvie su trayectoria.
RADIACION DIFUSA (Rd)
Es aquella radiación solar que llega desde el sol, después que ha sufrido algún efecto que desvio sutrayectoria original por los componentes existentes en la atmosfera. Si el cielo esta totalmente nublado el 100% de la radiación solar incidente es de tipo difuso, si esta despejado, el porcentaje de radiación difusa varia entre el 10% y 15% y el resto es radiación solar directa.
RG=RD+Rd
DIRECCION DE LA RADIACION SOLAR INCIDENTE
Para señalar la posición del sol es necesario utilizar un sistema deejes coordenadas definidas en un punto de la superficie terrestre, la radiación solar incidente sobre un plano horizontal fig
DECLINACION (δ)
Es el ángulo entre la dirección tierra _sol y el plano ecuatorial de la tierra, también se define con la distancia con la distancia zenital del sol al medio dia sobre el ecuador.
La declinación varia de -23,4° en solisticio de invierno (verano en elhemisferio sur) y nulo en el equinoccios, cuya aproximación esta dada por.
δ=23 ,45 sen (284 +n)365
Donde n: numero de días, a parir del primer dia del año, y su variación al lo largo del año.
ANGULO DE INCIDENCIA (θ)
El ángulo de incidencia queda definida como el ángulo entre la normal a la superficie y el haz de la radiación
cosθ=senδ sen∅ cosβ-senδ cos∅ senβ cosγ...