Gestión de la radiación solar
La energía radiante, también conocida como radiación electromagnética (REM), es la energía que se transmite sin movimiento de masa. En términos prácticos, es la energía que se encuentra en las ondas electromagnéticas, también conocidas como luz. La luz está formada por partículas individuales llamadas fotones, cada una de las cuales lleva un pequeño “paquete” de energía. Como los fotones son tan pequeños, la energía de la luz suele medirse en electronvoltios. Algunos ejemplos de energía radiante son el calor que irradia una estufa caliente y el calor de la luz solar directa. Esta onda electromagnética puede verse en la figura 1.
No toda la energía radiante es visible (véase la figura 2). Sólo los fotones que se encuentran dentro de un rango muy pequeño de energías pueden ser vistos por las personas, lo que se conoce comúnmente como luz visible. Los fotones con energías más bajas se encuentran en las microondas, las ondas de radio y la radiación infrarroja (que se siente como calor). Los fotones de mayor energía se encuentran en los rayos ultravioleta, en los rayos X y en los rayos gamma.
Figura 2. El espectro electromagnético:[2] a mayor energía corresponde menor longitud de onda y mayor frecuencia, ya que las tres magnitudes están estrechamente relacionadas. La energía radiante de un fotón puede abarcar muchos órdenes de magnitud (¡un factor de 1024!), pero sólo hay una parte muy pequeña que es visible, como se muestra aquí.
Radiación solar w/m2
La energía solar es la energía que proporciona el Sol en forma de radiación solar. Cada día el Sol irradia, o envía, una enorme cantidad de energía. Esta energía radiante ha alimentado la vida en la Tierra durante millones de años y es una de las fuentes de energía más importantes para las formas de vida. La energía solar es un recurso renovable y cada vez es más frecuente que esta energía se convierta y se utilice como alternativa a los combustibles fósiles. Muchas tecnologías pueden aprovecharla directamente para producir electricidad solar que se utiliza en hogares y empresas de todo el mundo.
La energía solar es la luz y el calor radiante del Sol, y puede aprovecharse mediante una serie de tecnologías como la calefacción solar, la electricidad solar fotovoltaica y la solar térmica. La energía solar es una fuente de energía renovable, sostenible y totalmente inagotable, a diferencia de los combustibles fósiles, que son finitos.
La energía solar radiante o lumínica se produce en el Sol como resultado de las reacciones de fusión nuclear y se transmite a la tierra a través del espacio mediante radiación electromagnética en cuantos o paquetes de energía llamados fotones. Esta energía luminosa puede utilizarse mediante un proceso llamado fotovoltaico, que produce electricidad directamente (foto significa luz y voltaico se refiere a la electricidad). Este proceso se utiliza cada vez más a medida que la tecnología se desarrolla y resulta más económica. Se utiliza mucho en las calculadoras que funcionan con energía solar y otros dispositivos.
Constante solar
El efecto escudo de la atmósfera terrestre sobre la irradiación solar. La imagen superior es la irradiación solar media anual (o insolación) en la parte superior de la atmósfera terrestre (TOA); la imagen inferior muestra la insolación anual que llega a la superficie de la Tierra tras atravesar la atmósfera. Nótese que las dos imágenes utilizan la misma escala de colores.
La irradiancia solar suele integrarse en un periodo de tiempo determinado para informar de la energía radiante emitida al entorno (julios por metro cuadrado, J/m2) durante ese periodo. Esta irradiación solar integrada se denomina irradiación solar, exposición solar, insolación solar o insolación.
El estudio y la medición de la irradiación solar tienen varias aplicaciones importantes, como la predicción de la generación de energía de las centrales solares, las cargas de calefacción y refrigeración de los edificios y la modelización del clima y la predicción meteorológica.
Triángulo esférico para la aplicación de la ley esférica de los cosenos para el cálculo del ángulo cenital solar Θ para un observador en latitud φ y longitud λ a partir del conocimiento del ángulo horario h y la declinación solar δ. (δ es la latitud del punto subsolar, y h es la longitud relativa del punto subsolar).
Ghi solar
El sol es la fuente de la vida en nuestro planeta Tierra y, directa o indirectamente, es el combustible de la mayoría de los sistemas renovables. Los sistemas fotovoltaicos y termosolares, así como las centrales térmicas solares, convierten la irradiación solar directamente en energía utilizable. Siguiendo con nuestra serie de Fundamentos, Volker Quaschning ofrece una visión general del recurso de la energía solar.
Cuando se habla de radiación solar se utilizan varios términos. Sin embargo, estos términos se utilizan a menudo de forma incorrecta, incluso por algunos especialistas en energía solar. La potencia radiante específica total, o flujo radiante, por área que llega a una superficie receptora Spectrum AM 0 (extraterrestre) Spectrum AM 1.5 (terrestre) se denomina irradiancia. La irradiancia se mide en W/m² y tiene el símbolo E. Al integrar la irradiancia durante un determinado periodo de tiempo se convierte en irradiación solar. La irradiación se mide en J/m² o Wh/m², y se representa con el símbolo H. A efectos de la iluminación natural, sólo se considera la parte visible de la luz solar. La cantidad análoga a la irradiancia para la luz visible es la iluminancia. Se utiliza la unidad lm/m² (lumen/m²) o lx (lux).
