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martes, 1 de diciembre de 2009

La energía solar térmica y el color azul.

La energía solar puede ser térmica o fotovoltaica. La diferencia es la finalidad que se le da. La energía fotovoltaica es aquella que será transformada para producir energía eléctrica, mientras que, la energía térmica está dirigida a un uso más cotidiano como por ejemplo, calentar agua o utilizarla para calefacción.


Una vez introducido el concepto, voy a exponer una curiosidad que yo hasta ayer no había pensado. Como sabemos, el color negro, es el que todo el mundo usaría para atraer los rayos solares; de hecho, en verano no somos muy amigos de la ropa de dicho color debido al calor que nos proporciona, u otro ejemplo es, que siempre se ha dicho que los coches de chapa negra, son los que más se calientan; pues bien, entonces, curiosamente, ¿por qué las placas que atraen los rayos solares son azules?

Pues esto tiene una sencilla explicación. Independientemente de que el material de la placa sea aluminio o cobre (los más ultilizados, aunque el primero más económico que el segundo) el color negro, es el que absorbe las radiaciones de todas las longitudes de onda del espectro visible y por tanto el que más temperatura recoge pero; nosotros con una placa solar térmica, buscamos capturar las emisiones del infrarrojo y como última estancia el color rojo del espectro (que son las que más poder calorífico aportan). Luego con dicha finalidad, podriamos decir que nos da igual que refleje el color azul ya que, en términos energéticos nos interesa tanto como el rojo y el infrarrojo. Y por otro lado, el color negro también presenta otro inconveniente, al ser tan eficaz, y al calentarse tanto (calentamiento producido por la agitación de los electrones) los electrones llegan a cambiar de estado energético, perdiendo así la propiedad que nos interesa. Por tanto, si pensamos en el color más proximo al negro, tenemos el azúl. Y así evitariamos esta pérdida energética por sobreexcitación y damos explicación al color de las placas solares térmicas.

Tras está explicación puede surgirnos la pregunta de porqué entonces no pueden ser amarillas o verdes las placas solares. La respuesta es porque, no podemos perder de vista nuestro objetivo que es almacenar la maxima radiación posible, y al utilizar el color azul, utilizamos un color que tiene una longitud de onda muy proxima al siguiente grupo de radiaciones y por tanto, la pérdida energética sería mínima. En el siguiente dibujo vemos como el rojo y el infrarrojo por su corta longitud de onda son los más energéticos, mientras que, el azul es el menos energético.



Por último mencionar que en Sevilla se ha montado un centro de energía solar extensiva, la cual consiste en un campo de espejos, que proyectan la luz hacia un mismo punto con la finalidad de conseguir energía térmica desde ese punto y transformarla con un generador de forma diferente.


Actualemente, no cabe duda que la energía solar no se sabe aprovechar lo suficiente como para sustituir las fuentes de enrgía por excelencia, como son el petroleo y el carbón. Pero no podemos asegurar que en un futuro esta tecnología no avance hasta un punto en el que pueda sustituirlos.

6 comentarios:

  1. Hola...

    Este verano (agosto 2009), lleve a cabo un par de experiencias con energia solar termica: una cocina solar, existen varios modelos para construir uno mismo; yo utilice una cacerola de esas esmaltadas, de las que llaman de porcelana (las de toda la vida), pintandola en negro mate. Consegui cocer judias verdes y tambien huevos. La cocina consiste en un recinto forrado de aluminio para reflejar luz a todo el alrededor de la cacerola, que a su vez se situa en el centro de este recinto (recibe luz por todos los lados), a su vez la cacerola esta metida en una bolsa de plastico transparente para hacer efecto invernadero; no pude medir la temperatura alcanzada, pero ya digo que coci unos huevos. Estoy interesado en el detalle que describes del cambio de estado energetico de los electrones ¿a que temperatura se produce este cambio?, ¿seria este efecto aplicable a una cocina como la descrita?, ¿mejoraria la eficiencia pintando la cacerola en azul oscuro?

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  2. Estoy casi segura de que si mejoraría la eficiencia y lo de si es aplicable sería cuestión de probarlo, pero no en principio no veo porque no. El dato de la temperatura debo de reconocer que es una muy buena pregunta, y creo que es un nivel de fisica que no alcanzo. De todas formas si puedo decirte que seguro que depende muchisimo de las condiciones ambientales en las que te encuentes, altura, presión, temperatura ambiente, etc. Pero de todas formas voy a ver si lo investigo y te lo publico ok? No te prometo nada pero muchas gracias por interesarte.

    Un saludo:)

    Bea

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  3. He averiguado algo mas para tu cocina sostenible. La temperatura del salto del electrón, conocida en el mundillo como "gap", depende del material que esté compuesta la pintura, que es la que está absorbiendo la radiación. Creo que no puedo decirte mucho más, de todas formas muchas gracias por interesarte y mucha suerte!

    Un saludo

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  4. Bueno, la pintura la compre en un bazar, era uno de esos sprays que usan los grafiteros, no me fije ni en la marca. No tengo claro como comparar la eficiencia de la cacerola actual (negra mate) con la "experimental" (azul); en cualquier caso tendre que esperar al buen tiempo. Feliz salida y entrada de año.

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  5. ¨material de la placa sea aluminio o cobre (los más ultilizados¨
    1º: las celulas fotoeléctricas se fabrican con silicio (casi el 100% de estas) al menos mientras el grafeno siga siendo dificil de obtener se utiliza el silicio como semiconductor.

    ¨los electrones llegan a cambiar de estado energético pudiendo convertirse por ejemplo en iones¨
    2º Un ión es un átomo cuyo estado no es neutral, ya que por algún motivo su carga eléctrica no es nula, esto se debe a que ha ganado un electrón o ha perdido un electrón, pero un electrón no se convierte en ión. Esto es química muy básica...

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  6. Hola "desconocido"

    Gracias por tu comentario, aunque creo que hay muchas formas de decir las cosas.. tienes razón. Esta entrada es de hace mucho tiempo, cuando mi formación académica era menor. No obstante, eso no justifica el error de "química muy básica" que comentas, por tanto será corregido.

    Con respecto al material de construcción, como ves esta entrada es de hace 8 años aunque no quiero decir que por aquel entonces también fueran todas 100% de silicio. Si pudieses facilitarme una fuente lo cambiaría y lo mencionariá.

    Gracias.

    Un saludo.

    Bea.

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