FUNDAMENTOS DE LA ENERGÍA SOLAR

El aprovechamiento de la radiación solar mediante su conversión directa en energía térmica requiere una tecnología relativamente simple, ya que, en suma, se trata de imitar un fenómeno que la Naturaleza realiza constantemente.

En un típico día despejado y en los momentos en que el Sol está alto sobre el horizonte, sobre cada metro cuadrado de suelo horizontal incide casi un kilovatio-hora de energía radiante. Dicha energía se transforma íntegramente en calor, elevando la temperatura de los cuerpos materiales sometidos a su acción.

Para hacerse una idea de lo que significa, en términos cuantitativos dicha energía, señalemos que es similar a la energía radiante que puede emitir, en el mismo periodo de tiempo, un radiador de calefacción por agua caliente de aproximadamente

un metro cuadrado de área o la producida por una placa o calentador eléctrico de 1.000 vatios de potencia, un valor corriente entre los aparatos que existen en el mercado.

Más importante incluso que la cantidad absoluta de energía recibida en un área y periodo de tiempo determinados es la intensidad con que dicha energía alcanza la superficie, es decir, la mayor o menor concentración del flujo energético, puesto que dicha intensidad es el factor que más influye en la capacidad de elevar la temperatura del cuerpo que recibe la radiación.

La inclinación con la que las ondas de radiación (es decir, los rayos del Sol) inciden sobre la superficie que deseamos calentar determinará asimismo la intensidad de la energía térmica recibida. Cuanto más oblicuos sean los rayos con respecto a dicha superficie, la energía total que transporte un haz se repartirá sobre un área más extensa y, por tanto, la intensidad de sus efectos será más débil en cada punto de la misma.

Debido a la inclinación del eje de rotación de la Tierra con respecto al plano sobre el cual se traslada alrededor del Sol, los rayos solares inciden con diferente ángulo según la época del año. En invierno, lo hacen con un ángulo más pequeño respecto a la horizontal, lo contrario que en verano, época en la que incluso llegan a alcanzar la vertical en las horas centrales del día y en las zonas cercanas al Ecuador.

Lo anterior es la causa de que, aun con cielo completamente libre de nubes, la energía total que incide a lo largo de un día sea considerablemente mayor en verano que en

invierno. Aun así, en un día claro de invierno se recibe suficiente energía para que, aprovechándola de forma adecuada, se puedan satisfacer muchas de las necesidades básicas, incluido el cocinado de alimentos mediante cocinas solares.

Aunque todos sabemos que es la Tierra la que gira alrededor del Sol y no al revés, a efectos prácticos el Sol se comporta como una luminaria que se eleva diariamente desde el Este hacia el Oeste, describiendo en el cielo una trayectoria en forma de arco, más o menos amplia, según la época del año.

Debido a la mayor verticalidad de los rayos solares, si consideramos la energía incidente sobre una cierta superficie horizontal y durante un periodo de tiempo determinado, por ejemplo durante una o dos horas, resultará que ésta será mucho mayor en las horas centrales del día que en las horas inmediatamente posteriores al amanecer o anteriores a la puesta del Sol.