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Introducción a la Radiación Solar

La energía solar se produce por las reacciones nucleares de fusión que se producen en el interior del Sol, donde los átomos de hidrógeno se combinan entre sí para formar átomos de helio liberando energía, que va desde el interior hasta la superficie solar y desde aquí se irradia en todas las direcciones.

Podemos decir que la intensidad de radiación será mayor cuanto más cerca del Sol se éste al repartirse la energía solar sobre una superficie cada vez menor y será menor cuanto más alejado del Sol al repartirse sobre una superficie cada vez mayor. Al alejarnos del Sol, la radiación se debilita. 

La irradiación (E): es la cantidad de energía radiante que llega a una superficie determinada en un periodo de tiempo determinado, es decir, es la energía que incide sobre una superficie. La energía que irradia llega a la Tierra a través del espacio en cuantos de energía que llamamos fotones. Un fotón es la cantidad mínima de energía de las partículas que constituyen la luz o cualquier otra radiación electromagnética.

Otro parámetro que interviene en la radiación solar es la Intensidad radiante o Irradiancia (I) que es la energía que incide por unidad de tiempo y de superficie.

I = E / S x t → E = I x S x t

donde: Irradiancia (I): W/m2; Superficie (S): m2; tiempo (t):seg y Irradiación (E): Julios.

La cantidad de energía debida a la radiación directa que puede captar una superficie que sta expuesta a los rayos solares dependen del ángulo existente entre la superficie y los rayos solares, es decir, cuando el ángulo es de 90º su valor será máximo e irá decreciendo al disminuir éste.

También varía la intensidad sobre una superficie al variar el ángulo de incidencia, es decir, el formado por los rayos del Sol y la normal a la superficie.

I’ = I x cos α

Esto produce que que se reciba mas energía al mediodía que en las primeras y últimas horas del día ya que en este último caso, el rayo roza la superficie terrestre y el ángulo de incidencia es muy grande. Cuando los rayos de Sol no son perpendiculares a una superficie para calcular la Irradiación E usamos:

E = I x cos α x S x t

Otro aspecto a considerar es que la atmósfera es un obstáculo a la radiación solar, ya que las nubes reflejan la radiación y las moléculas que forman el aire absorben parte de la radiación aunque estemos en días despejados.

La radiación puede ser directa, es la que llega directamente del Sol y la radiación difusa, es la que no llega en línea recta, sino que es rebotada por la atmósfera produciendo cambios en su dirección. La radiación total es la suma de todas las radiaciones, en días nublados, la única forma de energía es la difusa que se filtra por la capa de nubes mientras que en días soleados, la radiación es la directa, ya que es mucho mayor.

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