Es fundamental conocer y diferenciar los conceptos de irradiación e intensidad radiante.
Se define la irradiación E como la cantidad de energía radiante que llega a una superficie determinada en un tiempo determinado. Por lo tanto, diremos que es la energía que incide sobre una superficie. Se podrá expresar como cualquier tipo de energía, aunque nosotros utilizaremos el julio.
No confundir E con la intensidad radiante I, que en algún libro suele llamarse irradiancia, y que es la energía que incide por unidad de tiempo y de superficie:
I = E / S * t o lo que es lo mismo que: E = I * S * t
Donde:
La cantidad de energía debida a la radiación directa que puede captar una superficie que está expuesta a los rayos solares depende del ángulo existente entre la superficie y los rayos del sol. Cuando dicho ángulo sea de noventa grados, su valor será máximo e irá decreciendo al disminuir este.
También va a variar la intensidad sobre una superficie, al variar el ángulo de incidencia; por lo tanto, si llamamos I’ a la intensidad en una superficie inclinada:
Esto produce que se reciba mucha más energía al mediodía que en las primeras o últimas horas del día, ya que en estos últimos casos el rayo solar roza la superficie terrestre y el ángulo de incidencia es muy grande.
Por tanto, cuando los rayos del Sol no son perpendiculares a una superficie para calcular la irradiación E utilizaremos la fórmula:
El ángulo de incidencia es el formado por los rayos del Sol y la normal a la superficie y se designa por la letra α. Del valor de este ángulo dependerá la energía captada por una superficie.
El piranómetro mide la irradiación total que recibe una superficie en un número de días; este aparato detecta la intensidad de la radiación en cada instante y con un ordenador, se guardan los datos del número de días estudiados.
Ha de estar en una superficie horizontal, perfectamente visible y sin obstáculos que den sombra, para recibir toda la energía solar posible, lo que permite ver la energía disponible en una zona determinada y ver si es viable un sistema que aproveche dicha energía.
Además del piranómetro, existe el pirheliómetro o el heliógrafo y miden también variables relacionadas con la radiación solar.
También hay que tener en cuenta la energía difusa, definida como la enviada por la bóveda celeste, y la de albedo, que es la reflejada por los cuerpos y que debemos sumar a la directa y difusa. Cuanto más claro sea el color del cuerpo, mayor será el albedo del mismo. Esta última forma de energía es despreciable en un colector solar aislado, de forma que solo se tendrá en cuenta cuando haya paredes blancas detrás de él pero esto solamente nos proporcionará un pequeño incremento energético.
La radiación extraterrestre que procedente directamente del Sol, es reflejada al entrar en la atmósfera por la presencia de las nubes, el vapor de agua, etc.. y dispersada por las moléculas de agua, el polvo en suspensión, etc..
Por todo esto la radiación solar que llega a una superficie terrestre procede de tres componentes:
– RADIACIÓN DIRECTA (B): Formada por los rayos procedentes del Sol directamente es decir, que no llegan a ser dispersados.
– RADIACIÓN DIFUSA (D): Aquella procedente de toda la bóveda celeste excepto la que llega del Sol. Originada por los efectos de dispersión mencionados anteriormente.
– RADIACIÓN DEL ALBEDO (R): Procedente del suelo, debida a la reflexión de parte de la radiación incidente sobre montañas, lagos, edificios, etc. Depende muy directamente de la naturaleza de estos elementos. Esta se obtiene del cociente entre la radiación reflejada y la incidente sobre una superficie.
La suma de estas tres componentes da lugar a la RADIACIÓN GLOBAL: G = B+D+R
Google: para mantener una potencia de 1W necesitamos 0.2388cal por segundo, lo que es 14.328 cal por minuto y 860 cal por hora.
si estamos 1 hora moviendo 200W el gasto seria 860×200=172000 cal = 172 kcal.
