Con la energía solar se puede :
• Calentar agua para baños y calefacción
• Cocinar y hornear
• Secar vegetales y frutas de manera rápida y limpia
• Destilar agua salada para convertirla en agua dulce. Etc.
Para elaborar artefactos que aprovechan la energía solar hay que tomar en cuenta algunos factores , como los mencionados a continuación
1. Propagación del calor
El calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por radiación. La conducción es la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo que hace que el asa de un atizador se caliente aunque sólo la punta esté en el fuego. La convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y calientes: es la causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque sólo su parte inferior esté en contacto con la llama.
Radiación
El calor del Sol llega a la Tierra después de un largo viaje a través del espacio vacío. El calor del Sol no se propaga ni por conducción, ni por convección. Esta forma de propagación de la energía calorífica que no precisa soporte material se
denomina radiación. Este tipo de propagación del calor también se da en lámparas eléctricas.
Conducción
En los sólidos el calor se propaga por conducción. La conducción es la forma que tiene el calor de propagarse por los sólidos. Hay sólidos que son buenos conductores del calor, como los metales, y otros que conducen con dificultad el calor, como la madera
o el corcho. Por eso, las paredes de las casas se recubren de estos materiales, para asegurar un buen aislamiento térmico.
Convección
En los líquidos y en los gases el calor se propaga por convección. Las moléculas calientes de un líquido o de un gas tienen tendencia a elevarse, mientras que las moléculas frías tienden a descender. Así, se forman unas corrientes, llamadas de convección,
que ayudan a transportar el calor a todas partes.
2. Propiedades ópticas de los materiales
Luz y la superficie:
Cuando la luz incide sobre una superficie, cambia la dirección y calidad de la misma, esta puede ser: Reflejada, absorbida, difundida o bien la mezcla de las tres.
absorción : Es cuando la luz que incide sobre una superficie oscura (negra), es absorbida totalmente. Los elementos oscuros transforman la energía luminosa en calor. Un ejemplo de ello, sería el color oscuro a la hora de fabricar o diseñar la ropa de invierno, para captar más calor a través de la luz solar.
reflexión : Es cuando la luz incide sobre una superficie muy clara y brillante, por ejemplo la que se produce en un espejo. Toda la luz es reflejada en una dirección casi única, no en todas las direcciones como establecía la ley de Lambert. Para la reflexión especular, la luz llega y esta rebota al alcanzar la superficie.
Transmisión : Por transmisión Directa, cuando la luz penetra en un plástico o cualquier cuerpo, sin ser dispersada o difusa por las irregularidades en la superficie.
Transmisión Difusa es cuando una cierta cantidad de luz que es dispersada o difusa por las irregularidades de la superficie. Alguna clase de materiales como los cristales difunden la luz dura que los penetra, transformándola en luz más blanda.
3. Propiedades térmicas de los materiales
Materiales conductores o aislantes térmicos. PROPIEDADES TÉRMICAS Determinan el comportamiento de los materiales frente al calor. Conductividad térmica : es la propiedad de los materiales de transmitir el calor, produciéndose, lógicamente una sensación de frió al tocarlos. Un material puede ser buen conductor térmico o malo.
Ejemplo : los metales son conductores térmicos, se calientan rápidamente con el calor.
Sin embargo los materiales aislante s es decir malos conductores son de gran utilidad pues , impiden que el salir se escape o que el frío entre , ejemplo , la olla bruja esta hecha con un material aislante que mantiene el calor adentro de la caja. En algunos modelos de hornos solares se ocupa un material aislante para su elaboración..
Los materiales aislante que se conocen son la plumavit, la lana de vidrio, las maderas aglomeradas,
Además se toma en cuenta los espacios entre superficies , el aire es el mejor elemento aislante , por eso los termos son dobles el espacio de aire que queda entremedio de su interior ayuda a que dure mas tiempo la temperatura de los alimentos.
Artefactos solares
• Desalinizador solar
EL desalinizador solar sirve para evaporar agua de mar, elevar el aire húmedo y condensar el vapor. Está compuesto por un evaporador solar que captura la energía solar para calentar el agua salada de su interior, evaporarla y posterior condensación, y se concierte en agua destilada dulce.
• Secador solar de frutos
Los dos elementos básicos de un secador solar son: el colector, donde la radiación calienta el aire y la cámara de secado, donde el producto es deshidratado por el aire que pasa. Estos elementos pueden diseñarse de diferentes formas para integrarse a diferentes equipos de secado solar.
• Cocinas y hornos solares
Los hornos solares son artefactos que permiten cocinar alimentos usando el sol como fuente de energía. Se dividen en dos familias:
• De concentranción. Se basan en concentración de la radiación solar en un punto, típicamente a través de un reflector parabólico. En dicho punto se coloca la olla que cocinará los alimentos. Generan altas temperaturas y permiten freír alimentos o hervir agua. Son particularmente peligrosas al usuario si no se tiene cuidado y si no usas el tipo de protección debe ser necesario.
• Horno o caja. El horno o caja solar es una caja térmicamente aislada, diseñada para capturar la energía solar y mantener caliente su interior. Los materiales generalmente son de baja conducción de calor, lo que reduce el riesgo de quemaduras a los usuarios y evita la posibilidad de incendio tanto de la cocina como en el lugar en el que se utiliza. Además los alimentos no se queman ni se pasan conservando así su sabor y valor nutritivo.
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