¿Qué es la radiación solar?: tipos y aplicaciones en la energía solar

Imagina un día soleado. Sientes el calor en tu piel, ves la luz brillante que ilumina todo tu alrededor, y quizás incluso notes cómo las plantas se inclinan hacia el cielo. Lo que estás experimentando, aunque no puedas verlo directamente, es la radiación solar.

La radiación solar es fundamental para la vida en la Tierra y, además, es una fuente de energía limpia y renovable. Aprovechar los rayos solares para generar electricidad y calor es una de las formas más sostenibles de cubrir las necesidades energéticas actualmente.

En este artículo, descubrirás qué es la radiación solar, cómo se mide, sus diferentes tipos y las aplicaciones prácticas así como la relación de la radiación solar con la energía solar para mejorar tus necesidades en el autoconsumo fotovoltaico de tu hogar.

¿Qué vas a leer en este artículo?

1. ¿Qué es la radiación solar?

   • ¿Cómo medir la radiación solar?

2. ¿Cuáles son los tipos de radiación solar?

3. Aplicaciones prácticas de la radiación solar

4. Radiación solar y energía solar: Solar360

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¿Qué es la radiación solar?

La radiación solar es la energía que emite el Sol en forma de ondas electromagnéticas, es decir, el conjunto de rayos solares que llegan a la Tierra desde el Sol. Esta energía solar viaja a través del espacio y llega a la Tierra, donde se manifiesta en forma de rayos del sol visibles, calor y luz ultravioleta.

Los organismos vivos, como los los seres humanos también se benefician de la energía solar, ya que la exposición al sol ayuda a nuestro cuerpo a producir vitamina D, esencial para fortalecer los huesos, mejorar el sistema inmunológico y promover el bienestar general, o como las plantas que dependen de esta energía para procesos esenciales como la fotosíntesis.

Además, los humanos hemos aprendido a aprovechar la radiación solar para producir electricidad mediante tecnologías como los paneles solares. Los rayos del sol que alcanzan la superficie terrestre varían según la ubicación geográfica, el clima y la hora del día, factores que influyen directamente en el rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas.

La radiación solar es esencial para mantener el equilibrio energético del planeta y afecta el clima, la temperatura y muchos otros aspectos de la vida en la Tierra. Pero, si te estás preguntando, ¿cómo se mide? A continuación, tienes la respuesta.

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¿Cómo medir la radiación solar?

La medición de la radiación solar es fundamental para comprender su impacto en la Tierra y para diseñar sistemas eficientes de energía solar. La radiación solar se mide principalmente mediante la irradiancia, que indica la potencia de la radiación solar por unidad de superficie, utilizando un dispositivo llamado piranómetro o sensor de radiación.

Este sensor se coloca en una posición orientada al sur, en un área despejada de sombras, para asegurar que los datos recolectados sean precisos. La medición de la radiación se realiza en vatios por metro cuadrado (W/m²), que es la unidad estándar para medir la potencia. Este procedimiento se lleva a cabo en todas las estaciones meteorológicas y, por lo general, se registra en intervalos de tiempo de diez minutos o durante un periodo de 24 horas, lo que permite calcular promedios de la radiación solar recibida en ese tiempo.

Si es necesario convertir los datos de potencia (W/m²) a energía (julios por metro cuadrado, J/m²), se debe multiplicar el valor por la cantidad de segundos que corresponden al intervalo de tiempo deseado.

Por ejemplo, para un intervalo de 10 minutos, se multiplica por 600 segundos, mientras que para 24 horas se utiliza 86.400 segundos. Este proceso proporciona una medida más completa de la energía solar que llega a la superficie durante un periodo específico, expresada en julios por metro cuadrado (J/m²), lo que resulta útil para analizar el rendimiento de los sistemas solares.

Otras formas diferentes de medirla son a través de:

• Pirómetros. Instrumentos que miden la radiación solar directa. Estos dispositivos capturan los rayos solares que inciden directamente sobre una superficie.

   

• Índice de radiación solar. Este índice varía según la ubicación y se calcula para determinar la cantidad de radiación ultravioleta que llega a una zona específica en un momento determinado.

Estos instrumentos son fundamentales en proyectos de energía solar, ya que permiten optimizar la captación de los rayos solares y maximizar la eficiencia energética.

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¿Cuáles son los tipos de radiación solar?

La radiación solar se clasifica en función de cómo llega a la superficie terrestre y de los tipos de rayos solares que la componen. Esta clasificación es fundamental para entender cómo funciona la energía solar y cómo se puede aprovechar de manera eficiente para la producción de electricidad mediante paneles fotovoltaicos. Los tipos de radiación se clasifican atendiendo a:

Según la forma en que llega a la Tierra:

• Radiación solar directa. Este tipo de radiación es la que llega directamente a la Tierra sin haber sido desviada o dispersada en su trayecto a través de la atmósfera. Es la más intensa y la más aprovechada por los sistemas solares fotovoltaicos.

   

  La radiación solar directa es esencial para la eficiencia de los paneles, ya que proporciona la mayor cantidad de energía solar pasiva utilizable.

   

• Radiación solar difusa. A diferencia de la radiación directa, la radiación difusa llega a la Tierra después de haber sido dispersada por partículas presentes en la atmósfera, como gases, nubes o polvo.

   

  Aunque es menos intensa, sigue siendo útil para la producción de energía solar, ya que los paneles fotovoltaicos pueden capturar esta radiación, aunque en menor cantidad. En días nublados, la radiación difusa es la que predomina.

   

• Radiación solar reflejada. También conocida como radiación albedo, es la radiación solar que se refleja en la superficie de la Tierra, ya sea en el suelo, en el agua o en superficies como edificios y carreteras.

   

  Este tipo de radiación aunque no es tan eficiente para la producción de energía solar como la directa, contribuye a aumentar la cantidad total de radiación que los paneles solares pueden captar en ciertas condiciones.

Según los tipos de rayos solares: 

• Rayos infrarrojos (IR). Estos rayos tienen una longitud de onda más larga que la luz visible y emiten calor. Todos los cuerpos cuya temperatura sea superior a 0 grados Kelvin (es decir, -273,15°C) emiten rayos infrarrojos.

   

  Podemos mencionar que los rayos infrarrojos no son visibles para el ojo humano, juegan un papel importante en el calentamiento global y también pueden influir en la temperatura de las placas solares, afectando ligeramente a su eficiencia.

   

• Rayos visibles (VI). Son los rayos de luz que el ojo humano puede percibir como colores, que incluyen el rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta. Estos rayos visibles representan una parte importante de la energía solar que se utiliza en la producción de electricidad mediante paneles fotovoltaicos.

   

  La luz visible es clave en la energía fotovoltaica, ya que es la que se convierte directamente en energía eléctrica a través de las celdas solares.

   

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• Rayos ultravioleta (UV). Son rayos de alta energía que no son visibles para el ojo humano y que tienen importantes efectos en la salud de las personas y en los materiales.

  Además, los rayos ultravioleta se dividen en tres subcategorías:

   

  • Ultravioleta A (UVA). Son los rayos que logran atravesar la atmósfera con mayor facilidad y llegan en su mayoría a la superficie terrestre. Aunque menos dañinos que otros tipos de rayos UV, los UVA pueden causar daños en la piel y degradar ciertos materiales expuestos a la luz solar.

     

  • Ultravioleta B (UVB). Estos rayos son parcialmente filtrados por la atmósfera, pero una parte de ellos alcanza la superficie de la Tierra. Son los más conocidos por causar quemaduras solares y son responsables de los daños más graves en la piel, como el envejecimiento prematuro o el cáncer de piel.

     

  • Ultravioleta C (UVC). Los rayos UVC son los más peligrosos debido a su alta energía, pero afortunadamente no llegan a la superficie terrestre, ya que son completamente absorbidos por la capa de ozono en la atmósfera. Sin esta protección, los rayos UVC podrían causar daños severos a la vida en la Tierra.