Conceptos básicos 2 :
¿ Cual rinde más y por que ? ¿ Por que un panel solar térmico rinde varias veces más que un panel solar fotovoltaico ?
El sol emite radiación en todo el espectro, que va desde las ondas de radio hasta los rayos gamma. Nuestros ojos son sensibles a longitudes de onda que van desde aproximadamente 380 hasta 750 nm (el espectro visible). Alrededor del 45% de la radiación total emitida por el sol se localiza en este espectro visible. El resto se encuentra en la forma de luz infrarroja (IR) más del 50% y de luz ultravioleta (UV) menos del 5%.
La figura muestra el espectro solar que llega a la superficie de la tierra después de atravesar 1,5 atmósferas (masa de aire 1,5). A lo largo del eje "X" vemos la longitud de onda de cada fotón individual y a lo largo del eje "Y" vemos la intensidad de potencia medida en cada intervalo de longitud de onda del fotón. Las fuertes caídas en el espectro representan la absorción de irradiación en la atmósfera, debido principalmente al oxígeno, ozono, vapor de agua y dióxido de carbono.
En la fotovoltaica los fotones necesitan tener una cantidad mínima de energía con el fin de hacer que la corriente eléctrica fluya en la celda fotovoltaica. Por lo tanto, para las celdas fotovoltaicas de silicio convencionales, solamente los fotones con longitud de onda en el rango de 300-1050 nm pueden ser utilizados (aproximadamente 80% del espectro). Para aplicaciones de energía solar térmica, sin embargo, se utiliza tanto luz visible como radiación infrarroja.
La radiación solar se compone de radiación directa y radiación difusa (reflejada por las nubes) . En conjunto éstas se conocen como radiación global.
En días claros y soleados la radiación es directa. En los días nublados la radiación es principalmente difusa con bajos niveles de radiación directa. La intensidad de la radiación varía desde unos pocos 100 W/m2 en días nublados hasta 1000 W/m2 en días con cielo claro.
La radiación difusa es una función de la cantidad de vapor de agua, partículas de polvo y otras trazas de elementos en la atmósfera que hacen que la luz se disperse.
El albedo representa la cantidad de luz que es reflejada por las superficies circundantes, normalmente las superficies terrestres o acuáticas como el mar, lagos, ríos, etc. Las diferentes cubiertas del suelo y características de la tierra varían la cantidad de reflexión de albedo (por ejemplo : vegetación, agua, nieve, etc.). Altos valores de albedo implican mayor reflexión y por lo tanto mayor radiación difusa que golpea los módulos fotovoltaicos o colectores térmicos. El albedo varía desde 0 (cero) sin reflexión para cuerpos negros hasta 0,8 a 0,9 para la altamente reflectante nieve fresca.
Los módulos fotovoltaicos funcionan mejor bajo radiación directa y sufren reducciones significativas en la salida de potencia bajo condiciones difusas. Los colectores solares térmicos pueden producir calor tanto de radiación directa como difusa. Las tecnologías solares de concentración de calor requieren radiación directa normal. Esto significa que siempre deben estar mirando al sol, por lo tanto, siempre se debe incorporar un sistema de seguimiento solar (tracking).
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