ESTUDIO SOBRE EL SOL , SU ESTRUCTURA Y APROVECHAMIENTO
INTRODUCCION En el trabajo que se presenta a continuación se trata un tema muy importante El Sol, muchos sabemos que el sol es el que nos proporciona la claridad del día y el calor, pero no sabemos realmente qué es, como está formado y como es su sistema. En este trabajo conoceremos estos detalles y métodos para el aprovechamiento de esta estrella y así solucionar los problemas de falta de energía. CAPITULO I PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El planteamiento del problema referido al sol viene por la falta de conocimiento que tenemos sobre él, la mayoría de jóvenes estudiantes de secundaria conocen lo básico del Sol, lo vemos día a día, sabemos el aprovechamiento que tiene en las plantas, en la visibilidad, en el calor que nos proporciona, etc. Pero en realidad sabemos poco sobre él, no conocemos su estructura, su composición, su distancia a la tierra, la producción de energía, el tiempo de vida del sol como estrella, sus capas, su importancia de energía solar en la tierra. Hoy en día en un mundo que necesita energía eléctrica por la escasez de esta debemos de dar a conocer al sol para su estudio y sus aplicaciones y aprovechamiento que podemos utilizar de ella y así poder generar más recursos. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION El objetivo principal de este proyecto de investigación es estudiar, comprender, analizar y conocer a fondo sobre el Sol, su estructura y su importancia. -
Dar a conocer ideas sobre el aprovechamiento de energía.
JUSTIFICACION Por la falta de conocimiento e investigación en los jóvenes acerca de esta estrella hago este proyecto pues dar a conocer todo sobre ella y su importancia nos ayudara a promover el aprovechamiento de la misma para ayudar a generar energía y dedicarnos más a la investigación sobre la astrología. CAPITULO II
MARCO TEORICO DEFINICION DE SOL El Sol es una estrella del tipo espectral G2 que se encuentra en el centro del Sistema Solar y constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de este sistema planetario. La Tierra y otros cuerpos (incluidos otros planetas, asteroides, meteoroides, cometas y polvo) orbitan alrededor del Sol. Por sí solo, representa alrededor del 98,6 por ciento de la masa del Sistema Solar. La distancia media del Sol a la Tierra es de aproximadamente 149.600.000 kilómetros (92.960.000 millas) y su luz recorre esta distancia en 8 minutos y 19 segundos. La energía del Sol, en forma de luz solar, sustenta a casi todas las formas de vida en la Tierra a través de la fotosíntesis, y determina el clima de la Tierra y la meteorología. Es la estrella del sistema planetario en el que se encuentra la Tierra; por tanto, es el astro con mayor brillo aparente. Su visibilidad en el cielo local determina, respectivamente, el día y la noche en diferentes regiones de diferentes planetas. En la Tierra, la energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena trófica, siendo así la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos. El Sol es una estrella que se encuentra en la fase denominada secuencia principal, con un tipo espectral G2, que se formó entre 4.567,9 y 4.570,1 millones de años y permanecerá en la secuencia principal aproximadamente 5000 millones de años más. El Sol, junto con todos los cuerpos celestes que orbitan a su alrededor, incluida la Tierra, forman el Sistema Solar. A pesar de ser una estrella mediana, es la única cuya forma se puede apreciar a simple vista, con un diámetro angular de 32' 35" de arco en el perihelio y 31'31" en el afelio, lo que da un diámetro medio de 32' 03". La combinación de tamaños y distancias del Sol y la Luna son tales que se ven, aproximadamente, con el mismo tamaño aparente en el cielo. Esto permite una amplia gama de eclipses solares distintos (totales, anulares o parciales).
NACIMIENTO Y MUERTE DEL SOL El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.500 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un billón de años en enfriarse. Se formó a partir de nubes de gas y polvo que contenían residuos de generaciones anteriores de estrellas. Gracias a la metalicidad de dicho gas, de su disco circumestelar surgieron, más tarde, los planetas, asteroides y cometas
del Sistema Solar. En el interior del Sol se producen reacciones de fusión en las que los átomos de hidrógeno se transforman en helio, produciéndose la energía que irradia. Actualmente, el Sol se encuentra en plena secuencia principal, fase en la que seguirá unos 5000 millones de años más quemando hidrógeno de manera estable. Llegará un día en que el Sol agote todo el hidrógeno en la región central al haberlo transformado en helio. La presión será incapaz de sostener las capas superiores y la región central tenderá a contraerse gravitacionalmente, calentando progresivamente las capas adyacentes. El exceso de energía producida hará que las capas exteriores del Sol tiendan a expandirse y enfriarse y el Sol se convertirá en una estrella gigante roja. El diámetro puede llegar a alcanzar y sobrepasar al de la órbita de la Tierra, con lo cual, cualquier forma de vida se habrá extinguido. Cuando la temperatura de la región central alcance aproximadamente 100 millones de kelvins, comenzará a producirse la fusión del helio en carbono mientras alrededor del núcleo se sigue fusionando hidrógeno en helio. Ello producirá que la estrella se contraiga y disminuya su brillo a la vez que aumenta su temperatura, convirtiéndose el Sol en una estrella de la rama horizontal. Al agotarse el helio del núcleo, se iniciará una nueva expansión del Sol y el helio empezará también a fusionarse en una nueva capa alrededor del núcleo inerte -compuesto de carbono y oxígeno y que por no tener masa suficiente el Sol no alcanzará las presiones y temperaturas suficientes para fusionar dichos elementos en elementos más pesados-que lo convertirá de nuevo en una gigante roja, pero ésta vez de la rama asintótica gigante y provocará que el astro expulse gran parte de su masa en la forma de una nebulosa planetaria, quedando únicamente el núcleo solar que se transformará en una enana blanca y, mucho más tarde, al enfriarse totalmente, en una enana negra. El Sol no llegará a estallar como una supernova al no tener la masa suficiente para ello. Si bien se creía en un principio que el Sol acabaría por absorber a Mercurio, a Venus y a la Tierra al convertirse en gigante roja, la gran pérdida de masa que sufrirá en el proceso hizo pensar por un tiempo que la órbita terrestre al igual que la de los demás planetas del Sistema Solar se expandiría posiblemente y salvaría a nuestro planeta de ese destino. Sin embargo, un artículo reciente postula que ello no ocurrirá y que las interacciones mareales, así como el roce con la materia de la cromosfera solar, harán que nuestro planeta sea absorbido.
Ciclo de vida del Sol.
ESTRUCTURA DEL SOL Como toda estrella, el Sol posee una forma esférica, y a causa de su lento movimiento de rotación, tiene también un leve achatamiento polar. Como en cualquier cuerpo masivo, toda la materia que lo constituye es atraída hacia el centro del objeto por su propia fuerza gravitatoria. Sin embargo, el plasma que forma el Sol se encuentra en equilibrio, ya que la creciente presión en el interior solar compensa la atracción gravitatoria, lo que genera un equilibrio hidrostático. Estas enormes presiones se producen debido a la densidad del material en su núcleo y a las enormes temperaturas que se dan en él gracias a las reacciones termonucleares que allí acontecen. Existe, además de la contribución puramente térmica, una de origen fotónico. Se trata de la presión de radiación, nada despreciable, que es causada por el ingente flujo de fotones emitidos en el centro del Sol.
Imagen detallada de un conjunto de manchas solares observadas en el espectro de luz visible. La umbra y la penumbra son claramente discernibles, así como la granulación solar.
Casi todos los elementos químicos terrestres (aluminio, azufre, bario, cadmio, calcio, carbono, cerio, cobalto, cobre, cromo, estaño, estroncio, galio, ger manio, helio, hidrógeno, hierro, indio,magnesio, manganeso, níquel, nitrógeno, oro , oxígeno, paladio, plata, platino, plomo, potasio, rodio, silicio, sodio, talio, titanio, tungsteno, vanadio, circonio y zinc) y diversos compuestos (como el cianógeno, el óxido de carbono y el amoniaco) han sido identificados en la constitución del astro rey, por lo que se ha concluido que, si nuestro planeta se calentara hasta la temperatura solar, tendría un espectro luminoso casi idéntico al Sol. Incluso el helio fue descubierto primero en el Sol y luego se constató su presencia en nuestro planeta.
El Sol presenta una estructura en capas esféricas o en "capas de cebolla". La frontera física y las diferencias químicas entre las distintas capas son difíciles de establecer. Sin embargo, se puede determinar una función física que es diferente para cada una de las capas. En la actualidad, la astrofísica dispone de un modelo de estructura solar que explica satisfactoriamente la mayor parte de los fenómenos observados. Según este modelo, el Sol está formado por: 1) núcleo, 2) zona radiante, 3) zona conectiva, 4) fotosfera, 5) cromosfera, 6) corona, 7) manchas solares, 8)granulación y 9) viento solar. LAS CAPAS SOLARES El Sol no es una esfera de gas homogéneo posee en su exterior lo que se denomina atmósfera solar la cual se ha dividido en 3 capas diferentes: La superficie visible del sol se denomina Fotosfera (esfera de Luz, Foto del encabezado), tiene un espesor de aproximadamente 300 Km. con una temperatura de5800 K. La parte baja de la fotosfera está compuesta por material parcialmente ionizado principalmente hidrógeno, en las partes alta este hidrógeno es neutro, la temperatura disminuye de abajo arriba siendo de 8500 pasando a 4500 K. La fotosfera presenta un aspecto granuloso formado por celdas (gránulos) cuyo tamaño alcanza los 2000 kilómetros, estos gránulos no son permanentes y por el contrario tienen tiempos de vida muy cortos de alrededor de 10 minutos, por lo que el aspecto de la superficie solar es cambiante y activa, estos gránulos forman a su vez cúmulos que se denominan súper gránulos. Las granulaciones son causadas por convección, fenómeno en el cual el material caliente asciende y el más frío desciende. La característica más sobresaliente de la fotosfera es la presencia de Manchas Solares. Las manchas solares son zonas deprimidas y "frías" (3800 K) causadas por alteraciones del campo magnético solar que impide la emergencia de calor en la zona de la mancha. Su tamaño varía mucho pero en general tienen entre 100 y 100.000 kilómetros, las manchas constan de dos partes, un núcleo oscuro llamado umbra el cual está rodeado por una zona más clara filamentosa llamada penumbra. Su número aumenta y decrece siguiendo los ciclos de actividad solar (ver más adelante). Aunque pueden encontrarse aisladas, lo más frecuente es que se encuentren en grupos y nunca aparecen en latitudes mayores a 40 grados sur o norte. Una pequeña mancha puede durar menos de un día pero las mayores o grupos de manchas pueden observarse por 4 a 5 meses. Asociadas a la fotosfera también esta las fáculas que son regiones más brillantes y calientes de la fotosfera y se asocian a las manchas.
La zona llamada Cromosfera (esfera de color) se encuentra por encima de la fotosfera y tiene un espesor aproximado de 8000 Km. Solo es observable durante los eclipses solares como un anillo de intensa coloración roja que se encuentra por encima de la fotosfera. En las partes profundas la temperatura es de unos 4000 K y hacia las partes más externas alcanza los 25.000 grados K, esta región se conoce como zona de transición en donde comienza la corona.
De la cromosfera nacen grandes lengüetas o espículas que se levantan y caen en corto tiempo, estos filamentos viajan entre 20 a 30 Km./seg. y se ha visto que pueden llegar a medir 15.000 Km., las espículas se originan en zonas especificas generalmente en los límites de los súper gránulos, en donde también tienen lugar grandes explosiones llamadas ráfagas las cuales se asocian a un aumento considerable en la cantidad de rayos X, microondas y rayos cósmicos emitidos. En los bordes de la cromosfera se pueden ver también grandes arcos de material incandescente que se elevan hasta 50.000 Km. y pueden permanecer por semanas o meses antes de desvanecerse, a estos se les denomina Protuberancias estacionarias. La porción más externa del sol se denomina la Corona y se extiende por millones de kilómetros hasta convertirse en viento solar, de hecho, puede considerarse que los planetas se encuentran "dentro" de la corona. Las temperaturas en la corona alcanza el 1,000,000 K, lo cual fue descubierto por el análisis espectral que mostró material fuertemente ionizado sin que hasta el momento exista una clara explicación a este fenómeno.
Igual que la cromosfera solo es posible observarla durante los eclipses solares o mediante la utilización de un coronógrafo. Su densidad es la menor de todas las capas solares pero su temperatura aumenta con la distancia al Sol alcanzando los 2 millones de grados K. El estudio de la corona en el espectro de rayos X ha mostrado que esta capa no es uniforme en temperatura y densidad, las partes mas frías de la corona se denominan Hoyos Coronales en estas zonas, el material escapa directamente del Sol hacia el espacio interplanetario. Los hoyos coronales son fuente de viento solar mucho más veloz. En la corona se presentan espectaculares eyecciones de masa coronal en donde el material escapa a cientos de kilómetros por hora. Aunque se sospechaba su presencia por el comportamiento de las colas cometarias que siempre apuntan hacia el lado opuesto del Sol, el Viento Solar fue por primera vez detectado por el satélite ruso Luna III en 1969, este viento solar está compuesto principalmente por protones y electrones. A la distancia de la Tierra tiene una densidad de 10 a 100 partículas por centímetro cúbico un vacío mas perfecto que cualquiera obtenido en laboratorios. Trasporte de energía y el Núcleo Solar La parte más interna del Sol, el Núcleo ocupa del centro hasta unas dos décimas de su radio y es en donde se produce la energía. La energía se transporta por el interior del sol hasta su superficie en un viaje que dura aproximadamente 170.000 años ( a una velocidad de 0.1 mm por hora) por dos mecanismos: Convección y Difusión Radiativa. La convección es la circulación de los gases entre zonas calientes hacia zonas más frías. En la difusión radiativa los fotones creados por las reacciones termonucleares del núcleo difunden hacia la superficie al ser absorbidos y reemitidos por átomos y electrones en el interior de la estrella. Desde el centro del Sol hasta alrededor del 0.71 del radio solar la energía es trasportada por difusión radiativa y esta región se denomina Zona Radiativa . Mas haya de este radio la energía se trasporta por convección y se denomina Zona Convectiva.
Las condiciones del núcleo solar son inimaginables, es allí donde se produce toda la energía solar las temperaturas alcanzan los 15.6 millones e grados Kelvin y la presión 250 mil millones de atmósferas terrestres y la densidad de la materia es de 150 veces la del agua. El Núcleo del Sol debe girar mas rápido que la superficie con un periodo de alrededor de dos días.
Campo Magnético Las líneas de Zeeman de los campos espectrales observadas por el astrónomo George Hale en 1908 fueron la primera evidencia de la existencia de un fuerte campo magnético en el Sol. El campo magnético juega un papel muy importante en la dinámica de todas las capas solares. Es muy intenso y la magnetosfera alcanza los confines del sistema solar. Oscilaciones solares En el Sol ocurren una gran cantidad de oscilaciones que van desde vibraciones de muy baja frecuencia hasta ondas magneto acústicas de alta frecuencia localizadas en determinadas regiones magnéticas de la superficie y la atmósfera. En 1974 el astrónomo Henry Hill al tratar de medir precisamente el diámetro solar detecto variaciones de alrededor de 25 Km. como si el sol estuviera respirando cíclicamente. Ciclos Solares La actividad del Sol no es constante, por épocas las manchas, las protuberancias, las espículas y en fin, todas las características variantes son muy numerosas y en otras prácticamente están ausentes. Estos estados de quietud y actividad no son caóticos si no que mas bien siguen un ciclo determinado al cual se le
denomina Ciclo de Actividad Solar. Estos ciclos sin embargo no se repiten de idéntica forma ni en tiempo ni en las cualidades de sus manifestaciones. hay ciclos que se presentan cada 8 años mientras que otros se han prolongado hasta 16 años, se considera como número promedio 11.2 años. El comportamiento de las manchas solares se conoce como ley de Spörer que establece que las primeras manchas de un ciclo nuevo aparecen alrededor de los 30 grados de latitud norte y sur aunque en raras ocasiones han aparecido hacia los 40 grados, con el paso del tiempo las nuevas manchas aparecen más hacia el ecuador y en el momento máximo del ciclo las manchas están en una franja de 15 grados al norte y sur del Ecuador. Por otro lado la ley de Hale se refiere a la polaridad de las manchas y en ella se expresa que los grupos bipolares de machas en el hemisferio norte tienen la misma alineación magnética y en el sur son lo contrario, esta distribución se invierte en cada ciclo de esta manera hale descubrió que existe un ciclo magnético de 22 años. IMPORTANCIA DE LA ENERGIA SOLAR EN LA TIERRA La energía solar es la fuente de la luz y el calor; nuestros alimentos , habitaciones y vestidos nunca hubiesen existido sin los rayos del sol. La desaparición de la energía solar representaría el final de toda manifestación de vida sobre nuestro planeta. Si faltará la luz solar nuestro planeta sería un mundo triste y tenebroso. La sucesión de los días y las noches constituye un hábito tal, que no podemos imaginarnos vivir sin la luminosidad del sol. Las plantas necesitan la luz para producir sus alimentos. Nosotros la necesitamos para vivir saludables y trabajar. Aunque desde otras estrellas llega a la tierra alguna luz, tal luz no sería suficiente para sostener la vida. El sol nos da calor además la luz. Si por alguna razón el sol dejara de brillar, todos los seres vivos – animales y vegetales – se congelarían. En poco tiempo todos los lagos, ríos y océanos quedarían cubiertos de hielo. Pocos días después toda el agua de los océanos formaría una masa helada. El aire que rodea la tierra se convertiría en líquido y cubriría la faz del planeta. Aun este aire líquido se congelaría y solidificaría. La temperatura de la tierra descendería a un nivel que apenas podemos imaginar. Sistema Solar: Sistema formado por el Sol, nueve planetas y sus satélites , asteroides, cometas y meteoritos, y polvo y gas interplanetario. Las dimensiones de este sistema se especifican en términos de distancia media de la Tierra al Sol, denominada unidad astronómica (UA). Una UA corresponde a unos 150 millones de kilómetros. El planeta más distante conocido es Plutón; su órbita está a 39,44 UA del Sol. La frontera entre el Sistema Solar y el espacio interestelar —llamada heliopausa— se supone que se encuentra a 100 UA. Los cometas, sin embargo, son los más alejados del Sol; sus órbitas son muy excéntricas, extendiéndose
hasta 50.000 UA o más. Los planetas Aquí se presentan, en orden de distancia al Sol, los nueve planetas conocidos que giran en torno a él. Varían mucho en tamaño, masa, temperatura, velocidad de rotación y composición. Por ejemplo, Mercurio es pequeño, rocoso y cálido, porque se encuentra a una distancia media de 58 millones de km del Sol, mientras que el gélido Plutón está a 5.900 millones de km. Venus gira relativamente despacio y en sentido retrógrado (opuesto a su revolución alrededor del Sol), de modo que el periodo de luz diurna es de 58 días terrestres. Júpiter es el mayor planeta de este sistema, con un volumen de 1.400 veces el de la Tierra. Saturno tiene un amplio grupo de anillos y más de veinte satélites. Marte se caracteriza por su coloración anaranjada y sus capas de hielo polar, mientras que el metano de las atmósferas de Urano y Neptuno da a estos planetas un color azul verdoso brillante. Al ser el planeta más lejano al Sol, Plutón tiene el periodo de revolución más largo: 247,7 años.
LA ENERGÍA SOLAR La luz solar forma parte del espectro electromagnético, es decir, es un tipo de onda electromagnética que se desplaza por el espacio en todas direcciones y alcanzar la Tierra en un tiempo de 8 minutos. Se ha calculado que la potencia de irradiación del sol es de 200x1012 kW, más que la potencia total de todas las centrales de todo tipo funcionando actualmente en la Tierra. En un solo segundo, el Sol irradia más energía que la que ha consumido en toda su historia de la humanidad. La intensidad de radiación emitida sobre la Tierra es constante, pero no así la finalmente recibida en su superficie. La época del año, la hora del día, la latitud y la climatología modifican enormemente la recepción en la tierra. La radiación que alcanza la superficie terrestre tiene por término medio una intensidad de potencia de 900 W/m2 (Romero Tous, 2010). Además la energía solar es una fuente de energía renovable y, por tanto, inagotable, limpia y se puede aprovechar en el mismo lugar en que se produce (autogestionada). La sostenilidad energética en un futuro vendrá dada por el uso de la energía renovable.
APROVECHAMIENTO DEL SOL PARA GENERAR ENERGIA ELECTRICA El aprovechamiento de la energía solar se refiere a la conversión directa de la radiación solar en calor y en electricidad, llamadas conversión foto térmica y fotovoltaica, respectivamente. La energía solar es la causa indirecta de que pueda aprovecharse la energía que proporcionan las plantas y los animales, mejor
conocida como biomasa. También al Sol se deben los movimientos de las diferentes masas de aire que ocasionan los vientos; así, la energía eólica o de los vientos es indirectamente energía solar. Además, el depósito de organismos que alguna vez estuvieron vivos en las capas de la corteza terrestre no es otra cosa que los componentes del petróleo y el carbón. De esa manera, los combustibles fósiles son también indirectamente producto de la energía solar. Finalmente, la energía hidroeléctrica proviene de una enorme máquina térmica, cuyo combustible es precisamente la energía solar. Cuando los rayos del Sol calientan el agua de la Tierra se produce vapor de agua; éste se eleva formando nubes; ahí, el vapor de agua se condensa y se precipita, lo que aumenta el nivel de agua de, por ejemplo, una presa. LOS PANELES SOLARES PARA APROVECHAR LA ENERGIA El funcionamiento de los paneles solares se basa en el llamado efecto fotovoltaico. Esto es, cuando la radiación solar sobre un material semiconductor convenientemente tratado, produce electricidad. En el momento en que la luz solar alcanza el panel, los diferentes elementos de la luz transmiten su energía a los electrones del material semiconductor. Así se crea un cambio a nivel de átomos que se liberan del material semiconductor a través de un circuito externo y como resultado, se produce la electricidad. Los fotones que conforman la luz solar impactan sobre la superficie del panel solar, penetrando en los semiconductores que están construidos con materiales como el silicio o el arseniuro de galio. Un panel solar está formado por un conjunto de células fotovoltaicas que producen electricidad a partir de la luz solar. Hay que diferenciar los paneles solares con los colectores solares, estos últimos funcionan recibiendo el calor del Sol para luego transferirlo hacia un compartimento donde se almacena el calor. Este tipo de dispositivo solar sirve para calentar agua y no para generar electricidad. Los paneles solares se utilizaban principalmente en el espacio, para alimentar satélites y naves espaciales. Pero actualmente se está extendiendo su uso en muchas aplicaciones. En muchas casas y lugares donde no llega la red eléctrica ya se ha transformado en una alternativa viable para obtener energía eléctrica. Sin embargo, aún falta mucho más desarrollo para que pueda ser un elemento masivo, la relación entre superficie ocupada por paneles solares y la energía obtenida aun es baja y no son para nada económicos. (Rossi, 2011) La energía solar no generan residuos que puedan ser contaminantes, pero no quiere decir que su utilización no implique algunas consecuencias negativas. Esta energía utiliza el calor del sol para producir energía, captado a través de paneles solares como los que se ven en la imagen.
Una de las grandes ventajas de los paneles solares es que son muy sencillos de instalar, no se requiere de una gran infraestructura, y puede ser utilizado tanto en hogares, hoteles, clubes deportivos, o industrias. Estos paneles están conformados por células fotovoltaicas que captan la energía solar y la almacenan en unas baterías que permiten que la energía se utilice en tiempo real o que se acumule para ser utilizada posteriormente. Si bien la utilización de la energía solar está siendo cada vez más difundida aún los costos de la instalación de estos paneles son elevados, aunque la inversión se recupera a mediano plazo. Los paneles solares han supuesto un auténtico "boom" para aquellas personas que estén deseosas de poder encontrar una alternativa a la energía eléctrica, de hecho en los últimos años han surgido diversas empresas o compañías dedicadas a su fabricación por lo que queremos hablar ahora de los que pueden ser los mejores paneles solares. La energía solar se ha convertido en una de las más importantes energías renovables, y de hecho nosotros mismos no sólo podemos contar con ella en coches o en aparatos que funcionan con dicha energía, sino que también la podemos tener en casa gracias a paneles solares que podemos instalarnos nosotros mismos y que permitirán sacar todo el partido a la luz del sol y de este modo no tener que utilizar energía eléctrica, por lo que es necesario que sepamos cuál es el mejor o más adecuado para nuestras necesidades.
ALGUNOS USOS QUE PODEMOS APROVECHAR Sistemas de protección Catódicos La protección catódica es un método de proteger las estructuras de metal contra la corrosión. Es aplicable a puentes, tuberías, edificios, estanques, perforaciones y líneas ferroviarias. Para alcanzar la protección catódica se aplica un pequeño voltaje negativo a la estructura de metal y éste evita que se oxide o aherrumbre. El
terminal positivo de la fuente es conectado a un ánodo galvánico o de sacrificio que es generalmente un pedazo del metal de desecho, que es corroído en vez de la estructura que se desea proteger. Las celdas solares fotovoltaicas se a menudo utilizan en lugares remotos para proporcionar este voltaje. Cercas Eléctricas Las cercas eléctricas se utilizan extensamente en agricultura para evitar que el ganado o los depredadores entren o deje un campo cerrado. Estas cercas tienen generalmente uno o dos alambres "vivos" que se mantienen con cerca de 500 voltios de Corriente Continua. Éstos dan una dolorosa descarga, pero inofensiva a cualquier animal que los toque. Esta descarga generalmente es suficiente para evitar que el ganado derribe los cercos. Estas cercas también se utilizan en recintos de la fauna y áreas protegidas. Requieren de un alto voltaje pero muy poca corriente y a menudo están situadas en áreas alejadas donde el costo de energía eléctrica es alto. Estas necesidades se pueden resolver mediante un sistema fotovoltaico compuesto de células solares, un acondicionador de energía y una batería.
Sistemas de Iluminación
A menudo se requiere iluminación en lugares remotos donde el costo de emplear energía de la red es demasiado alto. Tales aplicaciones incluyen la iluminación de seguridad, ayudas a la navegación (ej. boyas y faros), señales iluminadas en los caminos, señales en cruces ferroviarios y la iluminación de aldeas. Las células solares pueden satisfacer tales usos, aunque siempre se requerirá de una batería de almacenaje. Estos sistemas generalmente consisten de un panel fotovoltaico más una batería de almacenaje, un acondicionador de energía y una lámpara fluorescente de C.C. de baja tensión y alta eficiencia. Estos sistemas son muy populares en áreas remotas, especialmente en países en vías de desarrollo y es uno de los usos principales de células solares. Telecomunicaciones y sistemas de monitoreo remotos Las buenas comunicaciones son esenciales para mejorar la calidad de vida en áreas alejadas. Sin embargo el costo de energía eléctrica de hacer funcionar estos sistemas y el alto coste de mantenimiento de los sistemas convencionales han limitado su uso. Los sistemas fotovoltaicos han proporcionado una solución
rentable a este problema con el desarrollo de estaciones repetidoras de telecomunicaciones en área remotas. Estas estaciones típicamente consisten de un receptor, un transmisor y un sistema basado en una fuente de alimentación fotovoltaica. Existen miles de estos sistemas instalados alrededor del mundo y tienen una excelente reputación por su confiabilidad y costos relativamente bajos de operación y mantenimiento. Principios similares se aplican a radios y televisiones accionadas por energía solar, los teléfonos de emergencia y los sistemas de monitoreo. Los sistemas de monitoreo remotos se pueden utilizar para recolectar datos del tiempo u otra información sobre el medio ambiente y transmitirla automáticamente vía radio a una central. Bombas de agua accionadas por energía solar Existen más de 10.000 bombas de agua accionadas por energía solar en el mundo. Son utilizadas extensamente en granjas para proveer el agua al ganado. En países en vías de desarrollo se las utiliza extensivamente para bombear agua de pozos y de ríos a las aldeas para consumo doméstico y la irrigación de cultivos. Un típico sistema de bombeo accionado por energía fotovoltaica consiste en un conjunto de paneles fotovoltaicos que accionan un motor eléctrico, el que impulsa la bomba. El agua se bombea de la tierra o afluente a un tanque de almacenaje que proporciona una alimentación por gravedad. No es necesario un almacenaje de energía en estos sistemas. Los sistemas de bombeo accionados por energía solar se encuentran disponibles en proveedores de equipo agrícola y son una alternativa rentable a los molinos de viento agrícolas para el abastecimiento de agua en áreas alejadas. Electrificación Rural Las baterías de almacenaje se utilizan en áreas aisladas para proporcionar corriente eléctrica de la baja tensión para iluminación y comunicaciones así como también para vehículos. Un sistema fotovoltaico de carga de baterías consiste en generalmente un pequeño conjunto de paneles solares más un regulador de carga. Estos sistemas se utilizan extensamente en proyectos rurales de electrificación en países en vías de desarrollo. Sistemas De Tratamiento De aguas En áreas alejadas la energía eléctrica se utiliza a menudo para desinfectar o purificar agua para consumo humano. Las celdas fotovoltaicas se utilizan para alimentar una luz fuerte ultravioleta utilizada para matar bacterias en agua. Esto se puede combinar con un sistema de bombeo agua accionado con energía solar. La desalinización del agua salobre se puede alcanzar mediante sistemas fotovoltaicos de ósmosis inversa.
Otros usos de celdas solares Se puede utilizar celdas fotovoltaicas en una gran variedad de aplicaciones incluyendo: · Productos de consumo tales como relojes, juguetes y calculadoras · Sistemas de energía de emergencia · Refrigeradores para almacenaje de vacunas y sangre en áreas remotas · Sistemas de la aireación para estanques · Fuentes de alimentación para satélites y los vehículos espaciales · Fuentes de alimentación portátiles para camping y pescar.
HIPOTESIS Para poder conocer acerca del sol y su aprovechamiento es necesario es necesario brindar seminarios y exposiciones las cuales hablaran todo lo relacionado con este, también es necesario ser aconsejados por un licenciado en física u otro profesional que conoce sobre el tema para que nos pueda ayudar, y así poder hacer proyectos sobre el aprovechamiento del sol.
VARIABLES VARIABLE INDEPENDIENTE: Conocimiento hacer del sol y su estructura VARIABLE DEPENDIENTE: Aprovechamiento de la energía solar
CAPITULO III METODOLOGÍA El presente trabajo de investigación se utilizo el método científico, porque se partió de un problema, formulación de objetivos, el marco teórico y una metodología.
CONCLUSION Después de haber estudiado y comprendido acerca del sol llegamos a la conclusión de que es factible realizar seminarios para poder brindar el conocimiento riguroso y detallado acerca del sol y así poder comprender su estructura y saber sobre la energía que se puede aprovechar de este en muchas aplicaciones.
BIBLIOGRAFIA http://almaak.tripod.com/temas/sol.htm http://html.rincondelvago.com/aprovechamiento-de-la-energia-solar.html https://es.wikipedia.org/wiki/Sol http://www.monografias.com/trabajos12/sol/sol.shtml http://www.monografias.com/trabajos94/energia-solar-propuesta-generar-energiaelectrica/energia-solar-propuesta-generar-energia-electrica.shtml Fisica Universitaria - Sears - Zemansky - 12ava Edicion - Vol1 Temperatura y Calor
