L'Energia Solar: Funcionament, Impacte i Aplicacions

L'energia del Sol

El Sol emet una quantitat d'energia alliberada per les reaccions nuclears que tenen lloc al seu interior; és comparable a una bomba d'hidrogen gegant que explota constantment. A la Terra n'arriba només una part molt petita, suficient per a mantenir la vida i posar en moviment la hidrosfera i l'atmosfera, fent que funcioni el cicle de l'aigua i els agents geològics.

L'atmosfera actua de filtre

Part de la radiació que arriba del Sol és perillosa; aquestes radiacions són absorbides per l'atmosfera i no arriben fins a nosaltres. Aquest filtre és eficaç i la radiació solar ha de travessar un gran gruix d'aire. El filtratge de l'atmosfera és més eficaç com més gran és el gruix d'aire que travessa la radiació solar.

El repartiment desigual de l'energia solar

L'atmosfera retorna i reté a l'espai una gran part de l'energia que arriba del Sol; fins al sòl arriba gairebé exclusivament la llum visible. Quan el sòl o l'aigua absorbeixen aquesta llum, s'escalfen de manera desigual: prop de l'equador, els rajos arriben a la superfície molt perpendiculars, travessen menys gruix d'aire i l'escalfament és molt efectiu; aquestes zones d'aire i aigua de l'oceà estan calentes. Als pols, els rajos arriben oblics, travessen més aire i escalfen poc el sòl i l'aigua; en aquestes zones fa molt de fred.

Corrents atmosfèrics i oceànics

A la Terra es formen corrents a l'atmosfera que condueixen l'aire calent des de l'equador cap als pols i l'aire fred des dels pols cap a l'equador. Als oceans passa el mateix: corrents oceànics càlids de l'equador als pols i corrents freds que es generen als pols i que es desplacen cap a l'equador. El moviment de rotació de la Terra desvia aquests corrents i es corben fins que formen espirals; aquests corrents van amb núvols i es veuen des dels satèl·lits artificials.

El motor dels agents geològics

Són sistemes naturals que realitzen erosió, sedimentació i transport. D'aquesta manera, produeixen un modelat del paisatge. Els rius i les glaceres són agents geològics capaços d'erosionar la superfície terrestre trencant materials i transportant-los a un altre lloc. Altres agents geològics, com el mar, les aigües i el vent, erosionen, transporten i sedimenten. Estan formats per aigua en moviment o per aire. L'energia del Sol és la que causa els vents, la que evapora l'aigua que forma les precipitacions de neu o aigua, rius i glaceres. L'energia del Sol, amb la gravetat, mou els agents geològics que modelen la Terra.

L'efecte regulador de la hidrosfera

Quan dos objectes que estan a diferent temperatura es posen en contacte, l'energia calorífica passa del més calent al més fred fins que s'igualen les temperatures. No totes les substàncies s'escalfen o refreden amb la mateixa facilitat: l'aire s'escalfa de pressa, l'aigua es calfa més a poc a poc. L'aigua absorbeix o cedeix molta calor. El mar, a l'estiu, rep molta calor i puja molt lentament; en el litoral, les temperatures són més suaus que a l'interior. A l'hivern es refreda molt i el mar es troba una mica més calent, cedeix l'energia a l'aire i l'escalfa; també al litoral les temperatures són més suaus.

L'ús de l'energia solar

Els éssers vius utilitzen l'energia solar: les algues, plantes i bacteris per a fer la fotosíntesi i matèria orgànica. Molts animals utilitzen la llum del Sol per escalfar-se, els vents originats per la calor dispersen el pol·len, etc. Les persones utilitzen l'energia solar, també, per a l'ús quotidià. S'utilitza industrialment de dues maneres: per a produir calor i electricitat.

Producció de calor amb energia solar

Els escalfadors solars d'aigua són dispositius que consten de dues parts:

• Una canonada metàl·lica fina i llarga enrotllada en forma de serpentí que es fica sobre una placa negra tapada amb un vidre que rep i acumula la calor del Sol.
• Un dipòsit on s'acumula l'aigua calenta, que puja cap al dipòsit per damunt del serpentí. Des del dipòsit es pot extreure l'aigua o passar a un circuit.

Electricitat amb energia solar: Cèl·lula fotovoltaica

És un dispositiu que, quan rep llum, produeix electricitat. S'utilitzen en molts aparells, com calculadores solars. Produeix poca electricitat, però se'n poden disposar moltes connectades entre si, formant panells o plaques fotovoltaiques. L'energia solar no contamina i és excel·lent per a cases menudes.

Els riscos de l'energia solar

L'atmosfera filtra la radiació solar; els rajos X i els rajos gamma són perillosos i són retinguts a la part més externa de l'atmosfera. La llum ultraviolada pot causar cremades a la pell i és absorbida a l'ozonosfera.

Deteriorament de l'ozonosfera

Abunda el gas ozó, es forma a partir de l'oxigen i absorbeix la radiació ultraviolada del Sol. Alguns gasos reaccionen amb l'oxigen i interfereixen en la formació de l'ozó. Aquests gasos (CFC) s'utilitzen en frigorífics, aerosols o aires condicionats. Aquests gasos en l'ozonosfera fan que la llum ultraviolada arribi a la superfície. El terme forat a la capa d'ozó no és molt correcte; es tracta d'una disminució en l'eficàcia de l'ozonosfera.

Acumulació de calor i canvi climàtic

De dia, la llum solar escalfa el sòl; l'aire també s'escalfa, com qualsevol objecte. De nit, el sòl i tots els objectes que acumulen calor emeten radiació. Una part d'aquesta travessa l'atmosfera i va a l'espai, l'altra és retinguda, la qual cosa impedeix el refredament. Alguns gasos, com el metà, el vapor d'aigua i el diòxid de carboni, absorbeixen la radiació i l'atmosfera s'escalfa molt. El calfament global és molt negatiu per al planeta.