Aprendamos sobre el sol y su energía
Por Julio Jackman
Soluciones Carbono Neutral
Ilustración: Flujo de energía solar, ciclos de nutrientes, relaciones de alimentación en los ecosistemas.
¿Cómo es nuestro sol?
Nuestro sol es una estrella, similar a todas las otras estrellas que podemos ver en el cielo nocturno. Los astrónomos nos dicen que es una estrella de tamaño promedio, no una gran estrella, ni una pequeña estrella. Todas las estrellas que puedes ver fácilmente en el cielo nocturno están en un grupo de más de 100 mil millones de estrellas que llamamos nuestra galaxia. ¡Y hay más de 100 mil millones de galaxias más allá de nuestra propia galaxia! Hay más estrellas con más distancia entre ellas de las que podemos comprender. Te invito a mirar el cielo nocturno y preguntarte ¿Qué hay allí afuera?… ¡guau! Entonces, de vuelta a nuestra estrella principal, el Sol.
¿Por qué se ve mucho más grande que las otras estrellas? Esto se debe a que estamos relativamente cerca de él. Todas las otras estrellas están mucho más lejos y parecen un pequeño punto de luz, incluso uno de los puntos de luz más brillantes, una estrella llamada Betelgeuse, que es 700 veces más grande que nuestra estrella solar y se encuentra solamente a 150 millones de kilómetros. A esta distancia, la luz de nuestro sol requiere aproximadamente 8 minutos para alcanzarnos aquí en la Tierra.
¿Qué observamos más fácilmente sobre nuestro Sol? Probablemente hagamos dos observaciones principales: El sol es brillante y el sol es cálido. Nuestros ojos pueden sentir la energía de la luz y nuestra piel puede sentir la energía del calor, no podemos olerlo, saborearlo ni escucharlo. Los científicos nos recuerdan que hay muchos tipos de energía a nuestro alrededor en nuestro mundo, como las ondas de sonido, de radio de su teléfono celular y las microondas en su horno, entre otras, a pesar de que no podemos sentirlas como podemos con la luz o el calor. Sin la luz, no podríamos ver las cosas, las plantas no podrían crecer y no habría vida, sin calor nuestro planeta no sería más que una gran roca congelada que flota en el espacio.
Entonces… durante un largo, largo, largo período de tiempo, nuestra estrella y nuestro planeta se formaron, la vida evolucionó gradualmente, los humanos se convirtieron en una especie dominante y estos humanos han aprendido a aprovechar la luz y el calor del sol para su beneficio.
¿Cómo aprovechamos sus beneficios?
Desde siempre lo hemos hecho en cosas simples: secar la ropa, secar alimentos, calentar piezas de barro, limpiar el agua, aprovechar la vitamina D mediante nuestra piel, proyectar la luz, iluminar nuestros hábitats pero más recientemente los ingenieros han inventado formas más prácticas de utilizar los dos componentes principales: energía solar, luz y calor.
La mayoría de nosotros estamos familiarizados con los paneles solares. Los paneles solares son una invención de alta tecnología que puede convertir la energía de la luz en energía eléctrica. Este es un gran beneficio porque usamos energía eléctrica de muchas maneras todos los días, para iluminar nuestros hogares, para alimentar nuestros teléfonos y televisores, para cocinar nuestros alimentos y operar maquinaria.
El otro componente principal de la energía solar es la energía térmica. En nuestros hogares utilizamos energía térmica para cocinar nuestros alimentos, calentar agua para la ducha y en gran parte del mundo para calentar nuestros hogares. En una escala muy grande, el calor solar se usa para hacer turbinas de vapor y de energía, mediante generadores para producir electricidad para la red. Hay más de 70 plantas de energía solar en el mundo que generan más de 50 megavatios de energía eléctrica utilizando energía solar térmica.
Recordemos que: Cuando se convierte la energía de una forma a otra, se pierde algo de energía en el proceso.
Por ejemplo, cuando un panel solar convierte la energía de la luz en energía eléctrica, solo alrededor de 1/6 de la energía que ingresa al panel solar sale en forma de energía eléctrica. Las grandes plantas de generación solar que usan calor pueden convertir casi la mitad de la energía térmica en energía eléctrica. Esto es práctico a gran escala, pero no es práctico para un hogar.
¿Podemos usar la energía del sol sin necesidad de convertirla en electricidad? Sí. La energía de la luz solar entra por las ventanas de nuestra casa para iluminar lo que vemos y hacemos. No hay conversión de energía de un tipo a otro. Si necesitamos luz, tenemos la luz. Esto usa tecnología muy simple, la energía de calor solar se puede usar sin la necesidad de convertirla de una forma a otra, si necesitamos calor, tenemos calor.
El enfoque de los siguientes artículos de este año nos enseñará como usar esta energía de calor del sol para nuestro beneficio.
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Let’s learn about the sun and its energy
By Julio Jackman
SCN
What is our sun?
Our sun is a star, similar to all of the other stars that we can see in the night sky. Astronomers tell us it is an average size star, not a big star, not a little star. All of the stars that you can easily see in the night sky are in a cluster of more than 100 billion stars that we call our galaxy. And there are more than 100 billion galaxies beyond our own galaxy! There are more stars with more distance between them than we can ever possibly comprehend. I invite you to look up at the night sky and wonder what is out there….wow!
So, back to our star, our Sun. Why does it look so much larger than the other stars? This is because we are relatively close to it. All of the other stars are so much further away that they appear only as a tiny point of light, even one of the brighter points of light, a star named Betelgeuse, which is 700 times larger than our sun star.
How far away is our sun from the Earth? Almost 150 million kilometers. At this distance, the light from our sun requires about 8 minutes to reach us here on Earth.
What do we most easily observe about our sun? We probably make two principal observations. The sun is bright and the sun is warm. Our eyes can sense light energy and our skin can sense heat energy. We can’t smell, taste or hear it. Scientists remind us that there are many types of energy around us in our world like the radio waves from your cell phone, and the microwaves in your microwave oven, even though we cannot sense them like we can with light or heat.
Without the light, we could not see things, plants could not grow, there would be no Life. Without heat, our planet would be no more than a big frozen rock floating through space.
So… over a long, long, long period of time, our star and our planet form, life gradually evolved, humans became a dominant species and these humans have learned to harness the sun’s light and heat for their benefit.
How do we take advantage of its benefits?
We have always done it in simple things: drying clothes, drying food, heating mud pieces, cleaning the water, taking advantage of vitamin D through our skin, projecting light, illuminating our habitats but more recently engineers have invented more practical ways of using the two main components: solar energy, light and heat.
Most of us are familiar with solar panels. Solar panels are a high technology invention that can convert light energy into electrical energy. This is a great benefit because we use electrical energy in many ways every day, to illuminate our homes, to power our phones and televisions, to cook our foods and run machinery.
The other major component of solar energy is heat energy. In our homes we use heat energy to cook our food, heat water for washing and bathing, and in much of the world to heat our homes.
On a very large scale solar heat is used to make steam and power turbines and generators to make electricity for the grid. There are more than 70 power plants in the world that generate more than 50MegaWatts of electrical energy using solar heat energy.
Remember that: When energy is converted from one form to another, some energy is lost in the process.
For example when light energy is converted into electrical energy by a solar panel, only about 1/6th of the energy that enters the solar panel comes out in the form of electrical energy.
The large solar generation plants that use heat can convert almost ½ of the heat energy into electrical energy. This is practical on a large scale, but not practical for a household.
Can we use the energy of the sun without needing to convert it to electricity? Yes.
Solar light energy enters the windows of our house to illuminate what we see and do. There is no conversion of energy from one kind to another. If we need light, we have the light. This uses very simple technology.
Solar heat energy can be used without the need to convert it from one form to another. If we need heat, we have heat.
The focus of this years articles is how we can use this free heat energy from the sun for our benefit.
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