1. El Sol

El Sol es la fuente de energía más importante y abundante que existe en la Tierra. Además de ser gratuita y limpia, la energía solar es prácticamente inagotable ya que está garantizada para los próximos 6000 millones de años. Se estima que la cantidad de energía anual proveniente del Sol a la Tierra corresponde a 3x10²⁴ Joules, es decir, 10.000 veces más energía del consumo actual de la población mundial [1].

El Sol es una estrella esférica de plasma caliente y de campos magnéticos internos. El plasma es el cuarto estado de la materia, es un gas que contiene iones positivos y electrones libres cuya carga total es prácticamente nula. Se produce a muy bajas presiones o a muy altas temperaturas, como lo es el caso de las estrellas y el Sol. La temperatura aparente del Sol es de aproximadamente 5780 K o equivalentemente 5507ºC (ver Cuadro 1). Como veremos posteriormente, la temperatura del Sol tiene una relación directa con la cantidad de energía que emite hacia la Tierra.

El diámetro del Sol es de 1.390.000 km, esto es, 109 veces más grande que la Tierra. Si el Sol fuera una bola de fútbol la Tierra sería un grano de arena.

En el Sol se dan diversos procesos químicos y físicos. A estos procesos que están constantemente cambiando se les llama actividad solar. La actividad solar y su variabilidad son las principales preocupaciones de nuestra sociedad moderna, cada vez más tecnológica. Las llamaradas solares y erupciones de masa coronal pueden inhabilitar satélites, causar fallos en las redes eléctricas, e interrumpir comunicaciones. Las actividades solares son tan poderosas que incluso pequeños cambios en su magnitud pueden tener efectos sobre el clima en la Tierra.

 

 

 

Cuadro 1 Las unidades de la temperatura La temperatura es una medición objetiva de frío y caliente. Existen diferentes unidades de medida que se utilizan para cuantificar la energía. Por razones históricas dichas unidades de medida tienen escalas con puntos de referencia distintos. Por ejemplo, los grados celsius utiliza como punto de referencia el punto de congelación del agua (0ºC). Por otro lado, escala de medición de temperatura kelvin, cuyo símbolo es K, utiliza como punto de referencia la temperatura teórica más baja posible, llamada cero absoluto.  Para convertir de grados Kelvin a Celsius se utiliza la siguiente ecuación: Tc=Tk-273.15 En donde Tk es la temperatura en grados kelvin y Tc es la temperatura en grados celsius.

 

 

 

 

Figura 1. Imagen del Sol tomada por el satélite del SDO (“Solar Dynamic Observatory”) de la NASA. Contrariamente a una creencia popular, el Sol es de color blanco en lugar de amarillo cuando se ve desde el espacio o desde lo suficientemente alto en el cielo.

 

Algunas otras características importantes del Sol se enlistan a continuación:

• Edad: 4,600,000,000 años.
• Composición: 75% hidrógeno, 23 % helio, 2 % otros gases
• La distancia entre el Sol y la Tierra es de 149,800,000 km. Esta distancia se conoce como 1 AU (AU: Unidad Astronómica). 

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[1]. M. Grätzel. Photovoltaic and photoelectrochemical conversion of solar energy. Phil. Trans. R. Soc. A, 365:993–1005, 2007.