TALLER DE ENERGÍAS RENOVABLES (3): LA REFLEXIÓN DE LA LUZ EN LAS COCINAS SOLARES

27 de abril: En el tercer taller Javier Pulido explicó las leyes de reflexión de la luz, algo primordial para obtener un buen rendimiento en nuestra cocina solar (ver información abajo). Después algunos miembros del grupo empezaron con la fabricación del horno solar, midiendo y cortando las chapas:


1) La Reflexión de la Luz
Los rayos de luz experimentan unos cambios de dirección cuando chocan con una superficie. Las leyes de la reflexión son las siguientes:

1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismo plano.
2a. ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
   
El fenómeno más evidente de la reflexión en el que se refleja la mayor parte del rayo incidente sucede cuando la superficie es plana y pulimentada (espejo).
Una superficie blanca se comporta como en el primer caso, refleja casi todo pero en diferentes direcciones, un espejo o superficie especular es el segundo caso.

Un cristal se puede comportar como un espejo, o como una superficie transparente (refracción total), dependiendo del ángulo de incidencia, a partir de un ángulo (crítico) de incidencia de 40 grados se comporta como espejo.

Para el ángulo crítico de incidencia el rayo transmitido se propaga a lo largo de la superficie de separación; no hay transmisión. Para ángulos de incidencia mayores que el crítico, el rayo no se transmite sino que se refleja de regreso al medio I. Esto es la reflexión total.  

2)  La Reflexión y la Refracción

Cuando una onda que se mueve en un medio con velocidad v1 alcanza la superficie de separación con otro medio en el que la onda viaja a la velocidad v2, se produce una reflexión y una refracción en la superficie de separación de los medios. Normalmente la reflexión y la refracción se estudian por separado aunque pueden producirse simultáneamente.

Absorción de la luz por un cuerpo negro:
Puesto que la energía no puede ser destruida, la aparente «captura» o absorción de la luz por una materia opaca, tal como un paño negro, es en realidad una conversión de la longitud de onda
La luz absorbida suele convertirse en calor. Así, un coche negro se calienta más rápidamente al ser expuesto a los rayos del sol que un coche blanco; en un proyector, las transparencias oscuras se calientan más que las claras. 

3) Las Leyes Aplicadas a las Cocinas Solares
 
a) El Paraguas Solar
En el caso de nuestro paraguas solar los rayos van a converger en un punto que será la mitad de la distancia al centro de la circunferencia que formaría el sector que ocupa el paraguas.
El paraguas tiene  109 cm de amplitud, podemos suponer que abarca una superficie de    A = Pi * r^2, lo que supondría aproximadamente un metro cuadrado y la potencia conseguida un dia de verano con un aprovechamiento del 50 por ciento, sería de 500 w

b) El Horno Solar con Láminas
En nuestro horno del tercer proyecto, si orientamos la entrada directamente al sol, el cálculo de inclinación de las caras para calcular sus dimensiones, nos da que debe ser mayor de 45 grados para que no se reflejen los rayos hacia fuera, una inclinación de 60 grados podría considerarse correcta.

Si nuestra caja/horno solar tiene 30 cm de lado, podríamos calcular unos 60 cm de lado las paredes reflectoras por fuera, con esto ampliaríamos 4 veces la superficie expuesta al sol, obtendríamos una superficie de 0,36 metros cuadrados, suponiendo que estamos en verano y hay un dia despejado, la potencia incidente solar, sería de 1 Kw.h, suponiendo un 50% de aprovechamiento y la superficie de 0,36 m2 , nos quedaría que nuestro horno solar , aprovecha 180 w.

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