Alquimia solar

Despues del embargo de petroleo de 1973, hubo un resurgimiento de interes en la energia solar. Enfrentando la posibilidad de recursos petroleros escasos, el gobierno de Estados Unidos aumento de 1 millon a 400 millones de dolares por año para el desarrollo de energia solar.

Desde entonces se han hecho muchos avances en el desarrollo de la utilizacion mas eficiente de la energia solar.

Generalmente, hay dos formas de recolectar energia solar y convertirla en electricidad:

• Celdas fotovoltaicas
  
• Electricidad solar de concentración

Celdas Fotovoltaicas

Las celdas fotovoltaicas aprovechan el efecto fotovoltaico para producir electricidad (bueno, mas especificamente, una diferencia de potencial, o sea, voltaje),

Cuando los fotones (que son los que componen la luz solar) golpean la superficie de la celda, son absorbidos por los electrones de los materiales semiconductores, como el silicon. Entonces, los electrones son expulsados de sus orbitas en los atomos, pero debido a la composicion especial de la celda, solo se pueden mover hacia un lado.

Cuando el electron es expulsado, genera un "hoyo", que otro electron se apresura a llenar. Esto es lo que genera un voltaje que despues es aprovechado por el circuito al que la celda esta conectado.

La eficiencia de las celdas solares varia desde 6% para celdas de silicon amorfo hasta 40.7% con multiples uniones de celdas en laboratorios de investigacion.

Parte de la energia que se pierde en la conversion de energia solar a electrones se debe a que se convierte en calor por vibraciones en el enrejado de electrones.

Electricidad de Concentracion.

Este sistema utiliza lentes o espejos para concentrar una gran area de luz solar en un pequeño lugar. Se produce electricidad cuando la luz concentrada se dirige a una superficie fotovoltaica o se utiliza para calentar un fluido para una planta de energia convencional.

Un concentrados solar consiste en un reflector que concentra la luz en un receptor colocado en la linea focal del reflector. El receptor es un tubo que contiene un fluido que es el que se calienta y "guarda" la energia.

Como la mayoria de nosotros sabemos, el sol se mueve. Por lo tanto, los reflectores estan diseñados para que sigan al sol, aunque solo en un eje.

Regresando al fluido que se calienta, se utilizan principalmente 2: agua y sal derretida. El agua es buena porque se puede manejar facilmente, pero no guarda el calor por mucho tiempo (1 hora en la planta solar PS10 en España). La otra opción puede ser sal derretida, la cual se calienta a mayor temperatura y mantiene por mas tiempo el calor.

La primera planta de este tipo se construyo en Sevilla, España. Y esta genial, deberian verla.

Bibliografia:

http://www.history.rochester.edu/class/solar/solar.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Electromotive_force#Solar_cell

http://en.wikipedia.org/wiki/Concentrating_solar_power

Carga electrica y Estructura de la Materia

La carga electrica es una propiedad fundamental de las particulas subatomicas que determina como interactuan electricamente. La carga electrica puede ser positiva o negativa. La materia cargada electricamente es influenciada por campos electromagneticos y viceversa, los campos electromagneticos son influenciados por cargas electricas.
Esta interaccion es la fuente de la fuerza electromagnetica, una de las cuatro fuerzas fundamentales.

Particulas con misma carga se repelen y particulas con carga diferente se atraen.

La unidad del Sistema Internacional de medidads para la carga electrica es el Coulomb, que es equivalente a la carga de 6.242×1018 electrones.

Desde la epoca de los griegos, Tales de Mileto observaba que se podia acumular carga frotando pieles de animales con un ambar, y que despues este ambar atraia pequeños objetos como cabellos.

En el siglo XVII, mi tocayo Otto von Guericke invento el primer generador electrostatico.


Y hablando de carga electrica, que son los electrones? Los electrones son unas de las 3 particulas subatomicas que conforman el atomo, que es de lo que esta compuesta toda la materia.

Desde los tiempos de los antiguos griegos (estos griegos eran realmente inteligentes) se habia postulado el concepto de atomo, una particula muy pequeña de la cual toda la materia estaba formada.
Pero despues, varios experimentos quimicos demostraron que habia sustancias que no se podian dividir más por metodos quimicos.

Despues, a principios de 1800, John Dalton comenzo a observar cierto comportamiento en la materia, como que unos gases se disuelven mas facilmente que otros en agua y que los elementos siempre reaccionaban en numeros enteros. El es el creador de la teoria atomica.

Pero despues, experimentos en el siglo 20 demostraron que estos atomos (que viene del griego "a"= "in" y "tomos"= division, o sea, indivisibles) se podian, en realidad, separar.
Descubieron que estaban formados por particulas mas pequeñas, a las que llamaron particulas elementales, y estaban distribuidas en el atomo en un nucleo de protones y neutrones, y alrededor de él se encontraba una nube de electrones.

Esto lo descubrio un cientifico llamado Ernest Rutherford (en realidad Hans Geiger y Ernest Marsden, bajo la direccion de Rutherford) disparo atomos de helio cargados positivamente, rayos alfa, contra una hoja de oro, y descubrio que habia unas particulas que rebotaban en angulos que no estaban previstos por modelos anteriores, lo que lo hizo deducir que la mayor parte de un atomo es espacio vacio, y que la mayor parte de su masa estaba en su centro, el nucleo. A esto de le llamo el modelo de Rutherford.

En 1918, Rutherford tambien sugirio la idea de los protones y los neutrones, este ultimo siendo descubierto por James Chadwick.
Era en esta epoca en la que Einstein empezo a sacudir las bases de la fisica con su relatividad especial, y tambien en la que empezaron los experimentos con aceleradores de particulas, los cuales ayudaron a descubrir las llamadas particulas subatomicas, particulas mas pequeñas que, algunas, se creaban en explosiones de rayos cosmicos, y otras, se juntaban para formar las particulas proton y neutron.
Tambien ayudaron a descubrir las particulas elementales, particulas a las cuales no se les conoce una subestructura, o sea, no estan formadas por particulas mas pequeñas. El electron es una de ellas.