Física (plan 2002) 2021-2

Optativas, Temas Selectos de Ciencias de la Tierra I

Temas Selectos de Ciencias de la Tierra I (6 Créditos)

Temario: Radiación Solar y Terrestre

Horario propuesto: lunes y miercoles 12:00 a 13:30 hrs

Inicio del curso: miercoles 10 de marzo de 2021 a las 12:00 hrs (tema inicial: Geometría solar)

Presentación:

La energía solar es la fuente renovable más abundante de nuestro país y contituye la raíz de casi todas las fuentes renovables y no renovables del planeta.

La energía solar, es el motor del clima, la fuente primaria de energía de todos los seres vivos y una fuente de energía renovable prácticamente ilimitada. Como recurso energético, es fundamental para la elaboración de programas y políticas públicas encaminadas a su aprovechamiento. En este curso se estudiarán los fundamentos de la radiación solar y su interacción con la atmósfera terrestre, modelos de evaluación del recurso solar y una descripción de las diferentes tecnologías de aprovechamiento. Durante este curso, se estudiarán e implementarán técnicas de medición de la radiación solar (a través de prácticas, en caso de regresar a actividades presenciales), se realizarán diferentes análisis de datos solarimétricos y aplicarán técnicas de calidad de datos. También se describirán las principales fuentes de información solarimétrica en México y el mundo. Por último se realizará la lectura de artículos de investigación y elaboración de reportes sobre los mismos en torno a la radiación solar y su aprovechamiento.

1. Características de la radiación solar

• Geometría solar y relojes solares (Ecuaciones de posición del Sol)

• Características cuantitativas de los flujos radiacionales

• Leyes generales de radiación (Cuerpo negro, Ley de Wien, Stefan-Boltzmann y ley de Kirchoff)

• Constante Solar

• Distribución espectral de la radiación solar (Relación con efecto invernadero y cambio climático)

2. Atenuación de la radiación solar en la atmósfera

• Principios generales de absorción por gases atmosféricos

• Radiación Ultravioleta

• Esparcimiento de la radiación solar

• Leyes de Rayleigh y de Mie (Masa óptica del aire y Coloración del Cielo)

• Función de transmisión integral atmosférica

3. Evaluación de la radiación solar

• Panorama energético mundial (Combustibles fósiles vs Energías Renovables)

• Instrumentos de medición de la radiación solar y su trazabilidad a la WMO y al Sistema Internacional

• Redes de medición y bases de datos solarimétricas (Nacionales e internacionales)

• Modelos empíricos de evaluación de la radiación solar

• Modelos físicos de evaluación de la radiación solar

4. Métodos de aprovechamiento de la radiación solar

• Sistemas pasivos y Diseño bioclimático

• Sistemas PV con y sin concentración solar

• Sistemas de concentración lineal

• Sistemas de foco puntual

Modo de evaluación:

Bibliografía:

Goody, R. M., 1989, “Atmospheric Radiation”, Oxford University Press, New York.

Iqbal, M., 1983, “An Introduction to Solar Radiation”, Academic Press, Ontario.

Liou, H. N., 2002, “An Introduction to Atmospheric Radiation”, Academic Press, Ontario.

Robinson N., 1966 “Solar Radiation” Elsevier. Amsterdam.