Sabemos que el Sol utiliza la fusión nuclear para generar luz solar y energía calorífica. Si utilizamos paneles solares para obtener energía solar, ¿no estamos sometiendo al sol a una carga eléctrica (resistencia)? En caso afirmativo, ¿tiene algún efecto sobre él?
Respuestas
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Andorbal
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No hay conexión eléctrica entre nuestros paneles solares y el Sol. El Sol irradia energía electromagnética (fotones) al espacio. Si captamos algunos de esos fotones, el Sol ni se entera ni le importa.
De hecho, captaremos esos fotones independientemente de si instalamos un panel solar o no. Si quitamos el panel solar del tejado de alguien, los mismos fotones que habría absorbido el panel serán absorbidos por el tejado. Mientras que parte de su energía habría sido convertida en energía eléctrica por el panel, Todos de su energía se convertirá en calor en el tejado cuando se retire el panel.*
* Salvo que, hoy en día, la gente que vive en climas cálidos y soleados está aprendiendo a pintar sus tejados de blanco. Un tejado blanco refleja muchos de los fotones vuelven al espacio en lugar de absorberlos. Pero incluso así, el Sol sigue sin saberlo ni importarle. Para el Sol, una vez que los fotones abandonan su superficie, desaparecen para siempre.
Anon7
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No, pero tu intuición de que debería haber algún efecto no es del todo incorrecta. El término para el tipo de fenómeno que describes es "efectos de campo cercano", y aparece en ingeniería de antenas. Hay dos tipos de efectos de campo cercano: radiativos y reactivos. Los efectos radiativos se producen cuando las ondas EM rebotan en las cargas e interfieren con las ondas salientes en su camino hacia la fuente. Los efectos reactivos se deben a la energía almacenada en los campos eléctricos y magnéticos alrededor de la fuente.
Pero estos efectos desaparecen a pocas longitudes de onda de la fuente. Los efectos radiativos de campo cercano disminuyen con la cuarta potencia inversa del número de longitudes de onda de distancia, y los efectos reactivos de campo cercano disminuyen con la sexta potencia inversa.
Dado que los paneles solares son del orden de metros de tamaño, sólo van a interactuar significativamente con ondas EM con longitudes de onda del orden de metros o menores. La Tierra está a más de unos metros del Sol, por lo que los paneles solares no pueden incidir en el campo cercano del Sol.
Ahora bien, si colocas un teléfono móvil que utiliza 4G LTE (que tiene una longitud de onda portadora mínima de ~5 cm) a menos de 5 cm de un panel solar, podrías decir razonablemente que el panel solar conductor puede estar actuando como una carga sobre el teléfono móvil debido a efectos de campo cercano. Mencionas la resistencia, pero esto dependería también de la capacitancia y la inductancia.
Mongus Pong
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6902
Aunque no haya un efecto eléctrico propiamente dicho, habrá un efecto, aunque sea minúsculo. Muchas de las respuestas parecen centrarse en la pequeñez del efecto y confunden "realmente muy pequeño" con "no existe".
En concreto (y quizá haya otros en los que no estoy pensando), la temperatura del sol es función de la radiación que sale de él menos la que recibe de su alrededor. Este hecho se recoge en la ley de transferencia de calor por radiación, en la que el intercambio de calor es igual a la constante de Stefan-Boltzmann multiplicada por la diferencia de las 4 potencias de las temperaturas. Como la Tierra absorbe radiación del Sol, su temperatura aumenta, lo que incrementa la cantidad de radiación térmica que, a su vez, irradia hacia el exterior. Una pequeñísima fracción de esa luz incidirá sobre el sol, aumentando su temperatura en esa pequeñísima cantidad. Sin duda, el efecto se ve agravado por el hecho de que la Tierra también refleja parte de la luz hacia el Sol, lo que tiene el mismo efecto, sólo que no sigue la ley de la 4ª potencia.
En otras palabras, la Tierra es un pequeño aislante que impide la salida del calor del sol y la calienta ligeramente.
Por tanto, cuando se instala un panel solar, se convierte parte de esa radiación en trabajo ordenado en lugar de en calor puro, lo que hace que la temperatura de la Tierra aumente un poco menos y que la radiación de calor hacia el Sol sea un poco menor.
Por supuesto, hay otros efectos: como los paneles solares absorben la mayor parte de la luz y reflejan muy poca, pueden aumentar la absorción del calor del sol, aunque el albedo del asfalto negro también es bastante bajo (por eso se mencionan los tejados blancos en otros lugares). Así que si el albedo de los paneles solares más su eficiencia en la conversión de luz en electricidad es menor que el albedo del fondo (el tejado), entonces la temperatura de la tierra realmente sube, pero la reflexión baja. En cualquier caso, hay un efecto.
Creo que parte de la confusión reside en el hecho de que muchas (¿quizá todas?) de nuestras leyes físicas, especialmente las que tratan fenómenos ondulatorios, son aproximaciones pragmáticas. Así que cosas como el efecto de campo cercano no desaparecen de repente después de unas pocas longitudes de onda, sino que se vuelven tan pequeñas que no suponen ninguna diferencia en el poder predictivo de esos modelos para su uso práctico. Es decir, se vuelven más pequeñas que otras fuentes de error en la predicción del comportamiento del sistema. Insignificante no significa inexistente.
