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Energía de la luz del sol - Impulsar la exploración espacial con energía solar

Breve descripción:

En este conjunto de actividades, los alumnos aprenderán dos conceptos que influyen en el diseño de los paneles solares para las misiones espaciales: la ley del cuadrado inverso y el ángulo de incidencia.

Los alumnos realizarán dos investigaciones sencillas utilizando una célula fotovoltaica (célula solar) y una fuente de luz.

En primer lugar, medirán cómo varía la potencia producida por las células solares con la distancia a la fuente de luz e intentarán recuperar la ley del cuadrado inverso para la intensidad de la luz de forma experimental.

A continuación, los alumnos realizarán un segundo experimento para investigar la dependencia de la potencia de la célula solar con el ángulo de incidencia. Por último, aplicarán estos conceptos a misiones espaciales reales de la ESA.
Asunto: Ciencia, Física
Objetivos de aprendizaje

  • Comprender y calcular la intensidad de la luz.
  • Comprender el ángulo de incidencia.
  • Aprender sobre las células solares.
  • Realiza experimentos prácticos para investigar la ley del cuadrado inverso de la luz y el impacto del ángulo de incidencia de la luz.
  • Análisis y trazado de datos.
  • Construir circuitos eléctricos sencillos con células solares.
  • Aprender sobre la diferencia de potencial eléctrico, la corriente eléctrica, la potencia y la intensidad de la luz.
  • Investigación de las necesidades de energía solar en las misiones espaciales.
    •  
    Rango de edad:
    14 - 18 años
     
    Tiempo
    Preparación: 1 hora
    Montaje del experimento: 20 minutos
    Lección: 1 hora y 30 minutos
     
    Recurso disponible en:
    Inglés, Danés, Francés, Alemán, Polaco y Español
    Descargar actividad - EN
    Actividad 1: La ley del cuadrado inverso

    En esta actividad práctica, los alumnos calcularán la potencia de un panel solar midiendo la corriente eléctrica y la diferencia de potencial eléctrico e intentarán recuperar la ley del cuadrado inverso a partir de sus mediciones experimentales.
    Equipo

  • Hoja de trabajo de los alumnos impresa para cada grupo
  • Anexo 1 impreso para cada grupo
  • Una caja oscura (abierta en un extremo)
  • Bolígrafo/lápiz
  • Cables eléctricos
  • Sellotape
  • Fuente de luz (bombilla pequeña, 4,5 V, 0,3 A)
  • Regla
  • Varilla de 30 cm (por ejemplo, un palo de madera)
  • Material para bloquear la luz (por ejemplo, una esponja, una tela)
  • Amperímetro y voltímetro (o un multímetro)
  • Pinzas de cocodrilo
    • Actividad 2: El ángulo de incidencia

    En esta actividad, los alumnos aprenderán la importancia del ángulo de incidencia y las ventajas de colocar las células solares de forma óptima. Mediante un experimento, medirán cómo influye el ángulo de incidencia en la producción de energía.
    Equipo

  • Hoja de trabajo de los alumnos impresa para cada grupo
  • Anexo 2 impreso para cada grupo
  • Bolígrafo/lápiz
  • Montaje experimental de la actividad 1 (véase el anexo 2)
  • Palo para girar la célula solar (palo de barbacoa, por ejemplo)
  • Transportador
    • Actividad 3: Exploración del espacio con energía solar
    En esta actividad, los estudiantes practican el uso de la ley del cuadrado inverso aplicada a las misiones espaciales reales de la ESA. Los estudiantes descubrirán cómo las propiedades de la ley del cuadrado inverso afectan al tamaño de los paneles solares y cómo el ángulo de incidencia es de vital importancia para las misiones que se aventuran a acercarse al Sol.
    Equipo

  • Hoja de trabajo impresa para cada alumno
  • Bolígrafo/lápiz
  • Calculadora

    • ¿Lo sabías?

    La Estación Espacial Internacional (ISS) se alimenta de paneles solares. La imagen de la derecha muestra algunos de los paneles solares de la ISS, que alberga hasta seis astronautas a la vez. Cuando la ISS orbita la Tierra, los paneles solares pueden girar para apuntar más directamente al Sol. Los paneles abarcan una superficie de 2.500 m³, lo que equivale a la mitad de un campo de fútbol.

    Paneles solares en la ISS

    Palabras clave:
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