Jokainen materiaali absorboi ja heijastaa aurinkoenergiaa. Jotkut materiaalit absorboivat kuitenkin paljon enemmän kuin heijastavat, ja päinvastoin. Materiaalin absorboiman tai heijastaman aurinkoenergian määrä riippuu useista fysikaalisista ominaisuuksista. Tiheät materiaalit absorboivat enemmän aurinkoenergiaa kuin vähemmän tiheät materiaalit. Väri ja pinnoite vaikuttavat myös aurinkoenergian määrään, jonka esine voi absorboida tai heijastaa.
Materiaalin ominaisuudet
Materiaalin tiheyden kasvaessa tyypillisesti myös sen kyky absorboida aurinkoenergiaa kasvaa. Esimerkiksi tiheät materiaalit, kuten Adobe, betoni ja tiili, absorboivat suuren määrän aurinkoenergiaa. Vähemmän tiheät materiaalit, kuten styroksi ja osa puusta, eivät absorboi niin paljon aurinkoenergiaa. Nämä ominaisuudet voivat vaihdella materiaalin päällysteen mukaan. Esimerkiksi, jos tiheä materiaali, kuten betoni, päällystetään erittäin heijastavalla pinnoitteella, se ei absorboi niin paljon energiaa.
Kuinka väri vaikuttaa imeytymiseen ja heijastumiseen?
Aurinkoenergia saavuttaa meidät eri aallonpituuksilla. Näkyvään valoon liittyvät erilaiset aallonpituudet muodostavat sateenkaaren eri värit. Kun näemme materiaalin värin, näemme tuon valon aallonpituuden heijastuksen. Esimerkiksi sininen materiaali heijastaa sinistä valoa. Valkoiset materiaalit heijastavat paljon näkyvää valoa. Mustat materiaalit absorboivat suuren määrän näkyvää valoa. Siksi tummemmat materiaalit absorboivat enemmän aurinkoenergiaa kuin vaaleammat materiaalit.
Mihin energia menee?
Kun materiaali absorboi aurinkoenergiaa, energia siirtyy materiaalin atomeihin. Lopulta tämä materiaali vapautuu lämpönä. Materiaalin ominaisuuksista riippuen tämä prosessi voi tapahtua eri nopeuksilla ja voimakkuuksilla. Esimerkiksi betoni vapauttaa lämpöä hitaasti, kun taas pala metallia saattaa säteillä lämpöä nopeasti sen absorboinnin jälkeen. Lämpöpäästöjen ero liittyy materiaalien lämmönjohtavuuseroon. Metalli johtaa lämpöä helpommin kuin betoni. Siksi lämpö leviää metallin läpi nopeammin kuin betonin läpi.
Kuinka voimme käyttää tätä tietoa?
Voimme käyttää materiaalien ominaisuuksien tuntemusta tehokkaiden laitteiden, rakennusten ja muun tekniikan rakentamiseen. Esimerkiksi lämpöpäästöihin liittyvät materiaalin ominaisuudet ovat erittäin hyödyllisiä passiivisten aurinkorakenteiden rakentamisessa. Passiivisessa aurinkorakennuksessa on tärkeää käyttää materiaalia, joka varastoi päivän aurinkoenergian ja lähettää hitaasti yön yli. Rakennussuunnittelussa tätä ominaisuutta kutsutaan materiaalin "lämpömassaksi".