Кожен матеріал поглинає і відбиває частину сонячної енергії. Однак деякі матеріали поглинають набагато більше, ніж відображають, і навпаки. Кількість сонячної енергії, яку матеріал поглине або відобразить, залежить від ряду фізичних властивостей. Щільні матеріали, як правило, поглинають більше сонячної енергії, ніж менш щільні матеріали. Колір і покриття також впливають на кількість сонячної енергії, яку об’єкт може поглинути або відбити.
Властивості матеріалу
Зі збільшенням щільності матеріалу його здатність поглинати сонячну енергію зазвичай також зростає. Наприклад, щільні матеріали, такі як саман, бетон та цегла, поглинають велику кількість сонячної енергії. Менш щільні матеріали, такі як пінопласт та частина деревини, не поглинають стільки сонячної енергії. Ці властивості можуть змінюватися залежно від покриття матеріалу. Наприклад, якби щільний матеріал, такий як бетон, був би покритий сильно відбиваючим покриттям, він би не поглинув стільки енергії.
Як колір впливає на поглинання та відображення?
Сонячна енергія досягає нас на різній довжині хвилі. Різні довжини хвиль, пов’язані з видимим світлом, складають різні кольори веселки. Коли ми бачимо колір матеріалу, ми бачимо відображення цієї довжини хвилі світла. Наприклад, синій матеріал відбиває синє світло. Білі матеріали відбивають велику кількість видимого світла. Чорні матеріали поглинають велику кількість видимого світла. Тому темніші матеріали поглинатимуть більше сонячної енергії, ніж світліші.
Куди йде енергія?
Коли матеріал поглинає сонячну енергію, енергія передається атомам цього матеріалу. Згодом цей матеріал виділяється у вигляді тепла. Залежно від властивостей матеріалу, цей процес може відбуватися з різною швидкістю та інтенсивністю. Наприклад, бетон буде повільно виділяти тепло, тоді як шматок металу може швидко випромінювати тепло після його поглинання. Різниця в тепловиділенні пов'язана з різницею теплопровідності матеріалів. Метал проводить тепло легше, ніж бетон. Тому тепло поширюється через метал швидше, ніж через бетон.
Як ми можемо використовувати ці знання?
Ми можемо використовувати знання властивостей матеріалу для побудови ефективних пристроїв, будівель та інших технологій. Наприклад, властивості матеріалу, пов'язані з викидом тепла, надзвичайно корисні при будівництві пасивних сонячних конструкцій. У пасивній сонячній будівлі важливо використовувати матеріал, який буде зберігати денну сонячну енергію і повільно випромінювати її протягом ночі. У дизайні будівель ця властивість називається "тепловою масою" матеріалу.