Излизането навън и оставянето на слънчевата светлина да падне върху лицето ви е добро усещане. Да разберете колко всъщност е слънчевата светлина означава да изчислите нещо, нареченослънчева инсолация. Слънчевата слънчева изолация също ви дава начин за определяне на физическото изветряване в сухи райони като пустини.
Изчисление на слънчевата изолация
Слънчева инсолацияе количеството слънчева радиация спрямо размера на повърхността с течение на времето. Фотоволтаичните генератори, които създават електрическа енергия от входящата слънчева светлина, измерват изолацията катосредно облъчванев киловат на квадратен метър (kW / m2).
Понякога се използва друга вариация, която използва времеви компонент, киловат-часове над киловат-пикова година kWh / (kWp * година). Това означава, че можете да създадете формула за слънчево облъчване чрез измерване намощност на слънчевата светлина върху определена област през определен период от време.
Учените също използват терминапотокда се отнася за слънчевата радиация на единица хоризонтална площ в определен регион. Това е подобно на магнитния поток, количеството магнитно поле, преминаващо през двуизмерно повърхността са, но в този случай потокът на слънчевата инсолация също може да варира в зависимост от това колко далеч е Земята е.
Можете да измерите плътността на потока на върха на атмосферата по
F = F_0 \ пъти \ cos {\ theta_0}
заFОплътност на слънчевия поток в най-високата точка на атмосферата и ъгъл на слънчевия зенитθ0, ъгълът между вашия зенит и центъра на диска на Слънцето. Зенитът ви е линията, която върви право вертикално в атмосферата, когато стоите някъде на Земята.
Слънчевата инсолация също може да бъде измерена като fлукс, разделен на хоризонтална повърхност. Тези количества също се използват при изчисляване на скоростта, с която енергията от слънцето достига земната повърхност. Формулата за слънчево облъчване показва на учените, че слънчевото облъчване в най-високата точка на атмосферата се променя с около 7% през годината от 1,412 kW / m2 през януари до 1.321 kW / m2 през юли, поради това как Земята се приближава и се отдалечава от слънцето.
Въздушна маса в слънчева изолация
Можете също така да определите директния компонент на слънчевата радиация по формулата1.353 х .7Мза коефициент на въздушна масаМкое е(1 / cosθ0).678за зенитен ъгълθ0.Theвъздушна масае делът на това колко от атмосферата трябва да измине слънчевата светлина в един момент и колко атмосфера трябва да премине слънчевата светлина, ако слънцето е било пряко подслушано.
Това означава, че ако слънцето е точно над главата ви, въздушната маса ще бъде 1, тъй като двете стойности на пропорцията ще бъдат равни. Когато слънцето е много високо в небето, стойността за cosθ0е относително малък и незначителен.
Theдиректенчаст от слънчевата радиация е колко лъчение идва директно от слънцето. Дифузно лъчениее колко небето и атмосферата разсейват радиацията.Отразена радиацияе количеството, отразено обратно от водни тела на Земята.
Други методи за изчисляване на слънчевата изолация
Можете да използвате онлайн Изчисляване на слънчевата изолация от PV Education за изчисляване на слънчевата инсолация. Уверете се, че разбирате променливите и уравненията зад калкулатора. Всеки инсулационен калкулатор като този взема предвид положението на слънцето в пространството и максималната слънчева инсолация на повърхността под определен ъгъл.
Калкулаторът използва слънчевата слънчева изолация като фактор, зависим от географската ширина и деня на годината. Това му позволява да извършва изчисленията, като взема предвид теорията на Слънчевата система, както и експерименталните резултати.
Свойства, свързани със слънчевата изолация
Тези наблюдения на слънчевата светлина дават на учените други количества, които те могат да изчислят, като например слънчевата константа S, дадена от
S = F_0 \ frac {r} {R_0} \ пъти \ cos {\ theta_0}
с текущото разстояние между слънцето и Земятаrи средното разстояние между слънцето и Земятаr0.Това дава на учените по-ясен начин да определят как движението между слънцето и Земята влияе на слънчевата светлина. Плътност на слънчевия потокFможе да се изчисли и като промяната в слънчевото отопление в най-високата точка на атмосферата на единица площ за разлика във времето, дадена отdQ / dt. Това е уместно за инженерните слънчеви клетки, които се възползват от промените в слънчевата светлина през целия ден при производството на електрическа енергия.
По-усъвършенстваните и нюансирани калкулатори могат да вземат предвид специфични характеристики като метеорологични ефекти, за да предскажат слънчевата слънчева изолация в различни дни. Други полезни свойства на слънчевата светлина включват директното нормално облъчване (DNI), количеството слънчева радиация, което обектът или зоната изпитват върху размера на самата зона.
Постъпващата слънчева светлина трябва да бъде перпендикулярна на повърхността при извършване на това изчисление. Тези фактори, като слънчевата слънчева изолация, зависят от атмосферата, ъгъла на слънцето и разстоянието между тях слънцето и земята, така че по-напредналите изчисления могат да ги опишат, за да направят по-значими измервания.
Изчисление на слънчевата радиация срещу Изолация
Докато използвате калкулатори, за да получите стойности на слънчевата слънчева изолация, трябва да разберете основната физика, която стои зад самата слънчева слънчева изолация. Има няколко прости математически уравнения, които могат да опишат слънчевата инсолация. Това може да ви помогне да научите повече за това как се използва слънчевата инсолация в области на изследване, които използват силата на слънчевата светлина.
Слънчевата инсолация е тясно свързана със самата слънчева радиация, но инсолацията ви дава по-точен начин за изчисляване на радиацията върху един обект, който има отношение към енергията, а не просто измерване на слънчевата светлина себе си.
Слънчевата радиация е електромагнитната светлина, която идва директно от слънцето. Това обикновено варира от видима светлина до ултравиолетови лъчи и в някои случаи се простира дори до рентгенови лъчи и инфрачервени вълни. Това означава, че слънчевата радиация ви дава надежден начин за определяне на светлината, която поддържа живота на Земята. Атмосферата около планетата обикновено отклонява други по-вредни компоненти на слънчевата радиация.
Можете да използвате изчисление на слънчевата радиация, за да определите реакциите на ядрен синтез на самото слънце. Тези явления произвеждат хелия на слънцето от 700 милиона тона водород в секунда. Известното уравнение на АйнщайнE = mc2описва този процес, който прекъсва атомните връзки между водородните атоми за енергия на реакциятаЕ.в джаули, маса, загубена в процесамв кг и скорост на светлината° С(3,8 х 108 Госпожица). Процесът на синтез е начинът, по който слънцето произвежда електромагнитните вълни на лъчението.
Използване на изследвания на слънчевата изолация
Проектите на слънчевата система разчитат на слънчевата инсолация, за да се измери колко мощни са те, за да бъдат възможно най-ефективни. Инженерите, работещи по тези проекти, използват слънчева инсолация, за да определят как да преценят колко енергия трябва да произвеждат фотоволтаичните системи.
Данните, свързани със слънчевата слънчева изолация, също са полезни за идентифициране, интерпретиране и сравняване на видове физическо време на Земята, дължащо се на орбитата на Земята около слънцето. Това се простира до карбонатни или силицикластично-карбонатни рампи, геоложки характеристики на наклона от ниското градиент към плитки брегови линии, за да разберем как Земята улавя топлината от Слънцето, за да ги образува Характеристика.
И накрая, строителните инженери трябва да вземат предвид радиацията и слънчевата инсолация при създаването на сгради, които да издържат на температурата и топлината на слънцето.