Sådan beregnes solisolering

At træde ud og lade sollyset falde på dit ansigt er en god følelse. At finde ud af, hvor meget sollys det faktisk er, betyder at beregne noget kaldetsolisolering. Solisolering giver dig også en måde at bestemme fysisk forvitring i tørre områder som ørkener.

​Solisolationer mængden af ​​solstråling over størrelsen på et overfladeareal over tid. De solcelleanlæg, der skaber elektrisk energi fra indkommende sollys, måler isolation somgennemsnitlig bestrålingi kilowatt pr. kvadratmeter (kW / m²).

Nogle gange bruges en anden variation, der bruger en tidskomponent, kilowatt-timer over kilowatt-peak-år kWh / (kWp * år). Dette betyder, at du kan oprette en solindstrålingsformel ved at målekraft af sollys over et bestemt område gennem en vis tid​.

Forskere bruger også udtrykketstrømat henvise til solstråling pr. enhed af vandret område over en bestemt region. Dette svarer til magnetisk flux, hvor mængden af ​​magnetfelt passerer gennem en to-dimensionel overflade er, men i dette tilfælde kan strømmen af ​​solisolering også variere afhængigt af hvor langt væk Jorden er.

Du kan måle fluxdensiteten ved spidsen af ​​atmosfæren ved at

tilF_Osolstrømstæthed ved det højeste punkt i atmosfæren og solens zenithvinkelθ₀, vinklen mellem din zenit og midten af ​​solens skive. Din zenit er den linje, der går lige lodret ind i atmosfæren, når du står et eller andet sted på jorden.

Solisolering kan også måles som flux divideret med et vandret overfladeareal. Disse størrelser bruges også til beregning af den hastighed, hvormed energi fra solen når jordens overflade. Formlen for solindstråling har vist forskere, at solindstrålingen på det højeste punkt i atmosfæren ændres med ca. 7% gennem året fra 1.412 kW / m² i januar til 1.321 kW / m² i juli på grund af hvordan Jorden bevæger sig tættere og længere væk fra solen.

Du kan også bestemme den direkte komponent af solstråling ved hjælp af formlen1,353 x 0,7^Mfor luftmassefaktorMsom er(1 / cosθ​​₀​​)^.678for zenith vinkelθ₀.Detluftmasseer andelen af ​​hvor meget af atmosfæren sollyset skal rejse i det øjeblik, og hvor meget atmosfære sollyset skulle passere gennem, hvis solen blev direkte hørt.

Dette betyder, at hvis solen var direkte over dit hoved, ville luftmassen være 1, da de to værdier af andelen ville være ens. Når solen er meget høj på himlen, er værdien for cosθ​​0er relativt lille og ubetydelig.

Detdirekteen del af solstråling er, hvor meget stråling der kommer direkte fra solen. Spredt strålinger hvor meget himlen og atmosfæren diffunderer strålingen.Reflekteret strålinger den mængde, der reflekteres af vandområder på jorden.

Du kan bruge online Beregning af solisolering af PV Education for at beregne solisolering. Sørg for at forstå variablerne og ligningerne bag lommeregneren. Enhver isoleringsberegner som denne tager højde for solens position i rummet og den maksimale solisolering på en overflade i en bestemt vinkel.

Lommeregneren bruger solisolering som en faktor afhængig af breddegrad og årstid. Dette lader det udføre beregningen ved at tage hensyn til teorien om solsystemet såvel som eksperimentelle resultater.

Disse observationer af sollys giver forskere andre mængder, de kan beregne, f.eks. Solkonstanten S, givet af

med den aktuelle afstand mellem solen og jordenrog gennemsnitlig afstand mellem solen og jordenr₀.Dette giver forskere en mere ligetil måde at bestemme, hvordan bevægelsen mellem solen og jorden påvirker sollys. SolstrømstæthedFkan også beregnes som ændringen i solvarme ved det højeste punkt i atmosfæren pr. arealenhed over en tidsforskel, givet afdQ / dt. Dette er relevant for at konstruere solceller, der drager fordel af ændringer i sollys hele dagen til produktion af elektrisk energi.

Mere avancerede og nuancerede regnemaskiner kan tage højde for specifikke funktioner som vejreffekter for at forudsige solisolering på forskellige dage. Andre nyttige egenskaber ved sollys inkluderer Direct Normal Irradiance (DNI), mængden af ​​solstråling, som et objekt eller område oplever over selve områdets størrelse.

Det indkommende sollys skal være vinkelret på overfladen, når denne beregning udføres. Disse faktorer, som solisolering, er afhængige af atmosfære, solvinkel og afstand imellem solen og jorden, så mere avancerede beregninger kan beskrive dem for at foretage mere meningsfulde målinger.

Mens du bruger lommeregnere til at give dig solværdisolationsværdier, skal du forstå den underliggende fysik bag selve solisolering. Der er et par enkle matematiske ligninger, der kan beskrive solisolering. Dette kan hjælpe dig med at lære mere om, hvordan solisolering bruges i studieretninger, der udnytter kraften i sollys.

Solisolering er tæt forbundet med selve solstrålingen, men solisolering giver dig en mere præcis måde at gøre det på beregning af stråling på et enkelt objekt, der er relevant for energi snarere end blot at måle sollys sig selv.

Solstråling er det elektromagnetiske lys, der kommer direkte fra solen. Dette spænder generelt fra synligt lys til ultraviolette stråler, og i nogle tilfælde strækker det sig endda til røntgenstråler og infrarøde bølger. Dette betyder, at solstråling giver dig en pålidelig måde at bestemme det lys, der understøtter livet på jorden. Atmosfæren omkring planeten afbøjer typisk andre mere skadelige komponenter i solens stråling.

Du kan bruge en solstrålingsberegning til at bestemme kernefusionsreaktionerne fra selve solen. Disse fænomener producerer solens helium fra 700 millioner tons brint pr. Sekund. Einsteins berømte ligningE = mc²beskriver denne proces, der bryder atombindingerne mellem hydrogenatomer for reaktionens energiEi joule, masse tabt i processenmi kg og lysets hastighedc(3,8 x 10⁸ Frk). Fusionsprocessen er, hvordan solen selv producerer de elektromagnetiske bølger af stråling.

Solsystemdesign er afhængige af solisolering for at måle, hvor kraftige de har brug for at være så effektive som muligt. Ingeniører, der arbejder på disse designs, bruger solisolering til at bestemme, hvordan de estimerer, hvor meget energi solcelleanlæg skal producere.

Data relateret til solisolering er også nyttige til at identificere, fortolke og sammenligne typer fysisk vejr på jorden på grund af jordens bane omkring solen. Dette strækker sig til carbonat- eller siliciclastic-carbonat-ramper, geologiske træk ved skrånende fra en lav gradient til lavvandede kystlinjer ved at finde ud af, hvordan Jorden fanger varme fra Solen ved dannelse af disse funktioner.

Endelig skal bygningsingeniører tage højde for stråling og solisolering, når de opretter bygninger, der kan modstå solens temperatur og varme.