Comment calculer l'insolation solaire

Sortir et laisser la lumière du soleil tomber sur votre visage est une bonne sensation. Déterminer la quantité d'ensoleillement réelle signifie calculer quelque chose appelé leensoleillement. L'insolation solaire vous donne également un moyen de déterminer l'altération physique dans les régions sèches comme les déserts.

​Ensoleillementest la quantité de rayonnement solaire sur la taille d'une surface au cours du temps. Les générateurs photovoltaïques qui créent de l'énergie électrique à partir de la lumière solaire entrante mesurent l'ensoleillement commeéclairement moyenen kilowatt par mètre carré (kW/m²).

Parfois, une autre variation qui utilise une composante temporelle est utilisée, les kilowatts-heures sur les kilowatts-année de pointe kWh/(kWc*an). Cela signifie que vous pouvez créer une formule d'irradiance solaire en mesurant lapuissance de la lumière du soleil sur une zone spécifique pendant un certain laps de temps​.

Les scientifiques utilisent également le terme

Vous pouvez mesurer la densité de flux à la pointe de l'atmosphère en

pourF_Odensité de flux solaire au point le plus élevé de l'atmosphère et angle zénithal solaireθ₀, l'angle entre votre zénith et le centre du disque solaire. Votre zénith est la ligne allant droit verticalement dans l'atmosphère lorsque vous vous tenez quelque part sur Terre.

L'insolation solaire peut également être mesurée comme le flux divisé par une surface horizontale. Ces quantités sont également utiles pour calculer la vitesse à laquelle l'énergie du soleil atteint la surface de la Terre. La formule d'irradiance solaire a montré aux scientifiques que l'irradiance solaire au point le plus élevé de l'atmosphère change d'environ 7 % tout au long de l'année à partir de 1,412 kW/m² en janvier à 1,321 kW/m² en juillet, à cause de la façon dont la Terre se rapproche et s'éloigne du soleil.

Vous pouvez également déterminer la composante directe du rayonnement solaire par la formule1,353 x 0,7^Mpour le facteur de masse d'airMlequel est(1/cosθ​​₀​​)^.678pour l'angle zénithalθ₀.lemasse d'airest la proportion de la quantité d'atmosphère que la lumière du soleil doit parcourir à un moment donné et de la quantité d'atmosphère que la lumière du soleil devrait traverser si le soleil était directement entendu.

Cela signifie que si le soleil était directement au-dessus de votre tête, la masse d'air serait de 1 car les deux valeurs de la proportion seraient égales. Lorsque le soleil est très haut dans le ciel, la valeur de cosθ​​0est relativement faible et négligeable.

ledirectune partie du rayonnement solaire correspond à la quantité de rayonnement provenant directement du soleil. Rayonnement diffusc'est à quel point le ciel et l'atmosphère diffusent le rayonnement.Rayonnement réfléchiest la quantité réfléchie par les masses d'eau sur Terre.

Vous pouvez utiliser le en ligne Calcul de l'ensoleillement par PV Education pour calculer l'ensoleillement. Assurez-vous de bien comprendre les variables et les équations derrière la calculatrice. Tout calculateur d'ensoleillement tel que celui-ci prend en compte la position du soleil dans l'espace et l'ensoleillement maximum sur une surface à un angle particulier.

Le calculateur utilise l'ensoleillement comme facteur dépendant de la latitude et du jour de l'année. Cela lui permet d'effectuer le calcul en tenant compte de la théorie du système solaire ainsi que des résultats expérimentaux.

Ces observations de la lumière solaire donnent aux scientifiques d'autres quantités qu'ils peuvent calculer comme la constante solaire S, donnée par

avec la distance actuelle entre le soleil et la Terreret distance moyenne entre le Soleil et la Terrer₀.Cela donne aux scientifiques un moyen plus simple de déterminer comment le mouvement entre le soleil et la Terre affecte la lumière du soleil. Densité de flux solaireFpeut également être calculé comme la variation du chauffage solaire au point le plus élevé de l'atmosphère par unité de surface sur une différence de temps, donnée pardQ/dt. Ceci est pertinent pour la conception de cellules solaires qui tirent parti des changements d'ensoleillement tout au long de la journée pour produire de l'énergie électrique.

Des calculatrices plus avancées et plus nuancées peuvent prendre en compte des caractéristiques spécifiques comme les effets météorologiques pour prédire l'ensoleillement à différents jours. D'autres propriétés utiles de la lumière du soleil incluent l'irradiance normale directe (DNI), la quantité de rayonnement solaire qu'un objet ou une zone subit sur la taille de la zone elle-même.

La lumière du soleil entrante doit être perpendiculaire à la surface lors de l'exécution de ce calcul. Ces facteurs, comme l'insolation solaire, dépendent de l'atmosphère, de l'angle du soleil et de la distance entre le soleil et la Terre afin que des calculs plus avancés puissent les décrire pour faire des mesures plus significatives.

Lorsque vous utilisez des calculatrices pour vous donner des valeurs d'ensoleillement, vous devez comprendre la physique sous-jacente derrière l'ensoleillement lui-même. Il existe quelques équations mathématiques simples qui peuvent décrire l'insolation solaire. Cela peut vous aider à en savoir plus sur la façon dont l'insolation solaire est utilisée dans les domaines d'études qui exploitent la puissance de la lumière du soleil.

L'insolation solaire est étroitement liée au rayonnement solaire lui-même, mais l'insolation vous donne un moyen plus précis de calculer le rayonnement sur un seul objet pertinent à l'énergie plutôt que de simplement prendre une mesure de la lumière du soleil lui-même.

Le rayonnement solaire est la lumière électromagnétique qui vient directement du soleil. Cela va généralement de la lumière visible aux rayons ultraviolets et dans certains cas, cela s'étend même aux rayons X et aux ondes infrarouges. Cela signifie que le rayonnement solaire vous donne un moyen fiable de déterminer la lumière qui soutient la vie sur Terre. L'atmosphère entourant la planète dévie généralement d'autres composants plus nocifs du rayonnement solaire.

Vous pouvez utiliser un calcul de rayonnement solaire pour déterminer les réactions de fusion nucléaire du soleil lui-même. Ces phénomènes produisent l'hélium du soleil à partir de 700 millions de tonnes d'hydrogène par seconde. La fameuse équation d'EinsteinE = mc²décrit ce processus qui brise les liaisons atomiques entre les atomes d'hydrogène pour l'énergie de la réactionEen joules, masse perdue dans le processusmen kg et vitesse de la lumièrec(3,8 x 10⁸ Mme). Le processus de fusion est la façon dont le soleil produit lui-même les ondes électromagnétiques de rayonnement.

Les conceptions de systèmes solaires reposent sur l'insolation solaire pour mesurer la puissance dont ils ont besoin pour être aussi efficaces que possible. Les ingénieurs travaillant sur ces conceptions utilisent l'insolation solaire pour déterminer comment estimer la quantité d'énergie que les systèmes photovoltaïques devraient produire.

Les données relatives à l'insolation solaire sont également utiles pour identifier, interpréter et comparer les types de conditions météorologiques physiques sur Terre en raison de l'orbite de la Terre autour du soleil. Cela s'étend aux rampes carbonatées ou silicoclastiques-carbonates, caractéristiques géologiques de la pente d'un bas gradient aux rivages d'eau peu profonde pour déterminer comment la Terre piège la chaleur du Soleil en formant ces fonctionnalités.

Enfin, les ingénieurs en construction doivent prendre en compte le rayonnement et l'ensoleillement lors de la création de bâtiments capables de résister à la température et à la chaleur du soleil.