כיצד לחשב בידוד סולארי

לצאת החוצה ולתת לאור השמש ליפול על הפנים שלך זו הרגשה טובה. להבין כמה זה באמת אור שמש פירושו לחשב משהו שנקראבידוד סולארי. בידוד השמש גם נותן לך דרך לקבוע בליה פיזית באזורים יבשים כמו מדבריות.

​בידוד סולאריהוא כמות קרינת השמש מעל גודל שטח הפנים לאורך זמן. הגנרטורים הפוטו וולטאיים היוצרים אנרגיה חשמלית מאור השמש הנכנס מודדים בידוד כמוקרינה ממוצעתבקילוואט למ"ר (קילוואט / מ"ר)²).

לעיתים משתמשים בווריאציה אחרת המשתמשת ברכיב זמן, קילוואט-שעה על פני קילוואט-שיא השנה קוט"ש / (קוט"ש * שנה). זה אומר שאתה יכול ליצור נוסחת קרינה סולארית על ידי מדידת ה-כוח של אור שמש על שטח מסוים לאורך זמן מסוים​.

מדענים משתמשים גם במונחשֶׁטֶףלהתייחס לקרינת שמש ליחידת שטח אופקית על פני אזור מסוים. זה דומה לשטף מגנטי, כמות השדה המגנטי העוברת דרך דו מימד פני השטח הם, אך, במקרה זה, שטף בידוד השמש עשוי להשתנות גם תלוי כמה רחוק כדור הארץ הוא.

ניתן למדוד את צפיפות השטף בקצה האטמוספירה על ידי

לF_אוצפיפות שטף השמש בנקודה הגבוהה ביותר של האטמוספירה וזווית השיא השמשיתθ₀, הזווית שבין שיא שלך למרכז הדיסק של השמש. השיא שלך הוא הקו העובר ישר אנכית לאטמוספירה כשאתה עומד איפשהו על כדור הארץ.

ניתן למדוד את בידוד השמש כ- fלוקס חלקי שטח פנים אופקי. כמויות אלה משמשות גם לחישוב הקצב בו אנרגיה מהשמש מגיעה לפני כדור הארץ. נוסחת קרינת השמש הראתה למדענים כי קרינת השמש בנקודה הגבוהה ביותר של האטמוספירה משתנה בכ- 7% לאורך השנה מ- 1.412 קילוואט / מ '² בינואר עד 1.321 קילוואט / מ '² ביולי בגלל האופן שבו כדור הארץ מתקרב ומתרחק מהשמש.

ניתן גם לקבוע את המרכיב הישיר של קרינת השמש על ידי הנוסחה1.353 x .7^Mלגורם מסת אווירMשהוא(1 / cosθ​​₀​​)^.678לזווית של זניתθ₀.המסת אווירהוא החלק של כמה מהאטמוספירה שאור השמש צריך לנסוע ברגע היחיד וכמה האטמוספירה שאור השמש יצטרך לעבור אם השמש הייתה נשמעת ישירות.

המשמעות היא שאם השמש הייתה היישר מעל לראשך, מסת האוויר תהיה 1 שכן שני ערכי הפרופורציה יהיו שווים. כאשר השמש גבוהה מאוד בשמיים, הערך עבור cosθ​​0הוא יחסית קטן וזניח.

הישירחלק מקרינת השמש הוא כמה קרינה שמגיעה ישירות מהשמש. קרינה מפוזרתזה כמה השמיים והאווירה מפזרים את הקרינה.קרינה מוחזרתהוא הכמות המוחזרת על ידי גופי מים על פני כדור הארץ.

אתה יכול להשתמש באינטרנט חישוב בידוד סולארי על ידי PV Education לחישוב בידוד סולארי. וודא שאתה מבין את המשתנים והמשוואות שמאחורי המחשבון. כל מחשבון בידוד כמו זה לוקח בחשבון את מיקום השמש בחלל ואת בידוד השמש המקסימלי על משטח בזווית מסוימת.

המחשבון משתמש בבידוד השמש כגורם התלוי בקו הרוחב וביום השנה. זה מאפשר לו לבצע את החישוב על ידי התחשבות בתיאוריה של מערכת השמש וכן בתוצאות הניסוי.

תצפיות אלה של אור השמש נותנות למדענים כמויות אחרות שהם יכולים לחשב, כגון קבוע השמש S, הניתן על ידי

עם המרחק הנוכחי בין השמש לכדור הארץרומרחק ממוצע בין השמש לכדור הארץר₀.זה נותן למדענים דרך פשוטה יותר לקבוע כיצד התנועה בין השמש לכדור הארץ משפיעה על אור השמש. צפיפות שטף שמשFניתן לחשב גם כשינוי בחימום השמש בנקודה הגבוהה ביותר של האטמוספירה ליחידת שטח בהפרש זמן, שניתן על ידיdQ / dt. זה רלוונטי להנדסת תאים סולאריים המנצלים את שינויים באור השמש לאורך היום בהפקת אנרגיה חשמלית.

מחשבונים מתקדמים וניואנסים יותר יכולים לקחת בחשבון תכונות ספציפיות כמו השפעות מזג האוויר כדי לחזות את בידוד השמש בימים שונים. מאפיינים שימושיים אחרים של אור השמש כוללים את ההקרנה הרגילה הישירה (DNI), כמות קרינת השמש שחפץ או אזור חווה מעל גודל השטח עצמו.

אור השמש הנכנס חייב להיות ניצב לפני השטח בעת ביצוע חישוב זה. גורמים אלה, כמו בידוד סולארי, תלויים באווירה, בזווית השמש ובמרחק ביניהם את השמש ואת כדור הארץ כך שחישובים מתקדמים יותר יכולים לתאר אותם כדי לבצע מדידות משמעותיות יותר.

בעת שימוש במחשבונים בכדי לתת לכם ערכי בידוד סולרי, עליכם להבין את הפיזיקה הבסיסית מאחורי בידוד השמש עצמה. יש כמה משוואות מתמטיות פשוטות שיכולות לתאר בידוד סולארי. זה יכול לעזור לך ללמוד יותר על אופן השימוש בבידוד סולארי בתחומי מחקר הרותמים את כוח אור השמש.

בידוד סולארי קשור קשר הדוק לקרינת השמש עצמה, אך בידוד נותן לך דרך מדויקת יותר חישוב הקרינה על עצם יחיד הרלוונטי לאנרגיה ולא רק מדידת אור השמש את עצמה.

קרינת השמש היא האור האלקטרומגנטי המגיע ישירות מהשמש. זה בדרך כלל נע בין אור גלוי לקרני אולטרה סגול ובמקרים מסוימים זה אפילו משתרע על צילומי רנטגן וגלי אינפרא אדום. פירוש הדבר שקרינת השמש נותנת לך דרך אמינה לקביעת האור התומך בחיים על פני כדור הארץ. האטמוספירה סביב כדור הארץ בדרך כלל מסיטה רכיבים מזיקים אחרים של קרינת השמש.

אתה יכול להשתמש בחישוב קרינת שמש כדי לקבוע את תגובות היתוך הגרעיני של השמש עצמה. תופעות אלה מייצרות את הליום השמש מ- 700 מיליון טון מימן לשנייה. המשוואה המפורסמת של איינשטייןE = mc²מתאר תהליך זה השובר את הקשרים האטומיים בין אטומי מימן לצורך אנרגיית התגובההבג'אול, המסה שאבדה בתהליךMבק"ג ומהירות האורג(3.8x10⁸ גברת). תהליך ההיתוך הוא כיצד השמש מייצרת את גלי הקרינה האלקטרומגנטיים עצמה.

תכנון מערכות השמש מסתמך על בידוד סולארי כדי למדוד עד כמה הם צריכים להיות יעילים ככל האפשר. מהנדסים העובדים על עיצובים אלה משתמשים בבידוד סולארי כדי לקבוע כיצד להעריך כמה אנרגיה מערכות פוטו וולטאיות צריכות לייצר.

נתונים הקשורים לבידוד סולארי מועילים גם לזיהוי, פרשנות והשוואה של מזג אוויר פיזי על פני כדור הארץ עקב מסלול כדור הארץ סביב השמש. זה משתרע על רמפות פחמתי או סיליקליסטיות-פחמתיות, המאפיינים הגיאולוגיים של שיפוע נמוך שיפוע לקווי מים רדודים כדי להבין כיצד כדור הארץ לוכד חום מהשמש ביצירת אלה תכונות.

לבסוף, מהנדסי הבנייה צריכים לקחת בחשבון את הקרינה ואת בידוד השמש בעת יצירת בניינים שיעמדו בטמפרטורה ובחום השמש.