Kaip apskaičiuoti saulės izoliaciją

Žengti lauk ir leisti saulės šviesai patekti į veidą yra geras jausmas. Išsiaiškinti, kiek saulės spindulių iš tikrųjų yra, reiškia apskaičiuoti tai, kas vadinamasaulės insoliacija. Saulės insoliacija taip pat suteikia galimybę nustatyti fizinę atmosferą sausuose regionuose, pavyzdžiui, dykumose.

​Saulės insoliacijayra saulės spinduliuotės kiekis per paviršiaus plotą per tam tikrą laiką. Fotoelektros generatoriai, kurie sukuria elektros energiją iš gaunamų saulės spindulių, matuoja insoliacijąvidutinis apšvitinimaskilovatais kvadratiniam metrui (kW / m²).

Kartais naudojamas kitas variantas, kuriame naudojamas laiko komponentas, kilovatvalandės, palyginti su kilovatvalandžių piko metais kWh / (kWp * metai). Tai reiškia, kad matuodami galite sukurti saulės apšvitos formulęsaulės spindulių galia tam tikroje srityje per tam tikrą laiką​.

Mokslininkai taip pat vartoja šį terminąsrautasnurodyti saulės spinduliuotę horizontalaus ploto vienetui tam tikrame regione. Tai panašu į magnetinį srautą, magnetinio lauko kiekį, einantį per dvimatį paviršiaus, tačiau šiuo atveju saulės insoliacijos srautas taip pat gali skirtis priklausomai nuo atstumo Žemė yra.

Galite išmatuoti srauto tankį atmosferos gale pagal

dėlF_Osaulės srauto tankis aukščiausiame atmosferos taške ir saulės zenito kampasθ₀, kampas tarp jūsų zenito ir Saulės disko centro. Jūsų zenitas yra linija, einanti tiesiai vertikaliai į atmosferą, kai stovite kažkur Žemėje.

Saulės izoliacija taip pat gali būti matuojama kaip fliuksas padalintas iš horizontalaus paviršiaus ploto. Šie kiekiai taip pat naudojami apskaičiuojant greitį, kuriuo saulės energija pasiekia Žemės paviršių. Saulės apšvitos formulė parodė mokslininkams, kad saulės spinduliuotė aukščiausiame atmosferos taške ištisus metus keičiasi maždaug 7% nuo 1,412 kW / m² sausį iki 1,321 kW / m² liepą dėl to, kaip Žemė juda arčiau ir toliau nuo saulės.

Pagal formulę taip pat galite nustatyti tiesioginį saulės spinduliuotės komponentą1,353 x, 7^Moro masės koeficientuiMkuris yra(1 / cosθ​​₀​​)^.678zenito kampuiθ₀.Theoro masėyra proporcija, kiek saulės spindulių tenka keliauti per vieną akimirką ir kiek saulės spindulių turėtų praeiti, jei saulė būtų tiesiog girdėta.

Tai reiškia, kad jei saulė būtų tiesiai virš galvos, oro masė būtų 1, nes dvi proporcijos reikšmės būtų lygios. Kai saulė yra labai aukštai danguje, vertė cosθ​​0yra palyginti mažas ir nereikšmingas.

Thetiesioginissaulės spinduliuotės dalis yra tai, kiek radiacijos sklinda tiesiai iš saulės. Difuzinė spinduliuotėyra tai, kiek dangus ir atmosfera išsklaido radiaciją.Atspindėta spinduliuotėyra suma, kurią atgal atspindi vandens telkiniai Žemėje.

Galite naudotis internetu Saulės izoliacijos apskaičiavimas PV Education apskaičiuoti saulės insoliaciją. Įsitikinkite, kad suprantate skaičiuoklės kintamuosius ir lygtis. Bet kuriame insoliacijos skaičiuoklėje, pavyzdžiui, šiame, atsižvelgiama į saulės padėtį erdvėje ir didžiausią saulės insoliaciją ant paviršiaus tam tikru kampu.

Skaičiuoklė naudoja saulės insoliaciją kaip veiksnį, priklausantį nuo platumos ir metų dienos. Tai leidžia atlikti skaičiavimą atsižvelgiant į Saulės sistemos teoriją ir eksperimentinius rezultatus.

Šie saulės spindulių stebėjimai suteikia mokslininkams kitus kiekius, kuriuos jie gali apskaičiuoti, pavyzdžiui, saulės konstantą S, kurią suteikia

su dabartiniu atstumu tarp saulės ir Žemėsrir vidutinis atstumas tarp saulės ir Žemėsr₀.Tai suteikia mokslininkams aiškesnį būdą nustatyti, kaip judėjimas tarp saulės ir Žemės veikia saulės šviesą. Saulės srauto tankisFtaip pat gali būti apskaičiuojamas kaip saulės kaitros pokytis aukščiausiame atmosferos taške ploto vienetui per laiko skirtumą, kurį pateikiadQ / dt. Tai aktualu inžinerijos saulės elementams, kurie, gamindami elektros energiją, naudojasi saulės šviesos pokyčiais visą dieną.

Pažangesni ir niuansuoti skaičiuotuvai gali atsižvelgti į specifines savybes, tokias kaip oro poveikis, kad numatytų saulės insoliaciją įvairiomis dienomis. Kitos naudingos saulės šviesos savybės yra tiesioginis normalus apšvietimas (DNI), saulės spinduliuotės kiekis, kurį objektas ar plotas patiria per patį plotą.

Atliekant šį skaičiavimą, saulės spinduliai turi būti statmeni paviršiui. Šie veiksniai, kaip ir saulės insoliacija, priklauso nuo atmosferos, saulės kampo ir atstumo tarp jų saulę ir Žemę, todėl pažangesni skaičiavimai gali juos apibūdinti, kad būtų galima atlikti reikšmingesnius matavimus.

Naudodami skaičiuotuvus, kad gautumėte saulės insoliacijos vertes, turėtumėte suprasti pagrindinę fiziką, kuri yra pati saulės insoliacija. Yra keletas paprastų matematinių lygčių, kurios gali apibūdinti saulės insoliaciją. Tai gali padėti jums sužinoti daugiau apie tai, kaip saulės insoliacija naudojama studijų srityse, kurios naudoja saulės spindulių galią.

Saulės insoliacija yra glaudžiai susijusi su pačia saulės spinduliuote, tačiau insoliacija suteikia jums tikslesnį būdą apskaičiuojant vieno objekto, susijusio su energija, radiaciją, o ne tik matuojant saulės spindulius pats.

Saulės spinduliuotė yra elektromagnetinė šviesa, kuri sklinda tiesiai iš saulės. Tai paprastai svyruoja nuo matomos šviesos iki ultravioletinių spindulių, o kai kuriais atvejais net iki rentgeno ir infraraudonųjų spindulių. Tai reiškia, kad saulės spinduliuotė suteikia jums patikimą būdą nustatyti šviesą, palaikančią gyvybę Žemėje. Planetą supanti atmosfera paprastai nukreipia kitus kenksmingesnius saulės spindulių komponentus.

Norėdami nustatyti pačios saulės branduolio sintezės reakcijas, galite naudoti saulės spinduliuotės skaičiavimą. Šie reiškiniai sukuria saulės helį iš 700 milijonų tonų vandenilio per sekundę. Garsioji Einšteino lygtisE = mc²apibūdina šį procesą, kuris nutraukia atominius ryšius tarp vandenilio atomų, kad gautų reakcijos energijąEdžauliais - prarasta masėmkg ir šviesos greičiuc(3,8 x 10⁸ m / s). Susiliejimo procesas yra tai, kaip saulė pati sukuria elektromagnetines spinduliuotės bangas.

Saulės sistemos projektai remiasi saulės spindulių izoliacija, kad pamatuotų, kiek galingi jie turi būti kuo efektyvesni. Inžinieriai, dirbantys pagal šiuos dizainus, naudoja saulės energiją, norėdami nustatyti, kiek energijos turėtų pagaminti fotoelektros sistemos.

Duomenys, susiję su saulės insoliacija, taip pat padeda nustatyti, interpretuoti ir palyginti fizinio oro tipus Žemėje dėl Žemės orbitos aplink saulę. Tai taikoma karbonatinėms arba silicio plastikinėms-karbonatinėms rampoms - nuo žemų nuožulnių geologinėms ypatybėms gradientas į seklias vandens pakrantes, siekiant išsiaiškinti, kaip Žemė sulaiko Saulės šilumą, formuodama šias funkcijos.

Galiausiai, statybos inžinieriai, kurdami pastatus, kad atlaikytų saulės temperatūrą ir šilumą, turi atsižvelgti į radiaciją ir saulės spindulių izoliaciją.