Kā aprēķināt saules izolāciju

Labas sajūtas ir iziet ārā un ļaut saules gaismai nokrist uz sejas. Noskaidrot, cik daudz saules gaismas tas patiesībā nozīmē, aprēķināt kaut ko, ko sauc parsaules insolācija. Saules insolācija arī ļauj jums noteikt fizisko laika apstākļus sausos reģionos, piemēram, tuksnešos.

​Saules insolācijair saules starojuma daudzums virs virsmas lieluma laika gaitā. Fotoelektriskie ģeneratori, kas rada elektroenerģiju no ienākošajiem saules stariem, mēra insolāciju kāvidējā izstarošanakilovatos uz kvadrātmetru (kW / m²).

Dažreiz tiek izmantota cita variācija, kurā tiek izmantots laika komponents, kilovatstundas salīdzinājumā ar kilovatstikla maksimuma gadu kWh / (kWp * gads). Tas nozīmē, ka jūs varat izveidot saules izstarojuma formulu, mērotsaules gaismas spēks noteiktā vietā noteiktā laika periodā​.

Zinātnieki lieto arī šo terminuplūsmaatsaukties uz saules starojumu uz horizontālā laukuma vienību noteiktā reģionā. Tas ir līdzīgs magnētiskajai plūsmai, magnētiskā lauka daudzumam, kas iet caur divdimensiju virsma ir, bet šajā gadījumā saules insolācijas plūsma var mainīties arī atkarībā no tā, cik tālu Zeme ir.

Jūs varat izmērīt plūsmas blīvumu atmosfēras galā pēc

priekšF_OSaules plūsmas blīvums atmosfēras augstākajā punktā un Saules zenīta leņķisθ₀, leņķis starp jūsu zenītu un Saules diska centru. Jūsu zenīts ir līnija, kas vertikāli iet taisni atmosfērā, kad jūs stāvat kaut kur uz Zemes.

Saules insolāciju var izmērīt arī kā flukss dalīts ar horizontālas virsmas laukumu. Šos daudzumus var izmantot arī, aprēķinot ātrumu, kādā saules enerģija nonāk Zemes virsmā. Saules izstarojuma formula ir parādījusi zinātniekiem, ka saules starojums atmosfēras augstākajā punktā visa gada garumā mainās par aptuveni 7% no 1,412 kW / m² janvārī līdz 1,321 kW / m² jūlijā, pateicoties tam, kā Zeme virzās tuvāk un tālāk no saules.

Pēc formulas var noteikt arī saules starojuma tiešo komponentu1,353 x, 7^Mgaisa masas koeficientamMkurš ir(1 / cosθ​​₀​​)^.678zenīta leņķimθ₀.Thegaisa masair proporcija, cik lielai daļai no saules gaismas ir jāpārceļas vienā mirklī, un cik daudz atmosfērai saules gaismai būtu jāiet cauri, ja saule būtu tieši dzirdēta.

Tas nozīmē, ja saule būtu tieši virs jūsu galvas, gaisa masa būtu 1, jo divas proporcijas vērtības būtu vienādas. Kad saule ir ļoti augstu debesīs, vērtība cosθ​​0ir salīdzinoši mazs un nenozīmīgs.

Thetiešadaļa no saules starojuma ir tas, cik daudz starojuma nāk tieši no saules. Difūzais starojumsir tas, cik daudz debesis un atmosfēra izkliedē starojumu.Atspoguļots starojumsir summa, ko uz Zemes atstaro ūdens tilpnes.

Jūs varat izmantot tiešsaistē Saules izolācijas aprēķins ar PV Education, lai aprēķinātu saules insolāciju. Pārliecinieties, ka saprotat kalkulatora mainīgos un vienādojumus. Jebkurā insolācijas kalkulatorā, piemēram, šajā, tiek ņemta vērā saules atrašanās vieta kosmosā un maksimālā saules insolācija uz virsmas noteiktā leņķī.

Kalkulators izmanto saules insolāciju kā koeficientu, kas atkarīgs no gada platuma un dienas. Tas ļauj veikt aprēķinu, ņemot vērā Saules sistēmas teoriju, kā arī eksperimentālos rezultātus.

Šie saules gaismas novērojumi dod zinātniekiem citus lielumus, kurus viņi var aprēķināt, piemēram, saules konstanti S, ko dod

ar pašreizējo attālumu starp sauli un Zemirun vidējais attālums starp sauli un Zemir₀.Tas dod zinātniekiem vienkāršāku veidu, kā noteikt, kā kustība starp sauli un Zemi ietekmē saules gaismu. Saules plūsmas blīvumsFvar aprēķināt arī kā saules sildīšanas izmaiņas atmosfēras augstākajā punktā uz laukuma vienību laika starpībā, ko sniedzdQ / dt. Tas ir svarīgi inženiertehniskajām saules baterijām, kuras, izmantojot elektroenerģiju, visu dienu izmanto saules gaismas izmaiņas.

Progresīvāki un niansētāki kalkulatori var ņemt vērā īpašas funkcijas, piemēram, laika apstākļu ietekmi, lai prognozētu saules insolāciju dažādās dienās. Citas noderīgas saules gaismas īpašības ir tiešais normālais apstarojums (DNI), saules starojuma daudzums, ko objekts vai apgabals piedzīvo, pārsniedzot paša laukuma lielumu.

Veicot šo aprēķinu, ienākošajai saules gaismai jābūt perpendikulārai virsmai. Šie faktori, piemēram, saules insolācija, ir atkarīgi no atmosfēras, saules leņķa un attāluma starp tiem saule un Zeme, tāpēc tos var raksturot ar sarežģītākiem aprēķiniem, lai veiktu nozīmīgākus mērījumus.

Lietojot kalkulatorus, lai iegūtu saules insolācijas vērtības, jums vajadzētu saprast pašas saules insolācijas pamatā esošo fiziku. Ir daži vienkārši matemātiski vienādojumi, kas var aprakstīt saules insolāciju. Tas var palīdzēt jums uzzināt vairāk par to, kā saules insolācija tiek izmantota studiju jomās, kurās tiek izmantots saules spēks.

Saules insolācija ir cieši saistīta ar pašu saules starojumu, taču insolācija dod jums precīzāku veidu aprēķinot starojumu vienam objektam, kas attiecas uz enerģiju, nevis tikai mērot saules gaismu pati.

Saules starojums ir elektromagnētiskā gaisma, kas nāk tieši no saules. Tas parasti svārstās no redzamās gaismas līdz ultravioletajiem stariem, un dažos gadījumos tas attiecas pat uz rentgenstaru un infrasarkano staru. Tas nozīmē, ka saules starojums dod jums drošu veidu, kā noteikt gaismu, kas atbalsta dzīvību uz Zemes. Atmosfēra, kas ap planētu, parasti novirza citus kaitīgākus saules starojuma komponentus.

Jūs varat izmantot saules starojuma aprēķinu, lai noteiktu pašas saules kodolsintēzes reakcijas. Šīs parādības rada saules hēliju no 700 miljoniem tonnu ūdeņraža sekundē. Einšteina slavenais vienādojumsE = mc²apraksta šo procesu, kas pārtrauc atomu saites starp ūdeņraža atomiem reakcijas enerģijaiEdžoulos - procesā zaudētā masamkg un gaismas ātrumuc(3,8 x 10⁸ jaunkundze). Kodolsintēzes process ir tas, kā saule pati rada elektromagnētiskos radiācijas viļņus.

Saules sistēmas konstrukcijas balstās uz saules insolāciju, lai noteiktu, cik jaudīgai tām jābūt pēc iespējas efektīvākām. Inženieri, kas strādā pie šiem dizainparaugiem, izmanto saules starojumu, lai noteiktu, kā novērtēt, cik daudz enerģijas vajadzētu ražot fotoelementu sistēmām.

Dati, kas saistīti ar saules insolāciju, arī palīdz noteikt, interpretēt un salīdzināt fizisko laika apstākļu veidus uz Zemes, kas saistīti ar Zemes orbītu ap sauli. Tas attiecas arī uz karbonāta vai silikaglastikarbonāta rampām, kas ir slīpu ģeoloģiskās iezīmes no zemas gradientu līdz sekla ūdens krasta līnijām, lai noskaidrotu, kā Zeme notver siltumu no Saules, veidojot tos Iespējas.

Visbeidzot, būvinženieriem, veidojot ēkas, kas iztur saules temperatūru un karstumu, jāņem vērā radiācija un saules insolācija.