Hoe zonne-instraling te berekenen

Naar buiten gaan en het zonlicht op je gezicht laten vallen is een goed gevoel. Om erachter te komen hoeveel zonlicht het eigenlijk is, moet je iets berekenen dat de. wordt genoemdzonne-instraling. De zonnestraling geeft je ook een manier om fysieke verwering in droge gebieden zoals woestijnen te bepalen.

​zonne-instralingis de hoeveelheid zonnestraling over de grootte van een oppervlakte in de tijd. De fotovoltaïsche generatoren die elektrische energie opwekken uit inkomend zonlicht, meten de zonnestraling alsgemiddelde stralingin kilowatt per vierkante meter (kW/m²).

Soms wordt een andere variant gebruikt die een tijdcomponent gebruikt, kilowattuur over kilowattpiekjaar kWh/(kWp*jaar). Dit betekent dat u een formule voor zonnestraling kunt maken door dekracht van zonlicht over een bepaald gebied gedurende een bepaalde tijd​.

Wetenschappers gebruiken de term ookfluxom te verwijzen naar zonnestraling per eenheid van horizontaal gebied over een bepaald gebied. Dit is vergelijkbaar met magnetische flux, de hoeveelheid magnetisch veld die door een tweedimensionale gaat oppervlak zijn, maar in dit geval kan de flux van zonnestraling ook variëren, afhankelijk van hoe ver weg de Aarde is.

Je kunt de fluxdichtheid aan het uiteinde van de atmosfeer meten door:

voorF_Ozonnestroomdichtheid op het hoogste punt van de atmosfeer en zonnezenithoekθ₀, de hoek tussen je zenit en het midden van de zonneschijf. Je zenit is de lijn die recht verticaal de atmosfeer in gaat als je ergens op aarde staat.

Zonnestraling kan ook worden gemeten als de flux gedeeld door een horizontaal oppervlak. Deze hoeveelheden zijn ook bruikbaar bij het berekenen van de snelheid waarmee energie van de zon het aardoppervlak bereikt. De zonnestralingsformule heeft wetenschappers aangetoond dat de zonnestraling op het hoogste punt van de atmosfeer gedurende het jaar met ongeveer 7% verandert van 1.412 kW/m² in januari tot 1.321 kW/m² in juli, vanwege de manier waarop de aarde steeds verder van de zon af beweegt.

Je kunt de directe component van zonnestraling ook bepalen met de formule1.353 x .7^Mvoor luchtmassafactor:Mwat is?(1/cos​​₀​​)^.678voor zenithoekθ₀.Delucht massais de proportie van hoeveel van de atmosfeer het zonlicht moet reizen op een bepaald moment en hoeveel atmosfeer het zonlicht zou moeten passeren als de zon direct zou worden gehoord.

Dit betekent dat als de zon recht boven je hoofd zou staan, de luchtmassa 1 zou zijn, omdat de twee waarden van de verhouding gelijk zouden zijn. Als de zon heel hoog aan de hemel staat, is de waarde voor cosθ​​0is relatief klein en verwaarloosbaar.

Dedirecteen deel van zonnestraling is hoeveel straling direct van de zon komt. diffuse stralingis hoeveel de lucht en de atmosfeer de straling verspreiden.Gereflecteerde stralingis de hoeveelheid die wordt teruggekaatst door watermassa's op aarde.

U kunt de online Berekening van zonne-instraling door PV Education om zonnestraling te berekenen. Zorg ervoor dat u de variabelen en vergelijkingen achter de rekenmachine begrijpt. Elke instralingscalculator zoals deze houdt rekening met de positie van de zon in de ruimte en de maximale zonnestraling op een oppervlak onder een bepaalde hoek.

De rekenmachine gebruikt de zonnestraling als een factor die afhankelijk is van de breedtegraad en de dag van het jaar. Hierdoor kan het de berekening uitvoeren door rekening te houden met de theorie van het zonnestelsel en met experimentele resultaten.

Deze waarnemingen van zonlicht geven wetenschappers andere grootheden die ze kunnen berekenen, zoals de zonneconstante S, gegeven door

met de huidige afstand tussen de zon en de aarderen gemiddelde afstand tussen de zon en de aarder₀.Dit geeft wetenschappers een eenvoudigere manier om te bepalen hoe de beweging tussen de zon en de aarde het zonlicht beïnvloedt. Zonnestroomdichtheid:Fkan ook worden berekend als de verandering in zonneverwarming op het hoogste punt van de atmosfeer per oppervlakte-eenheid over een tijdsverschil, gegeven doordQ/dt. Dit is relevant voor het ontwerpen van zonnecellen die gedurende de dag profiteren van veranderingen in zonlicht bij het produceren van elektrische energie.

Meer geavanceerde en genuanceerde rekenmachines kunnen rekening houden met specifieke kenmerken zoals weerseffecten om de zonnestraling op verschillende dagen te voorspellen. Andere nuttige eigenschappen van zonlicht zijn de Direct Normal Irradiance (DNI), de hoeveelheid zonnestraling die een object of gebied ervaart over de grootte van het gebied zelf.

Bij het uitvoeren van deze berekening moet het invallende zonlicht loodrecht op het oppervlak staan. Deze factoren, zoals zonnestraling, zijn afhankelijk van de atmosfeer, de hoek van de zon en de afstand tussen de zon en de aarde, zodat meer geavanceerde berekeningen ze kunnen beschrijven om zinvollere metingen te doen.

Terwijl u rekenmachines gebruikt om u zonne-instralingswaarden te geven, moet u de onderliggende fysica achter zonne-instraling zelf begrijpen. Er zijn een paar eenvoudige wiskundige vergelijkingen die zonnestraling kunnen beschrijven. Dit kan u helpen meer te weten te komen over hoe zonnestraling wordt gebruikt in vakgebieden die de kracht van zonlicht benutten.

Zonnestraling is nauw verwant aan zonnestraling zelf, maar zonnestraling geeft u een preciezere manier om het berekenen van de straling op een enkel object dat relevant is voor energie in plaats van alleen een meting van zonlicht te doen zelf.

Zonnestraling is het elektromagnetische licht dat rechtstreeks van de zon komt. Dit varieert over het algemeen van zichtbaar licht tot ultraviolette stralen en in sommige gevallen zelfs tot röntgenstralen en infrarode golven. Dit betekent dat zonnestraling u een betrouwbare manier geeft om het licht te bepalen dat het leven op aarde ondersteunt. De atmosfeer rond de planeet buigt doorgaans andere, meer schadelijke componenten van de straling van de zon af.

Met een zonnestralingsberekening kun je de kernfusiereacties van de zon zelf bepalen. Deze verschijnselen produceren het helium van de zon uit 700 miljoen ton waterstof per seconde. Einsteins beroemde vergelijking EinsteinE = mc²beschrijft dit proces dat de atomaire bindingen tussen waterstofatomen verbreekt voor energie van de reactieEin joules, massa verloren in het procesmin kg en lichtsnelheidc(3,8 x 10⁸ Mevrouw). Het fusieproces is hoe de zon de elektromagnetische stralingsgolven zelf produceert.

Ontwerpen van zonnestelsels zijn afhankelijk van zonnestraling om te meten hoe krachtig ze nodig hebben om zo effectief mogelijk te zijn. Ingenieurs die aan deze ontwerpen werken, gebruiken zonnestraling om te bepalen hoeveel energie fotovoltaïsche systemen moeten produceren.

Gegevens met betrekking tot zonnestraling zijn ook nuttig voor het identificeren, interpreteren en vergelijken van soorten fysiek weer op aarde als gevolg van de baan van de aarde rond de zon. Dit strekt zich uit tot hellingen van carbonaat of siliciclastisch carbonaat, geologische kenmerken van hellend vanaf een lage gradiënt naar ondiepe wateren om uit te zoeken hoe de aarde warmte van de zon vasthoudt bij het vormen hiervan Kenmerken.

Ten slotte moeten bouwingenieurs rekening houden met de straling en zonnestraling bij het maken van gebouwen die bestand zijn tegen de temperatuur en hitte van de zon.