Hvordan beregne solisolasjon

Å gå utenfor og la sollyset falle på ansiktet ditt er en god følelse. Å finne ut hvor mye sollys det faktisk er, betyr å beregne noe som kallessolisolasjon. Solisolasjonen gir deg også en måte å bestemme fysisk forvitring i tørre områder som ørkener.

​Solisolasjoner mengden solstråling over størrelsen på et overflateareal over tid. Fotovoltaiske generatorer som skaper elektrisk energi fra innkommende sollys måler isolasjon somgjennomsnittlig strålingi kilowatt per kvadratmeter (kW / m²).

Noen ganger brukes en annen variant som bruker en tidskomponent, kilowatt-timer over kilowatt-toppår kWh / (kWp * år). Dette betyr at du kan lage en solstråleformel ved å målekraft av sollys over et bestemt område gjennom en viss tid​.

Forskere bruker også begrepetflukså referere til solstråling per enhet horisontalt område over en bestemt region. Dette ligner på magnetisk strømning, mengden magnetfelt som passerer gjennom et todimensjonalt overflaten er, men i dette tilfellet kan strømmen av solisolasjon også variere avhengig av hvor langt unna Jorden er.

Du kan måle flytdensiteten ved spissen av atmosfæren ved å

tilF_Osolstrømstetthet på det høyeste punktet i atmosfæren og solens senitvinkelθ₀, vinkelen mellom din senit og midten av solens plate. Zeniten din er linjen som går rett vertikalt ut i atmosfæren når du står et sted på jorden.

Solisolasjon kan også måles som flux delt på et horisontalt overflateareal. Disse mengdene brukes også til å beregne hastigheten med hvilken energi fra solen når jordoverflaten. Solstrålingsformelen har vist forskere at solstrålingen på det høyeste punktet i atmosfæren endres med ca 7% gjennom året fra 1,412 kW / m² i januar til 1.321 kW / m² i juli på grunn av hvordan jorden beveger seg nærmere og lenger borte fra solen.

Du kan også bestemme den direkte komponenten av solstråling ved hjelp av formelen1,353 x 0,7^Mfor luftmassefaktorMsom er(1 / cosθ​​₀​​)^.678for senitvinkelθ₀.Deluftmasseer andelen av hvor mye av atmosfæren sollyset må reise i det ene øyeblikket, og hvor mye atmosfære sollyset måtte passere gjennom hvis solen ble direkte hørt.

Dette betyr at hvis solen var rett over hodet på deg, ville luftmassen være 1 da de to verdiene av andelen ville være like. Når solen er veldig høy på himmelen, er verdien for cosθ​​0er relativt liten og ubetydelig.

Dedirekteen del av solstrålingen er hvor mye stråling som kommer direkte fra solen. Diffus strålinger hvor mye himmelen og atmosfæren diffunderer strålingen.Reflektert strålinger mengden som reflekteres av vannmasser på jorden.

Du kan bruke online Beregning av solisolasjon av PV Education for å beregne solisolasjon. Forsikre deg om at du forstår variablene og ligningene bak kalkulatoren. Enhver insolasjonskalkulator som denne tar hensyn til solens posisjon i rommet og den maksimale solisolasjonen på en overflate i en bestemt vinkel.

Kalkulatoren bruker solisolasjon som en faktor avhengig av breddegrad og årstid. Dette lar den utføre beregningen ved å ta hensyn til teorien om solsystemet samt eksperimentelle resultater.

Disse observasjonene av sollys gir forskere andre mengder de kan beregne, for eksempel solkonstanten S, gitt av

med den nåværende avstanden mellom solen og jordenrog gjennomsnittlig avstand mellom solen og jordenr₀.Dette gir forskere en enklere måte å bestemme hvordan bevegelsen mellom solen og jorden påvirker sollys. SolstrømstetthetFkan også beregnes som endringen i solvarme på det høyeste punktet i atmosfæren per arealeenhet over en tidsforskjell, gitt avdQ / dt. Dette er relevant for konstruksjon av solceller som utnytter endringer i sollys gjennom dagen for å produsere elektrisk energi.

Mer avanserte og nyanserte kalkulatorer kan ta hensyn til spesifikke funksjoner som væreffekter for å forutsi solisolasjon på forskjellige dager. Andre nyttige egenskaper ved sollys inkluderer Direct Normal Irradiance (DNI), mengden solstråling som et objekt eller område opplever over størrelsen på selve området.

Det innkommende sollyset må være vinkelrett på overflaten når du utfører denne beregningen. Disse faktorene, som solisolasjon, er avhengig av atmosfære, solvinkel og avstand mellom solen og jorden så mer avanserte beregninger kan beskrive dem for å gjøre mer meningsfylte målinger.

Mens du bruker kalkulatorer for å gi deg solisolasjonsverdier, bør du forstå den underliggende fysikken bak selve solisolasjonen. Det er noen få enkle matematiske ligninger som kan beskrive solisolasjon. Dette kan hjelpe deg med å lære mer om hvordan solisolering brukes i studieretninger som utnytter kraften i sollys.

Solisolasjon er nært knyttet til selve solstrålingen, men solisolering gir deg en mer presis måte å gjøre det på beregne strålingen på et enkelt objekt som er relevant for energi i stedet for bare å måle sollys seg selv.

Solstråling er det elektromagnetiske lyset som kommer direkte fra solen. Dette varierer vanligvis fra synlig lys til ultrafiolette stråler, og i noen tilfeller strekker det til og med til røntgen og infrarøde bølger. Dette betyr at solstråling gir deg en pålitelig måte å bestemme lyset som støtter livet på jorden. Atmosfæren rundt planeten avbøyer vanligvis andre mer skadelige komponenter i solens stråling.

Du kan bruke en solstrålingsberegning for å bestemme kjernefusjonsreaksjonene til selve solen. Disse fenomenene produserer solens helium fra 700 millioner tonn hydrogen per sekund. Einsteins berømte ligningE = mc²beskriver denne prosessen som bryter atombindinger mellom hydrogenatomer for reaksjonens energiEi joule, masse tapt i prosessenmi kg og lysets hastighetc(3,8 x 10⁸ m / s). Fusjonsprosessen er hvordan solen produserer de elektromagnetiske strålingsbølgene i seg selv.

Solsystemdesign er avhengig av solisolasjon for å måle hvor kraftige de trenger for å være så effektive som mulig. Ingeniører som arbeider med disse designene, bruker solisolasjon for å bestemme hvordan de skal estimere hvor mye energi solcelleanlegg skal produsere.

Data relatert til solisolasjon er også nyttig for å identifisere, tolke og sammenligne typer fysisk vær på jorden på grunn av jordens bane rundt solen. Dette strekker seg til karbonat- eller silisiklastkarbonatramper, geologiske trekk ved skrånende fra en lav stigning til grunt vann ved å finne ut hvordan jorden fanger opp varmen fra solen når de danner disse funksjoner.

Til slutt må byggingeniører ta hensyn til stråling og solisolasjon når de lager bygninger som tåler solens temperatur og varme.