Как рассчитать солнечную инсоляцию

Выйти на улицу и позволить солнечному свету падать на ваше лицо - хорошее чувство. Чтобы выяснить, сколько на самом деле солнечного света, нужно вычислить то, что называетсясолнечная инсоляция. Солнечная инсоляция также дает вам возможность определять физическое выветривание в засушливых регионах, таких как пустыни.

​Солнечная инсоляцияэто количество солнечной радиации по размеру площади поверхности с течением времени. Фотоэлектрические генераторы, которые вырабатывают электрическую энергию из поступающего солнечного света, измеряют инсоляцию каксредняя освещенностьв киловаттах на квадратный метр (кВт / м²).

Иногда используется другой вариант, в котором используется временной компонент: киловатт-часы по сравнению с киловатт-пиковыми киловатт-часами / (киловатт-часами в год) в год. Это означает, что вы можете создать формулу солнечного излучения, измеривмощность солнечного света над определенной областью в течение определенного периода времени​.

Ученые также используют термин

Плотность потока на верхушке атмосферы можно измерить с помощью

дляF_Оплотность солнечного потока в наивысшей точке атмосферы и зенитный угол Солнцаθ₀, угол между зенитом и центром солнечного диска. Ваш зенит - это линия, идущая прямо вертикально в атмосферу, когда вы стоите где-то на Земле.

Солнечная инсоляция также может быть измерена как fлюкс, разделенный на площадь горизонтальной поверхности. Эти величины также используются при вычислении скорости, с которой энергия Солнца достигает поверхности Земли. Формула солнечного излучения показала ученым, что солнечное излучение в самой высокой точке атмосферы изменяется примерно на 7% в течение года с 1,412 кВт / м.² в январе до 1,321 кВт / м² в июле, из-за того, как Земля приближается и удаляется от Солнца.

Также можно определить прямую составляющую солнечного излучения по формуле1,353 х 0,7^Mдля коэффициента воздушной массыMкоторый(1 / cosθ​​₀​​)^.678для зенитного углаθ₀.Вмасса воздуха- это пропорция того, какую часть атмосферы солнечный свет должен пройти за один момент, и сколько атмосферы солнечный свет должен пройти, если бы солнце было непосредственно подслушиваемым.

Это означает, что если бы солнце находилось прямо над вашей головой, масса воздуха была бы 1, так как два значения пропорции были бы равны. Когда солнце находится очень высоко в небе, значение cosθ​​0относительно небольшой и незначительный.

Внепосредственныйчасть солнечной радиации - это количество радиации, исходящей непосредственно от солнца. Рассеянное излучениенасколько небо и атмосфера рассеивают радиацию.Отраженное излучениеэто количество, отраженное водными объектами на Земле.

Вы можете использовать онлайн Расчет солнечной инсоляции от PV Education для расчета солнечной инсоляции. Убедитесь, что вы понимаете переменные и уравнения, стоящие за калькулятором. Любой калькулятор инсоляции, такой как этот, учитывает положение солнца в космосе и максимальную солнечную инсоляцию на поверхности под определенным углом.

Калькулятор использует солнечную инсоляцию как коэффициент, зависящий от широты и дня года. Это позволяет ему выполнять расчет с учетом теории Солнечной системы, а также экспериментальных результатов.

Эти наблюдения солнечного света дают ученым другие величины, которые они могут вычислить, например, солнечную постоянную S, определяемую выражением

с текущим расстоянием между Солнцем и Землейри среднее расстояние между Солнцем и Землейр₀.Это дает ученым более простой способ определить, как движение между Солнцем и Землей влияет на солнечный свет. Плотность солнечного потокаFтакже может быть рассчитано как изменение солнечного нагрева в наивысшей точке атмосферы на единицу площади за разность во времени, определяемую по формулеdQ / dt. Это актуально для инженерных солнечных батарей, которые используют изменения солнечного света в течение дня для производства электроэнергии.

Более продвинутые и тонкие калькуляторы могут учитывать определенные особенности, такие как погодные эффекты, для прогнозирования солнечной инсоляции в разные дни. Другие полезные свойства солнечного света включают прямую нормальную освещенность (DNI), количество солнечного излучения, которое объект или область испытывает по размеру самой области.

При выполнении этого расчета падающий солнечный свет должен располагаться перпендикулярно поверхности. Эти факторы, такие как солнечная инсоляция, зависят от атмосферы, угла наклона солнца и расстояния между ними. Солнце и Земля, поэтому более сложные вычисления могут описать их, чтобы сделать более значимые измерения.

Используя калькуляторы для вычисления значений солнечной инсоляции, вы должны понимать физику, лежащую в основе самой солнечной инсоляции. Есть несколько простых математических уравнений, которые могут описать солнечную инсоляцию. Это может помочь вам узнать больше о том, как солнечная инсоляция используется в областях исследований, которые используют силу солнечного света.

Солнечная инсоляция тесно связана с самой солнечной радиацией, но инсоляция дает вам более точный способ расчет излучения на один объект, имеющий отношение к энергии, а не просто измерение солнечного света сам.

Солнечное излучение - это электромагнитный свет, исходящий непосредственно от солнца. Обычно это диапазон от видимого света до ультрафиолетовых лучей, а в некоторых случаях даже до рентгеновских лучей и инфракрасных волн. Это означает, что солнечное излучение дает вам надежный способ определения света, поддерживающего жизнь на Земле. Атмосфера, окружающая планету, обычно отклоняет другие, более вредные компоненты солнечного излучения.

Вы можете использовать расчет солнечной радиации, чтобы определить реакции ядерного синтеза самого Солнца. Эти явления производят гелий Солнца из 700 миллионов тонн водорода в секунду. Знаменитое уравнение ЭйнштейнаE = mc²описывает этот процесс, который разрывает атомные связи между атомами водорода для получения энергии реакцииEв джоулях, масса, потерянная в процессемв кг и скорости светаc(3,8 х 10⁸ РС). Процесс слияния - это то, как солнце производит электромагнитные волны излучения.

Конструкции солнечных систем полагаются на солнечную инсоляцию, чтобы измерить, насколько мощными они должны быть, чтобы быть максимально эффективными. Инженеры, работающие над этими проектами, используют солнечную инсоляцию, чтобы определить, как оценить, сколько энергии должны производить фотоэлектрические системы.

Данные, относящиеся к солнечной инсоляции, также полезны для идентификации, интерпретации и сравнения типов физической погоды на Земле из-за орбиты Земли вокруг Солнца. Это простирается до карбонатных или силикокластико-карбонатных пандусов, геологических особенностей которых имеют наклон от низкого градиент к мелководным береговым линиям в выяснении того, как Земля улавливает тепло от Солнца, образуя эти Особенности.

Наконец, инженеры-строители должны учитывать радиацию и солнечную инсоляцию при создании зданий, способных выдерживать температуру и тепло солнца.