Hur man beräknar solisolering

Att gå ut och låta solljuset falla i ansiktet är en bra känsla. Att räkna ut hur mycket solljus det egentligen är innebär att beräkna något som kallassolisolering. Solisolationen ger dig också ett sätt att bestämma fysisk väderlek i torra områden som öknar.

​Solisoleringär mängden solstrålning över storleken på en yta över tiden. Fotovoltaiska generatorer som skapar elektrisk energi från inkommande solljus mäter isolering somgenomsnittlig bestrålningi kilowatt per kvadratmeter (kW / m²).

Ibland används en annan variant som använder en tidskomponent, kilowatt-timmar över kilowatt-toppår kWh / (kWp * år). Detta innebär att du kan skapa en solstrålningsformel genom att mätasolljus över ett visst område under en viss tid​.

Forskare använder också termenflödeför att referera till solstrålning per enhet horisontellt område över en viss region. Detta liknar magnetiskt flöde, mängden magnetfält som passerar genom ett tvådimensionellt ytan är, men i detta fall kan flödet av solisolering också variera beroende på hur långt bort Jorden är.

Du kan mäta flödestätheten vid atmosfärens spets genom att

förF_Osolflödestäthet vid den högsta punkten i atmosfären och solens zenitvinkelθ₀, vinkeln mellan din zenit och mitten av solens skiva. Din zenit är linjen som går rakt vertikalt in i atmosfären när du står någonstans på jorden.

Solisolering kan också mätas som flux dividerat med en horisontell yta. Dessa kvantiteter används också vid beräkning av hastigheten med vilken energi från solen når jordens yta. Solstrålningsformeln har visat forskare att solstrålningen vid den högsta punkten i atmosfären förändras med cirka 7% under hela året från 1,412 kW / m² i januari till 1.321 kW / m² i juli på grund av hur jorden rör sig närmare och längre bort från solen.

Du kan också bestämma den direkta komponenten av solstrålning med formeln1,353 x 0,7^Mför luftmassfaktorMvilket är(1 / cosθ​​₀​​)^.678för zenithvinkelθ₀.Deluft massaär andelen av hur mycket av atmosfären solljuset måste resa i ett enda ögonblick och hur mycket atmosfär solljuset skulle behöva passera om solen direkt hördes.

Detta betyder att om solen stod direkt ovanför ditt huvud skulle luftmassan vara 1 eftersom de två värdena på proportionen skulle vara lika. När solen är mycket hög på himlen, värdet för cosθ​​0är relativt liten och försumbar.

Dedirekten del av solstrålningen är hur mycket strålning som kommer direkt från solen. Diffuserad strålningär hur mycket himlen och atmosfären sprider strålningen.Reflekterad strålningär den mängd som reflekteras av vattenkroppar på jorden.

Du kan använda online Beräkning av solisolering av PV Education för att beräkna solisolering. Se till att du förstår variablerna och ekvationerna bakom räknaren. Varje insolationskalkylator som den här tar hänsyn till solens position i rymden och den maximala solisolationen på en yta i en viss vinkel.

Miniräknaren använder solisolationen som en faktor som beror på latitud och årstid. Detta gör det möjligt att utföra beräkningen genom att ta hänsyn till solsystemets teori såväl som experimentella resultat.

Dessa observationer av solljus ger forskare andra mängder de kan beräkna, såsom solkonstanten S, som ges av

med det aktuella avståndet mellan solen och jordenroch genomsnittligt avstånd mellan solen och jordenr₀.Detta ger forskare ett enklare sätt att bestämma hur rörelsen mellan solen och jorden påverkar solljuset. SolflödestäthetFkan också beräknas som förändringen i solvärme vid den högsta punkten i atmosfären per ytenhet över en tidsskillnad, given avdQ / dt. Detta är relevant för att konstruera solceller som utnyttjar förändringar i solljus hela dagen för att producera elektrisk energi.

Mer avancerade och nyanserade miniräknare kan ta hänsyn till specifika funktioner som vädereffekter för att förutsäga solisolationen på olika dagar. Andra användbara egenskaper för solljus inkluderar Direct Normal Irradiance (DNI), mängden solstrålning som ett objekt eller område upplever över storleken på själva området.

Det inkommande solljuset måste vara vinkelrätt mot ytan vid beräkningen. Dessa faktorer, som solisolering, är beroende av atmosfär, solens vinkel och avståndet mellan solen och jorden så mer avancerade beräkningar kan beskriva dem för att göra mer meningsfulla mätningar.

När du använder miniräknare för att ge dig värden för solisolering bör du förstå den underliggande fysiken bakom solisolationen. Det finns några enkla matematiska ekvationer som kan beskriva solisolering. Detta kan hjälpa dig att lära dig mer om hur solisolering används i studier som utnyttjar kraften i solljus.

Solisolering är nära relaterad till solstrålning i sig, men solisolering ger dig ett mer exakt sätt att beräkna strålningen på ett enda objekt som är relevant för energi snarare än att bara mäta solljus sig.

Solstrålning är det elektromagnetiska ljuset som kommer direkt från solen. Detta sträcker sig i allmänhet från synligt ljus till ultravioletta strålar och i vissa fall sträcker det sig även till röntgenstrålar och infraröda vågor. Det betyder att solstrålning ger dig ett tillförlitligt sätt att bestämma ljuset som stöder livet på jorden. Atmosfären som omger planeten avböjer vanligtvis andra mer skadliga komponenter i solens strålning.

Du kan använda en solstrålningsberäkning för att bestämma kärnfusionsreaktionerna för solen själv. Dessa fenomen producerar solens helium från 700 miljoner ton väte per sekund. Einsteins berömda ekvationE = mc²beskriver denna process som bryter atombindningarna mellan väteatomer för reaktionens energiEi joule, massa förlorad under processenmi kg och ljusets hastighetc(3,8 x 10⁸ Fröken). Fusionsprocessen är hur solen producerar de elektromagnetiska strålningsvågorna i sig.

Solsystemets design är beroende av solisolering för att mäta hur kraftfull de behöver för att vara så effektiva som möjligt. Ingenjörer som arbetar med dessa konstruktioner använder solisolering för att avgöra hur man uppskattar hur mycket energi solcellssystem ska producera.

Data relaterade till solisolering är också till hjälp för att identifiera, tolka och jämföra typer av fysiskt väder på jorden på grund av jordens bana runt solen. Detta sträcker sig till ramper av karbonat eller kiselsyra-karbonat, geologiska egenskaper som lutar från en låg lutning till grunda strandlinjer för att ta reda på hur jorden fångar upp värmen från solen när de bildar dessa funktioner.

Slutligen måste byggnadsingenjörer ta hänsyn till strålning och solisolering när de skapar byggnader för att motstå solens temperatur och värme.