Як розрахувати сонячну ізоляцію

Вийти назовні і дозволити сонячному світлу потрапити на ваше обличчя - це гарне відчуття. З’ясувати, скільки насправді сонячного світла, означає розрахувати щось, що називаєтьсясонячна інсоляція. Сонячна інсоляція також дає вам спосіб визначення фізичного вивітрювання в сухих регіонах, таких як пустелі.

​Сонячна інсоляція- кількість сонячного випромінювання за розміром площі поверхні в часі. Фотоелектричні генератори, які створюють електричну енергію від надходить сонячного світла, вимірюють інсоляцію яксереднє опроміненняв кіловат на квадратний метр (кВт / м²).

Іноді використовується інша варіація, яка використовує часову складову, кіловат-години над кіловат-піковим роком кВт-год / (кВт-час * рік). Це означає, що ви можете створити формулу сонячного опромінення, вимірявшипотужність сонячного світла на певній ділянці через певний проміжок часу​.

Вчені також використовують цей термінпотікпосилатися на сонячне випромінювання на одиницю горизонтальної площі в певному регіоні. Це схоже на магнітний потік, величина магнітного поля, що проходить через двовимірне поверхні, але, в цьому випадку, потік сонячної інсоляції може також змінюватися залежно від того, наскільки далеко Земля є.

Ви можете виміряти щільність потоку на верхівці атмосфери за

дляF_Ощільність сонячного потоку в найвищій точці атмосфери та зенітний кут сонячного світлаθ₀, кут між вашим зенітом і центром диска Сонця. Ваш зеніт - це лінія, яка йде прямо вертикально в атмосферу, коли ви стоїте десь на Землі.

Сонячну інсоляцію також можна виміряти як fлюкс, розділений на горизонтальну площу поверхні. Ці величини також використовують для розрахунку швидкості, з якою енергія від Сонця досягає поверхні Землі. Формула сонячного опромінення показала вченим, що сонячне опромінення в найвищій точці атмосфери змінюється приблизно на 7% протягом року з 1,412 кВт / м² у січні до 1,321 кВт / м² в липні, через те, як Земля рухається все ближче і далі від сонця.

Ви також можете визначити пряму складову сонячного випромінювання за формулою1,335 х .7^Мдля коефіцієнта маси повітряМякий є(1 / cosθ​​₀​​)^.678для зенітного кутаθ₀.повітряна маса- це частка того, скільки атмосфери має пройти сонячне світло в одну мить і скільки атмосфери повинно пройти сонячне світло, якби сонце було безпосередньо підслухане.

Це означає, що якби сонце було безпосередньо над головою, маса повітря становила б 1, оскільки два значення пропорції були б рівні. Коли сонце дуже високо на небі, значення для cosθ​​0є порівняно невеликим і незначним.

прямийчастина сонячної радіації - це те, скільки випромінювання надходить безпосередньо від сонця. Дифузне випромінювання- це те, наскільки небо та атмосфера розсіюють випромінювання.Відбите випромінювання- це кількість, відбита водними об’єктами на Землі.

Ви можете використовувати Інтернет Розрахунок сонячної ізоляції за допомогою PV Education для розрахунку сонячної інсоляції. Переконайтеся, що ви розумієте змінні та рівняння, що лежать в основі калькулятора. Будь-який калькулятор інсоляції, такий як цей, враховує положення сонця в просторі та максимальну сонячну інсоляцію на поверхні під певним кутом.

Калькулятор використовує сонячну інсоляцію як фактор, що залежить від широти та дня року. Це дозволяє проводити обчислення з урахуванням теорії Сонячної системи, а також експериментальних результатів.

Ці спостереження за сонячним світлом дають вченим інші величини, які вони можуть обчислити, такі як сонячна постійна S, дана

з поточною відстанню між Сонцем і Землеюрі середня відстань між Сонцем і Землеюр₀.Це дає вченим більш простий спосіб визначити, як рух між Сонцем і Землею впливає на сонячне світло. Щільність сонячного потокуFтакож може бути розрахована як зміна сонячного нагріву у найвищій точці атмосфери на одиницю площі за різницю в часі, задануdQ / dt. Це доречно для інженерних сонячних елементів, які користуються перевагами сонячного світла протягом дня для виробництва електричної енергії.

Більш вдосконалені та нюансові калькулятори можуть враховувати специфічні особливості, такі як погодні ефекти, для прогнозування сонячної інсоляції в різні дні. Інші корисні властивості сонячного світла включають пряме нормальне опромінення (DNI), кількість сонячного випромінювання, яке відчуває об'єкт чи область, над розмірами самої області.

Під час цього розрахунку сонячне світло, що надходить, повинно бути перпендикулярним поверхні. Ці фактори, такі як сонячна інсоляція, залежать від атмосфери, кута сонця та відстані між ними Сонце і Земля, тому більш досконалі розрахунки можуть описати їх для більш значущих вимірювань.

Використовуючи калькулятори для отримання значень сонячної інсоляції, ви повинні розуміти основну фізику, яка лежить в основі самої сонячної інсоляції. Є кілька простих математичних рівнянь, які можуть описати сонячну інсоляцію. Це може допомогти вам дізнатись більше про те, як сонячна інсоляція використовується в галузях дослідження, які використовують силу сонячного світла.

Сонячна інсоляція тісно пов’язана з самим сонячним випромінюванням, але інсоляція дає вам більш точний спосіб обчислення випромінювання на одному об'єкті, що стосується енергії, а не просто вимірювання сонячного світла себе.

Сонячне випромінювання - це електромагнітне світло, яке надходить безпосередньо від Сонця. Це зазвичай варіюється від видимого світла до ультрафіолетових променів, а в деяких випадках воно поширюється навіть на рентгенівські та інфрачервоні хвилі. Це означає, що сонячна радіація дає вам надійний спосіб визначити світло, яке підтримує життя на Землі. Атмосфера, що оточує планету, зазвичай відхиляє інші більш шкідливі компоненти сонячного випромінювання.

Ви можете використовувати розрахунок сонячної радіації для визначення реакцій ядерного синтезу самого Сонця. Ці явища виробляють гелій сонця із 700 мільйонів тонн водню в секунду. Знамените рівняння ЕйнштейнаE = mc²описує цей процес, який розриває атомні зв’язки між атомами водню для енергії реакціїЕв джоулях, маса, втрачена в процесімв кг і швидкості світлаc(3,8 х 10⁸ РС). Процес синтезу - це те, як сонце виробляє електромагнітні хвилі самого випромінювання.

Конструкції сонячної системи покладаються на сонячну інсоляцію, щоб виміряти, наскільки потужні вони повинні бути максимально ефективними. Інженери, які працюють над цими конструкціями, використовують сонячну інсоляцію, щоб визначити, як оцінити, скільки енергії повинні виробляти фотоелектричні системи.

Дані, пов’язані з сонячною інсоляцією, також корисні для виявлення, інтерпретації та порівняння типів фізичної погоди на Землі через орбіту Землі навколо Сонця. Це поширюється на карбонатні або силікасиластико-карбонатні пандуси, геологічні особливості похилих від низьких градієнта до мілководної берегової лінії, щоб з’ясувати, як Земля затримує тепло від Сонця, формуючи їх особливості.

Нарешті, інженерам-будівельникам потрібно враховувати випромінювання та сонячну інсоляцію при створенні будівель, що витримують температуру та теплоту сонця.