Vsebina
- Izračun sončne izolacije
- Zračna masa pri sončni izolaciji
- Druge metode izračuna sončne izolacije
- Lastnosti, povezane s sončno izolacijo
- Izračun sončnega sevanja v primerjavi z izolacijo
- Uporaba raziskav sončne izolacije
Če stopite zunaj in pustite sončni svetlobi, da pade na vaš obraz, je dober občutek. Ugotoviti, koliko sončne svetlobe dejansko pomeni, izračunati nekaj, kar imenujemo sončna insolacija. Sončna insolacija vam omogoča tudi določanje fizičnega vremena v suhih predelih, kot so puščave.
Izračun sončne izolacije
Sončna insolacija je količina sončnega sevanja nad velikostjo površine skozi čas. Fotovoltaični generatorji, ki ustvarjajo električno energijo iz dohodne sončne svetlobe, merijo na insolacijo kot povprečno obsevanje v kilovatih na kvadratni meter (kW / m)2).
Včasih se uporabi tudi drugačna različica, ki uporablja časovno komponento, kilovatne ure v največjem letnem času kilovatne kWh / (kWp * leto). To pomeni, da lahko ustvarite formulo sončnega obsevanja z merjenjem moč sončne svetlobe na določenem območju skozi določen čas.
Znanstveniki uporabljajo tudi izraz fluks se nanaša na sončno sevanje na enoto vodoravnega območja v določenem območju. To je podobno magnetnemu toku, količina magnetnega polja, ki prehaja skozi dvodimenzionalno površino, je, v tem primeru pa se lahko tudi tok sončne insolacije razlikuje glede na to, kako daleč je Zemlja.
Gostoto toka na vrhu atmosfere lahko izmerite s: F = FO x cosθ0 za FO gostota sončnega toka na najvišji točki atmosfere in sončni zenitni kot θ0, kot med vašim zenitom in središčem plošče Suns. Vaš zenit je črta, ki gre naravnost navpično v ozračje, ko stojiš nekje na Zemlji.
Sončno insolacijo lahko merimo tudi kot f_lux, deljeno z vodoravno površino_. Te količine se uporabljajo tudi pri izračunu hitrosti, s katero sončna energija doseže zemeljsko površino. Formula sončnega obsevanja je znanstvenikom pokazala, da se sončno obsevanje na najvišji točki atmosfere skozi leto spremeni za približno 7% od 1.412 kW / m2 januarja na 1.321 kW / m2 julija zaradi tega, kako se Zemlja bliža in bolj oddaljeva od sonca.
Zračna masa pri sončni izolaciji
Neposredno komponento sončnega sevanja lahko določite tudi s formulo 1.353 x .7M za faktor mase zraka M kateri je (1 / cosθ0).678 za zenitni kot θ0. The zračna masa je delež deleža ozračja, ki ga mora sončna svetloba potovati v enem samem trenutku, in koliko ozračja bi sončna svetloba morala preiti, če bi sonce bilo neposredno podvrženo.
To pomeni, če bi bilo sonce neposredno nad vašo glavo, bi bila zračna masa enaka, saj bi bili dve vrednosti deleža enaki. Ko je sonce na nebu zelo visoko, je vrednost za cos θ__0 je sorazmerno majhen in zanemarljiv.
The neposredni del sončnega sevanja je koliko sevanja pride neposredno iz sonca. Difuzno sevanje je, koliko neba in ozračja razprši sevanje. Odsevano sevanje je količina, ki jo odsevajo vodna telesa na Zemlji.
Druge metode izračuna sončne izolacije
Za izračun sončne insolacije lahko uporabite spletni izračun sončne izolacije s pomočjo PV Education. Prepričajte se, da razumete spremenljivke in enačbe za kalkulatorjem. Vsak kalkulator za insolacijo, kot je ta, upošteva položaj sonca v vesolju in največjo sončno insolacijo na površini pod določenim kotom.
Kalkulator uporablja sončno insolacijo kot faktor, odvisen od zemljepisne širine in dneva v letu. To omogoča izračun z upoštevanjem teorije sončnega sistema in eksperimentalnih rezultatov.
Lastnosti, povezane s sončno izolacijo
Ta opažanja sončne svetlobe dajejo znanstvenikom še druge količine, ki jih lahko izračunajo, na primer sončno konstanto S, ki jo da S = FO(r / r0) x cosθ__0 _ s trenutno razdaljo med soncem in Zemljo _r in povprečna razdalja med soncem in Zemljo r0. To znanstvenikom omogoča bolj preprost način določanja, kako gibanje med soncem in Zemljo vpliva na sončno svetlobo. S
gostota olarnega toka F lahko izračunamo tudi kot spremembo sončnega ogrevanja na najvišji točki ozračja na enoto površine za razliko v času, ki jo podaja dQ / dt. To je primerno za inženirske sončne celice, ki izkoriščajo spremembe sončne svetlobe skozi dan pri proizvodnji električne energije.
Naprednejši in niansirani kalkulatorji lahko upoštevajo posebne lastnosti, kot so vremenski učinki, za napoved sončne insolacije v različnih dneh. Druge uporabne lastnosti sončne svetlobe vključujejo neposredno normalno obsevanje (DNI), količino sončnega sevanja, ki jo predmet ali območje doživi glede na velikost samega območja.
Pri izvedbi tega izračuna mora biti sončna svetloba, ki prihaja, pravokotna na površino. Ti dejavniki, kot so sončna insolacija, so odvisni od atmosfere, kota sonca in razdalje med soncem in Zemljo, zato jih lahko naprednejši izračuni opišejo, da bodo lahko naredili bolj smiselne meritve.
Izračun sončnega sevanja v primerjavi z izolacijo
Medtem ko za izračun vrednosti sončne insolacije uporabljate kalkulatorje, morate razumeti osnovno fiziko, ki stoji za samo sončno insolacijo. Obstaja nekaj preprostih matematičnih enačb, ki lahko opišejo sončno insolacijo. Tako boste lahko izvedeli več o uporabi sončne insolacije na študijskih področjih, ki izkoriščajo moč sončne svetlobe.
Sončna insolacija je tesno povezana s samim sončnim sevanjem, vendar vam insolacija daje natančnejši način izračunavanja sevanja na enem samem objektu, ki je pomemben za energijo, kot pa samo merjenje sončne svetlobe.
Sončno sevanje je elektromagnetna svetloba, ki prihaja neposredno iz sonca. Ta se običajno giblje od vidne svetlobe do ultravijoličnih žarkov, ponekod pa sega tudi do rentgenskih žarkov in infrardečih valov. To pomeni, da vam sončno sevanje daje zanesljiv način določitve svetlobe, ki podpira življenje na Zemlji. Vzdušje, ki obdaja planet, ponavadi odbija druge škodljive sestavine sončnega sevanja.
Za določitev reakcij jedrske fuzije sonca lahko uporabite izračun sončnega sevanja. Ti pojavi proizvajajo sončni helij iz 700 milijonov ton vodika na sekundo. Einsteinova znana enačba E = mc2 opisuje ta postopek, ki pretrga atomske vezi med vodikovimi atomi za energijo reakcije E v džulih, masa izgubljena v postopku m v kg in hitrosti svetlobe c (3,8 x 108 gospa). Postopek zlivanja je, kako sonce proizvaja elektromagnetne valove sevanja.
Uporaba raziskav sončne izolacije
Načrti sončnega sistema se zanašajo na sončno insolacijo za merjenje, kako močni so, da so čim bolj učinkoviti. Inženirji, ki delajo na teh modelih, uporabljajo sončno insolacijo, da določijo, kako oceniti, koliko energijskih fotovoltaičnih sistemov naj proizvede.
Podatki, povezani s sončno insolacijo, so koristni tudi za prepoznavanje, razlago in primerjavo vrst fizičnega vremena na Zemlji zaradi Zemljine orbite okoli sonca. To sega v karbonatne ali silikolastično-karbonatne klančine, geološke značilnosti nagiba od nizkega gradienta do plitvih vodnih obrežij, da bi ugotovili, kako Zemlja lovi toploto s Sonca pri oblikovanju teh značilnosti.
Nazadnje morajo gradbeni inženirji pri ustvarjanju stavb, da prenesejo temperaturo in toploto sonca, upoštevati sevalno in sončno insolacijo.