Innhold
- Beregning av solenergi
- Luftmasse i solenergi
- Andre beregningsmetoder for solenergi
- Egenskaper relatert til Solar Insolation
- Beregning av solstråling vs. insolasjon
- Bruk av Solar Insolation Research
Å gå utenfor og la sollyset falle på ansiktet ditt er en god følelse. Å regne ut hvor mye sollys det faktisk er, betyr å beregne noe som heter solenergi. Solens isolasjon gir deg også en måte å bestemme fysisk forvitring i tørre regioner som ørkener.
Beregning av solenergi
Solenergi er mengden solstråling over størrelsen på et overflateareal over tid. Photovoltaic generatorer som skaper elektrisk energi fra innkommende sollys måler insolasjon som gjennomsnittlig bestråling i kilowatt per kvadratmeter (kW / m2).
Noen ganger brukes en annen variant som bruker en tidskomponent, kilowattimer over kilowatt-peak-år kWh / (kWp * år). Dette betyr at du kan lage en formel for solbestråling ved å måle kraften i sollys over et bestemt område gjennom en viss tid.
Forskere bruker også begrepet flux å referere til solstråling per enhet horisontalt område over et visst område. Dette ligner magnetisk fluks, mengden magnetisk felt som passerer gjennom en todimensjonal overflate er, men i dette tilfellet kan fluksen av solisolering også variere avhengig av hvor langt jorden befinner seg.
Du kan måle fluksdensiteten ved enden av atmosfæren etter F = FO x cosθ0 til FO solfluksetetthet på det høyeste punktet i atmosfæren og solens vinkel θ0, vinkelen mellom Zenith og midten av Suns-platen. Hennes topp er linjen som går rett vertikalt ut i atmosfæren når du står et sted på jorden.
Solinnsolering kan også måles som f_lux delt med et horisontalt overflateareal. Disse mengdene kan også brukes til å beregne hastigheten som energien fra solen når jordens overflate. Solbestrålingsformelen har vist forskere at solens bestråling på det høyeste punktet i atmosfæren endrer seg med rundt 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 vekk fra solen.
Luftmasse i solenergi
Du kan også bestemme den direkte komponenten i solstråling med formelen 1,353 x 0,7M for luftmasse faktor M som er (1 / cosØ0).678 for toppvinkel θ0. De luftmasse er andelen av hvor mye av atmosfæren sollyset har til å reise i det samme øyeblikket, og hvor mye atmosfære sollyset ville måtte passere hvis solen direkte ble hørt.
Dette betyr at hvis solen var rett over hodet på deg, ville luftmassen være 1 da de to verdiene for andelen ville være like. Når solen er veldig høyt på himmelen, er verdien for cos θ__0 er relativt liten og ubetydelig.
De direkte del av solstråling er hvor mye stråling som kommer direkte fra solen. Diffus stråling er hvor mye himmelen og atmosfæren diffunderer strålingen. Reflektert stråling er mengden reflektert av vannmasser på jorden.
Andre beregningsmetoder for solenergi
Du kan bruke den elektroniske beregningen av solenergi av PV Education for å beregne solenergi. Forsikre deg om at du forstår variablene og ligningene bak kalkulatoren. Enhver insolasjonskalkulator som denne tar hensyn til solens plassering i verdensrommet og maksimal solisolering på en overflate i en bestemt vinkel.
Kalkulatoren bruker solisolering som en faktor avhengig av breddegrad og årets dag. Dette lar den utføre beregningen ved å ta hensyn til teorien om solsystemet så vel som eksperimentelle resultater.
Egenskaper relatert til Solar Insolation
Disse observasjonene av sollys gir forskere andre mengder de kan beregne, for eksempel solkonstanten S, gitt av S = FO(R / r0) x cosθ__0 _ med gjeldende avstand mellom sol og jord _r og gjennomsnittlig avstand mellom sol og jord r0. Dette gir forskere en enklere måte å bestemme hvordan bevegelsen mellom solen og jorden påvirker sollyset. S
olar flux tetthet F kan også beregnes som endringen i solvarme på det høyeste punktet i atmosfæren per arealenhet over en tidsforskjell, gitt av dQ / dt. Dette er relevant for prosjektering av solceller som drar nytte av endringer i sollys hele dagen når det gjelder å produsere elektrisk energi.
Mer avanserte og nyanserte kalkulatorer kan ta hensyn til spesifikke funksjoner som væreffekter for å forutsi solens isolasjon på forskjellige dager. Andre nyttige egenskaper ved sollys inkluderer Direct Normal Irradiance (DNI), mengden solstråling som en gjenstand eller et område opplever over størrelsen på selve området.
Det innkommende sollyset må være vinkelrett på overflaten når du utfører denne beregningen. Disse faktorene, som solisolering, er avhengig av atmosfære, solvinkel og avstand mellom sol og jord, slik at mer avanserte beregninger kan beskrive dem for å gjøre mer meningsfulle målinger.
Beregning av solstråling vs. insolasjon
Når 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 solisolering. Dette kan hjelpe deg å lære mer om hvordan solenergi blir brukt i studieretninger som utnytter sollysets kraft.
Solenergi er nært knyttet til solstrålingen i seg selv, men isolasjonen gir deg en mer presis måte å beregne strålingen på et enkelt objekt som er relevant for energi i stedet for bare å ta en måling av sollyset selv.
Solstråling er det elektromagnetiske lyset som kommer direkte fra solen. Dette spenner vanligvis fra synlig lys til ultrafiolette stråler, og i noen tilfeller strekker det seg til røntgenstråler 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 av solstrålingen.
Du kan bruke en solstrålingsberegning for å bestemme kjernefusjonsreaksjonene til solen selv. Disse fenomenene produserer solens helium fra 700 millioner tonn hydrogen per sekund. Einsteins berømte ligning E = mc2 beskriver denne prosessen som bryter atombindingen mellom hydrogenatomer for reaksjonens energi E i joules, masse tapt i prosessen m i kg og lysets hastighet c (3,8 x 108 m / s). Fusjonsprosessen er hvordan solen produserer de elektromagnetiske bølgene av stråling i seg selv.
Bruk av Solar Insolation Research
Design av solsystemer er avhengige av solenergi for å måle hvor kraftige de trenger for å være så effektive som mulig. Ingeniører som arbeider med disse designene, bruker solenergi for å bestemme hvordan de skal estimere hvor mye solcelleanlegg som skal produsere.
Data relatert til solisolering 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 silikolastisk-karbonatramper, geologiske trekk ved skråning fra en lav gradient til grunt vannstrender for å finne ut hvordan Jorden fanger varme fra solen ved å danne disse funksjonene.
Endelig må byggingeniører ta hensyn til stråling og solisolering når de oppretter bygninger for å motstå solens temperatur og varme.