Com es mesura la radiació solar?

L'energia solar resulta del procés de fusió nuclear que té lloc al sol. Aquesta energia és el motor que condueix el nostre entorn, sent l'energia solar que arriba a la superfície terrestre 10.000 vegades més gran que l'energia consumida actualment per a tota la humanitat.

La radiació és la transferència d'energia per ones electromagnètiques produïdes directament des de la font cap a l'exterior en totes direccions. Aquestes ones no necessiten un mitjà material per propagar-se i poden viatjar a través de l'espai interplanetari i arribar a la Terra des del Sol.

La radiació solar es mesura mitjançant la seva energia transferida per unitat d'àrea (watts / m 2). En general, la Terra rep menys del 0,5 × 10 −9 de l'energia de la seva radiació del Sol.

La unitat funcional que descriu la radiació solar que arriba a la Terra és la irradiació solar, o unitat de potència per metre quadrat (w / m²).

Per què és important mesurar la radiació solar?

Obtenir dades fiables de radiació solar és vital per:

• Estudieu les transformacions d'energia en el sistema Terra-Atmosfera.

• Analitzar les propietats i distribució de l'atmosfera, els elements que la constitueixen, com ara aerosols, vapor, ozó, etc.

• Estudieu la distribució i les variacions de la radiació incident, reflectida i total.

• Satisfer les necessitats derivades de la biologia, la medicina, l'agricultura, l'arquitectura, l'enginyeria i la indústria relacionades amb els recursos solars.

• Fer prediccions abans d'instal·lar un sistema fotovoltaic amb un conjunt solar de panells solars.

• La mesura de la densitat de flux és preciosa tant per al funcionament com per a les proves de rendiment de les torres d'energia solar. 

Com es mesura la radiació solar?

Es defineixen els sistemes de mesura per determinar la resposta espectral, l'eficiència quàntica externa i l'eficiència quàntica interna de les cèl·lules solars.

Un punt essencial a tenir en compte és la durada del sol. Una manera senzilla d'enregistrar les hores de sol és mitjançant un gravador de sol, un sistema de targetes que centra la llum solar. Es marca una marca al gràfic de gravació si la llum del sol és més important que 200W / m2. Per tant, el nombre d'hores de sol es determina a mesura que el nombre d'hores que brilla el sol.

Per mesurar la radiació solar, distingim tres mètodes en funció de si és:

• Directe.

• Indirecte.

• Infrarojos.

Mesura de la radiació solar directa

Podem mesurar la irradiació directa directa (DNI) o la radiació del feix a la superfície de la Terra en un lloc determinat amb un element superficial perpendicular al Sol. Exclou la radiació solar difusa. Amb les persianes, només es mesuren la radiació del sol i la regió del cel anular molt propera al sol.

Cal que tots els pireliòmetres estiguin muntats en un mecanisme que permeti monitoritzar amb precisió el Sol.

Com es mesura la radiació global i difusa?

La radiació difusa és la radiació solar que arriba a la superfície terrestre després de ser dispersada per molècules o partícules a l'atmosfera.

Si el cel està cobert de núvols, la major part de la llum solar directa no arriba al terra. En canvi, el que baixa es refracta amb gotes d'aigua suspeses a l'aire. Hi ha moltes gotes, i cadascuna té la seva forma i, per tant, es refracta a la seva manera. Els núvols dispersen la llum del cel i, en conseqüència, la llum blanca arriba a la terra. Els núvols absorbeixen part de la llum i és el motiu perquè el cel es veu grisenc.

La radiació durant la dispersió no canvia molt en la composició espectral: les gotes d'aigua als núvols són més significatives que la longitud d'ona, de manera que tot l'espectre visible (del vermell al violeta) es dispersa aproximadament de la mateixa manera. En intensitat, la radiació varia (estimada) des de 1/6 de la potència de la llum solar directa per a núvols relativament prims fins a 1/1000 per als núvols de tempesta més gruixuda.

La radiació global es defineix com la radiació solar rebuda d'un angle sòlid de 2π esteradians en una superfície horitzontal. Així, la radiació global inclou la que s'obté directament del disc solar i també la radiació difusa del cel dispersa per l'atmosfera.

La radiació global es mesura mitjançant el piranòmetre. Per mesurar només el component difús de la radiació solar, el component directe es cobreix mitjançant un sistema de pantalla o ombrejat. 

Com es mesura la radiació infraroja?

La radiació infraroja - o radiació IR - és un tipus de radiació electromagnètica amb una longitud d'ona superior a la llum visible. Utilitzem pirgeòmetres per mesurar-lo.

La radiació IR sovint s'associa amb els conceptes de "calor" i "radiació tèrmica" ja que tots els objectes amb temperatura emeten radiació en aquesta banda. Segons la llei de Wien, en augmentar la temperatura, el pic d'emissió es mou cada vegada més cap al visible fins que l'objecte es torna incandescent).

La majoria d'aquestes eliminen les longituds d'ona curtes mitjançant filtres que presenten transparència constant a longituds d'ona llargues, mentre que són gairebé opacs a longituds d'ona més curtes.

L'energia infraroja d'ones curtes prové directament del sol, però no es percep com a calor. En canvi, es converteix en calor quan colpeja un objecte. L'energia infraroja d'ona llarga és la calor irradiada des d'un objecte, que ha rebut radiació infraroja d'ones curtes.

Quina és la radiació solar total a l'hemisferi nord?

En aquesta taula, presentem les dades recollides en diferents latituds de l'hemisferi nord.

(Unitat: calories / cm²)

Quina és la radiació solar total a l'hemisferi sud?

(Unitat: calories / cm²)

Data de publicació: 8 de juliol de 2021
Última revisió: 30 de agost de 2022