Greutatea atmosferică

Masa atmosferică este lungimea căii pe care lumina trece prin atmosferă, se referă la cea mai scurtă cale posibilă (când Soarele este la zenit). Masa atmosferică arată cât de mult a scăzut densitatea spectrală a fluxului de radiații după trecerea prin atmosferă și absorbția aerului și a prafului. Masa atmosferică este definită ca







unde θ este unghiul măsurat de la unghiul vertical (unghiul de zenit). Atunci când Soarele este direct deasupra capului, θ = 90 iar masa atmosferică este 1.

Masa atmosferică este raportul dintre traiectoria atmosferică parcursă de lumină și cea mai scurtă dintre aceste căi posibile și este egală cu Y / X.

Pentru a determina masa atmosferică, există o metodă simplă în care se folosește lungimea umbrei turnate de polul vertical.

Masa atmosferică este egală cu lungimea hipotenței, împărțită la lungimea polului și la teorema lui Pitagora:

În această problemă, se presupune că atmosfera este un strat orizontal plat. Dar, de fapt, nu este. Curbura atmosferei conduce la faptul că atunci când Soarele este aproape de orizont, masa atmosferică diferă de lungimea căii atmosferice. La răsăritul soarelui, unghiul soarelui, măsurat față de verticală, este de 90, iar masa atmosferică trebuie să fie egală cu infinitatea, în timp ce este evident că lungimea traseului atmosferic este finită. Următoarea ecuație ia în considerare curbura sfericității Pământului:

Spectrul solar standard și radiațiile solare

Eficiența unei celule solare depinde atât de intensitatea luminii incidente cât și de compoziția sa spectrală. Pentru a simplifica compararea celulelor solare realizate în locuri diferite și la momente diferite, au fost determinate spectrul standard și densitatea de suprafață a fluxului de radiație solară pentru condițiile de pe suprafața Pământului și la limita atmosferei Pământului. Spectrul standard de pe suprafața Pământului se numește AM1.5G (G, global, înseamnă comun și include atât radiații directe, cât și radiații dispersate) sau AM1.5D (direct, inclusiv numai radiații directe). Intensitatea radiațiilor AM1.5D poate fi estimată aproximativ la 72% din AM0 (absorbție 18%, împrăștiere 10%). Spectrul total este cu 10% mai mare decât spectrul direct. Calculând densitatea fluxului de radiație utilizând aceste date, valoarea este aproximativ egală cu 970 W / m 2 pentru AM1.5G. Cu toate acestea, în practică, se folosește o valoare de 1 kW / m 2. Deoarece este mai convenabil pentru calcule și deoarece modificările mici sunt inerente în radiația incidentă. Intervalul standard este prezentat pe pagina "Aplicații".







Spectrul standard în afara atmosferei terestre se numește AM0, deoarece lumina nu trece prin atmosferă. De obicei, acest spectru este utilizat pentru a calcula eficiența celulelor solare pentru vehiculele spațiale.

Calcularea intensității radiațiilor bazate pe masa atmosferică.

Intensitatea zilnică a componentei directe a luminii solare poate fi determinată în funcție de masa atmosferică. Ecuația obținută experimental are forma (Meinel):

unde Este intensitatea la locul perpendicular pe razele soarelui în kW / m 2. AM este masa atmosferică. 1,353 kW / m 2 este o constantă solară, iar 0,7 ia în considerare faptul că aproximativ 70% din radiația solară care sosește la limita atmosferei ajunge la sol. Indicatorul 0.678 este un coeficient empiric care ia în considerare neomogenitatea straturilor atmosferice.

Intensitatea radiației solare crește odată cu creșterea altitudinii deasupra nivelului mării. Compoziția spectrală a luminii solare se schimbă, făcând lumină mai albastră în munți. Pentru altitudini situate la câțiva kilometri deasupra nivelului mării, se poate utiliza o aproximare simplă, înmulțind valoarea pentru suprafața Pământului cu (1-0.14h), unde h este altitudinea deasupra nivelului mării.

Radiația difuză, chiar și cu cer senin, este de aproximativ 10% directă. Prin urmare, într-o zi clară, intensitatea totală a radiațiilor care intră pe un modul orientat perpendicular pe razele solare este:







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: