Iradijacija i insolacija

SolarGIS Solar map EuropeIradijacija i insolacija se često smatraju terminima istog pojma, direktno u funkciji energije Sunca, ali ipak postoji razlika. Ona proizilazi iz uopštenosti iradijacije u odnosu na insolaciju.

Totalna iradijacija se definiše kao količina dolazne zračene energije od strane bilo kog izvora i bilo kojih talasnih dužina, ne samo vidljive svetlosti (vidljiva svetlost predstavlja samo deo spektra elektromagnetnog uračenja), koja u jedinici vremena padne normalno na jedinicu površine. Kada se odnosi na zračenje Sunca zove se solarna iradijacija ili insolacija.


Ovo zračenje u lokalnom vremenskom domenu je skoro konstantno, varirajući u hiljaditom delu tj. za nekoliko vati, po danu. Kada dospe do spoljašnje granice atmosfere Zemlje, iradijacija se definiše kao solarna konstanta (1367W/m2). Ranije ova veličina solarne energije se nazivala „flux zračenja“ na obodu atmosfere. Meri se uređajima pozicioniranim na satelitima (videti stranu Merni instrumenti zračenja Sunca i Zemlje). Dakle, iradijacija je opštiji pojam od insolacije. Međutim, postoje dve veličine “Irradiance” i “Irradiation” koje se prevode isto: Iradijacija. Njihova razlika je u fizičkoj jedinici: Prva predstavlja snagu po jedinici površine W/m2, dok druga energiju po jedinici površine J/m2. Danju, kada se analizira intenzitet vidljivog dela spektra, analogna iradijaciji za dati opseg talasnih dužina, definiše se pomoćna veličina iluminacija („Illuminance”- osvetljenost) sa jedinicom mere lm/m2 (lumen po metru kvadratnom) ili lx (lux).

Iradijacija, kada se posmatra van atmosfere, zavisi od posmatrane tačke u kosmosu relativno od površine Sunca. Može se odrediti na osnovu zračenja sa Sunca, slika 1.

Iradijacija Sunca - svetlosni fluks

Slika 1, Kvadratna zakonitost fluksa zračenja Sunca

Snaga zračenja Sunca ≈3.84*1026W,

pri čemu je E intenzitet zračenja na Suncu, R poluprečnik Sunca (2R=1.319*106km), r rastojanje od centra Sunca gde se posmatra iradijacija (eliptično kretanje Zemlje čini da se javi pojava srednjeg rastojanja Zemlje od Sunca, koje iznosi 1.49*108km). Ako se zamene vrednosti dobija se oko 1376W/m2 što se dobro uklapa sa merenjima.

Količina solarne energije koja prođe atmosferu i dospe na površinu planete zavisi od geografske širine, godišnjeg doba, doba dana, vremenskih uslova, zagađenja atmosfere. Takvo zračenje se naziva insolacija („INcoming SOLar radiation”) ili incidentno Sunčevo zračenje. Na slici 2 je dat primer snimljene karakteristike insolacije (globalno Sunčevo zračenje) za 8 dana u godini, od 275-og do 282-og dana, energija dospela na površinu u jedinici vremena na jedinicu površine.

Promena Insolacije

Slika 2. Primer promene insolacije u toku nekoliko dana

Ovo zračenje na nivou mora i 48.19o zenitnim uglom, direktno i difuzano zračenje, kada pada na površinu koja je pod uglom 37o u odnosu na horizontalnu ravan, ima intenzitet 963.8W/m2 (ASTM G173-03 standard) ili 1000W/m2 (CIE standard, zadržani uslovi iz prethodnog), pod nazivom AM-1.5G. To je uzeto za referentno laboratorijsko zračenje Sunca-solarna energija pod kojim se ispituju solarni paneli (standard atmosfere čime je omogućeno poređenje različitih vrsta panela kako snazi, bez obzira na tehnologiju izrade). Insolaciju možemo prikazati kao i trajanje sijanja Sunca pri čemu se meri vreme zračenja (merni uređaj heliograf).

Maksimum insolacije se dešava kada Sunce ima najveću visinu tj. kada ima najmanji zenitni ugao. U Ekvatorijalnom pojasu Sunce dva puta godišnje se nalazi u zenitu, za Ekvator to su dani ravnodnevice. Tako na primeru Ekvatora insolacija u toku godine se može izračunati

Formula za insolaciju

Sa je količina energije koja sa Sunca dospe u jedinici vremena na jedinicu površine na rastojanju a od Sunca, a je koordinata u eliptičkom solarnom koordinatnom sistemu, e je ekscentričnost Zemljine orbite (e=0.0167), w longituda perihela (w=282o), λ je ugao kalendarskog dana (λ=π/2 za letnju dugodnevicu, λ=3π/2 za zimsku kratkodnevicu, λ=0 za letnju ravnodevicu, λ=π za jesenju ravnodnevicu), δ je deklinacija. Sa se određuje

Solarna formula

So je solarna konstanta vrednosti 1367W/m2.


Оставите одговор

Ваша адреса е-поште неће бити објављена. Неопходна поља су означена *

Budimo ljudi - zaštita od neželjenih napada *