Temat: Promieniowanie słoneczne

Promieniowanie słoneczne jest jednym z najbardziej dostępnych źródł energii w skali naszej planety. Wszystkie nośniki energii występujące na Ziemi z wyjątkiem energii paliw rozszczepialnych i wnętrza Ziemi powstały w wyniku działania promieniowania słonecznego. Ta najbliższa gwiazda dzięki swojemu promieniowaniu umożliwia życie i rozwój wszystkich organizmów żywych na naszej planecie. Jego masa jest 330 tysięcy razy większa od masy Ziemi. Z powierzchni słońca do kuli ziemskiej dociera promieniowanie falowe o całkowitej mocy równej 1,75x1017 W. Wielkość ta jest 15 tysięcy razy większa od aktualnego zapotrzebowania na energie na naszym globie.
Na promieniowanie słoneczne składa się szerokie pasmo fal elektromagnetycznych - od ultrafioletu poprzez promieniowanie widzialne do podczerwieni. Ich udział procentowy w całkowitym promieniowaniu przedstawia się następująco:

promieniowanie widzialne 47 %
promieniowanie podczerwone 46 %
promieniowanie ultrafioletowe 7 %.
Do górnej granicy atmosfery na 1 m2 powierzchni ustawionej prostopadle do promieni słonecznych dociera promieniowanie o mocy 1367 W. Jest to tak zwana stała słoneczna. Promieniowanie słoneczne ulega częściowemu pochłanianiu i rozpraszaniu przez gazy i różne cząstki w atmosferze ziemskiej. Przy braku zachmurzenia ilość promieniowania, które dociera do powierzchni Ziemi jest proporcjonalne do drogi jaką musi przebyć w atmosferze. Powoduje to zmiany w napromieniowaniu w różnych porach roku. Gdy słońce znajduje się nad zwrotnikiem Raka 21 czerwca ilość promieniowania docierająca do powierzchni Ziemi jest o 40 % większa niż 22 grudnia, gdy słońce osiąga zwrotnik Koziorożca. Ponadto każdego dnia można zaobserwować pozorny ruch słońca po nieboskłonie, który powoduje zmiany intensywności promieniowania słonecznego w ciągu dnia. Osłabienie napromieniowania zależy od zachmurzenia i zanieczyszczenia atmosfery.
Do powierzchni Ziemi dociera promieniowanie słoneczne bezpośrednie, rozproszone i odbite. Promieniowanie bezpośrednie pochodzi od widocznej tarczy słonecznej. Promieniowanie rozproszone powstaje w wyniku wielokrotnego ugięcia i jest emitowane przez całą sferę. Promieniowanie odbite związane jest z elementami krajobrazu i architektury. W szczególnych przypadkach może ono istotnie wpłynąć na ilość napromieniowania na danym obszarze (tafla wody, śnieg). Przy bezchmurnej pogodzie udział promieniowania bezpośredniego sięga 90 % promieniowania całkowitego. Wówczas może ono osiągnąć w warunkach polskich 1050 W/m2. Przy pełnym zachmurzeniu wartość ta spada do około 100 W/m2 i składa się tylko z promieniowania rozproszonego

Promieniowanie w Polsce :

Z punktu widzenia wykorzystania energii promieniowania słonecznego w kolektorach płaskich najistotniejszymi parametrami są roczne wartości nasłonecznienia (insolacji) - wyrażające ilość energii słonecznej padającej na jednostkę powierzchni płaszczyzny w określonym czasie. Na rysunku poniżej pokazano rozkład sum nasłonecznienia na jednostkę powierzchni poziomej wg Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej dla wskazanych rejonów kraju.
Roczna gęstość promieniowania słonecznego w Polsce na płaszczyznę poziomą waha się w granicach 950 - 1250 kWh/m2, natomiast średnie usłonecznienie wynosi 1600 godzin na rok. Warunki meteorologiczne charakteryzują się bardzo nierównym rozkładem promieniowania słonecznego w cyklu rocznym. Około 80% całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy sezonu wiosenno-letniego, od początku kwietnia do końca września, przy czym czas operacji słonecznej w lecie wydłuża się do 16 godz/dzień, natomiast w zimie skraca się do 8 godzin dziennie..

http://www.ecooenergy.com/promieniowanie.html