תוֹכֶן
- חישוב בידוד סולארי
- מסת אוויר בבידוד סולארי
- שיטות חישוב אחרות לבידוד סולארי
- נכסים הקשורים לבידוד סולארי
- חישוב קרינה סולארית לעומת בידוד
- שימושים במחקר על בידוד סולארי
להיכנס החוצה ולתת לאור השמש ליפול על פניכם זו הרגשה טובה. להבין כמה אור שמש זה בעצם פירושו לחשב משהו שנקרא בידוד סולארי. בידוד השמש מעניק לך גם דרך לקבוע בליה פיזית באזורים יבשים כמו מדבריות.
חישוב בידוד סולארי
בידוד סולארי הוא כמות הקרינה הסולארית בגודל שטח פנים לאורך זמן. הגנרטורים הפוטו-וולטאיים היוצרים אנרגיה חשמלית מאור השמש הנכנס מודדים התנעה קרנות ממוצעת בקילוואט למטר (קילוואט / מ ')2).
לפעמים משתמשים בווריאציה אחרת המשתמשת במרכיב זמן, קילוואט שעות על קילוואט-שיא בשנה-קוט"ש / (קוט"ש * שנה). משמעות הדבר היא שאתה יכול ליצור נוסחת קרינה סולארית על ידי מדידת ה- כוח של אור שמש על אזור מסוים לאורך פרק זמן מסוים.
מדענים משתמשים גם במונח שטף להתייחס לקרינת השמש ליחידת שטח אופקית באזור מסוים. זה דומה לשטף מגנטי, כמות השדות המגנטיים העוברים במשטח דו-ממדי הם, אך במקרה זה שטף של בידוד סולארי עשוי להשתנות גם תלוי כמה רחוק כדור הארץ נמצא.
אתה יכול למדוד את צפיפות השטף בקצה האטמוספרה על ידי F = Fהו x cosθ0 ל והו צפיפות שטף השמש בנקודה הגבוהה ביותר של האטמוספירה וזווית זנית השמש θ0, הזווית בין זנית למרכז הדיסק של Suns. השיא שלך הוא הקו שיוצא ישר אנכית לאטמוספרה כשאתה עומד איפשהו על כדור הארץ.
בידוד סולארי ניתן למדוד גם כ- flux המתחלק על ידי שטח פנים אופקי. כמויות אלה משמשות גם בחישוב הקצב בו האנרגיה מהשמש מגיעה אל פני כדור הארץ. נוסחת ההקרנה הסולארית הראתה למדענים כי ההקרנות השמש בנקודה הגבוהה ביותר של האטמוספרה משתנה בכ- 7% לאורך השנה מ- 1.412 קילוואט / מ '2 בינואר ל- 1.321 קילוואט / מ '2 ביולי, בגלל כדור הארץ מתקרב והולך יותר מהשמש.
מסת אוויר בבידוד סולארי
אתה יכול גם לקבוע את המרכיב הישיר של קרינת השמש על ידי הנוסחה 1.353 x .7M עבור גורם מסת האוויר M שהוא (1 / cosθ0).678 לזווית זנית θ0. ה מסת אוויר הוא החלק של כמה מהאווירה שאור השמש צריך לנוע ברגע היחיד וכמה אווירה אור השמש היה צריך לעבור דרכה אם השמש הייתה נשמעת ישירות.
המשמעות היא שאם השמש הייתה היישר מעל לראשך, מסת האוויר הייתה 1 שכן שני הערכים של הפרופורציה היו שווים. כאשר השמש גבוהה מאוד בשמיים, הערך ל- cos θ__0 הוא קטן יחסית וזניח.
ה ישיר חלק מקרינת השמש הוא כמה קרינה מגיעה ישירות מהשמש. קרינה מפוזרת הוא עד כמה השמים והאווירה מפיצים את הקרינה. קרינה משתקפת הוא הכמות המוחזרת על ידי גופי מים על כדור הארץ.
שיטות חישוב אחרות לבידוד סולארי
אתה יכול להשתמש בחישוב המקוון של Insolation Solar על ידי PV Education כדי לחשב את Insolation Solar. וודא שאתה מבין את המשתנים והמשוואות שמאחורי המחשבון. כל מחשבון insolation כמו זה לוקח בחשבון את מיקום השמש בחלל ואת ההידוד השמש המקסימאלי על משטח בזווית מסוימת.
המחשבון משתמש בבידוד השמש כגורם התלוי בקו הרוחב וביום השנה. זה מאפשר לו לבצע את החישוב על ידי התחשבות בתיאוריה של מערכת השמש וכן בתוצאות הניסוי.
נכסים הקשורים לבידוד סולארי
תצפיות אלה על אור השמש מעניקות למדענים כמויות אחרות שהם יכולים לחשב כמו קבוע השמש S, הניתן על ידי S = והו(r / r0) x cosθ__0 _ עם המרחק הנוכחי בין השמש לכדור הארץ _r והמרחק הממוצע בין השמש לכדור הארץ r0. זה נותן למדענים דרך פשוטה יותר לקבוע כיצד התנועה בין השמש לכדור הארץ משפיעה על אור השמש. ס
צפיפות שטף olar ו ניתן גם לחשב כשינוי בחימום הסולארי בנקודה הגבוהה ביותר של האטמוספרה לכל שטח היחידה על פני הפרש הזמן הניתן על ידי dQ / dt. זה רלוונטי עבור תאי שמש הנדסיים המנצלים שינויים באור השמש לאורך כל היום בייצור אנרגיה חשמלית.
מחשבונים מתקדמים וניואנסים יותר יכולים לקחת בחשבון תכונות ספציפיות כמו אפקטים של מזג אוויר כדי לחזות את הבידוד השמש בימים שונים. מאפיינים שימושיים אחרים של אור שמש כוללים את ההקרנה הישירה הרגילה (DNI), כמות הקרינה הסולארית שאובייקט או אזור חווים על פני גודל האזור עצמו.
אור השמש הנכנס חייב להיות בניצב לפני השטח בעת ביצוע חישוב זה. גורמים אלה, כמו בידוד סולארי, תלויים באטמוספירה, בזווית השמש ובמרחק בין השמש לכדור הארץ כך שחישובים מתקדמים יותר יכולים לתאר אותם כדי לבצע מדידות משמעותיות יותר.
חישוב קרינה סולארית לעומת בידוד
כשאתה משתמש במחשבונים בכדי לתת לך ערכי בידוד סולארי, עליך להבין את הפיזיקה העומדת בבסיס מדרגת השמש עצמה. ישנן כמה משוואות מתמטיות פשוטות שיכולות לתאר מדרום שמש. זה יכול לעזור לך ללמוד יותר על אופן השימוש בבידוד שמש בשדות לימוד הרותמים את כוח אור השמש.
בידוד סולארי קשור קשר הדוק לקרינת השמש עצמה, אך בידוד נותן לך דרך מדויקת יותר לחשב את הקרינה על אובייקט יחיד הרלוונטי לאנרגיה ולא רק לבצע מדידה של אור השמש עצמו.
קרינת השמש היא האור האלקטרומגנטי שמגיע ישירות מהשמש. בדרך כלל זה נע בין אור נראה לעין קרניים אולטרה סגולות ובמקרים מסוימים הוא אפילו נמשך לקרני רנטגן וגלי אינפרא אדום. המשמעות היא שקרינת השמש מעניקה לך דרך אמינה לקבוע את האור התומך בחיים על כדור הארץ. האטמוספירה סביב כדור הארץ מסיטה בדרך כלל רכיבים מזיקים אחרים של קרינת השמש.
אתה יכול להשתמש בחישוב קרינת השמש כדי לקבוע את תגובות האיחוי הגרעיני של השמש עצמה. תופעות אלה מייצרות את הליום השמש מכ- 700 מיליון טון מימן בשנייה. המשוואה המפורסמת של איינשטיין E = mc2 מתאר תהליך זה המפר את הקשרים האטומיים בין אטומי מימן לאנרגיה של התגובה ה בג'ואלים, המסה שאבדה בתהליך M בק"ג ומהירות האור ג (3.8 X 108 גברת). תהליך ההיתוך הוא האופן בו השמש מייצרת את גלי הקרינה האלקטרומגנטית עצמה.
שימושים במחקר על בידוד סולארי
עיצובים של מערכת סולארית מסתמכים על בידוד סולארי כדי למדוד כמה הם צריכים להיות יעילים ככל האפשר. מהנדסים העובדים על תכנונים אלה משתמשים בבידוד סולארי כדי לקבוע כיצד להעריך כמה מערכות פוטו וולטאיות אנרגיה צריכות לייצר.
נתונים הקשורים לבידוד סולארי מועילים גם לזיהוי, פרשנות והשוואה של סוגים של מזג אוויר פיזי בכדור הארץ עקב מסלול כדור הארץ סביב השמש. זה משתרע על רמפות קרבונט או סיליקלאסטית-פחמתי, תכונות גיאולוגיות המשתפלות מדרגה נמוכה לחופי מים רדודים כדי להבין כיצד כדור הארץ מלכוד חום מהשמש ביצירת מאפיינים אלה.
לבסוף, מהנדסי בניין צריכים לקחת בחשבון את הקרינה וההתבודדות הסולארית בעת יצירת מבנים שיעמדו בטמפרטורת החום של השמש.