• Ваш список
    Список порівняння пустий

Пн–Сб: 09:00–20:00

Неділя: вихідний

Оцінка енергії сонячного випромінювання
01 Квітня 2019

Оцінка енергії сонячного випромінювання

Інтенсивність сонячного світла, яка досягає землі змінюється в залежності від часу доби, року, місця розташування та погодних умов. Загальна кількість енергії, підрахована за день або за рік, називається іррадіацією (або ще по-іншому «прихід сонячної радіації») та показує, наскільки потужним було сонячне випромінювання. Іррадіація вимірюється в Вт*ч/м² в день, або інший період.

Інтенсивність сонячного випромінювання у вільному просторі на відстані, рівному середній відстані між Землею та Сонцем, називається сонячною сталою. Її величина - 1353 Вт/м². При проходженні через атмосферу сонячне світло послаблюється в основному через поглинання інфрачервоного випромінювання парами води, ультрафіолетового випромінювання - озоном і розсіювання випромінювання частинками атмосферного пилу та аерозолями. Показник атмосферного впливу на інтенсивність сонячного випромінювання, що доходить до земної поверхні, називається «повітряною масою» (АМ, англ. - air mass). АМ визначається як секанс кута між Сонцем і зенітом.

На мал.1 показано спектральний розподіл інтенсивності сонячного випромінювання в різних умовах. Верхня крива (АМ0) відповідає сонячному спектру за межами земної атмосфери (наприклад, на борту космічного корабля), тобто при нульовій повітряній масі. Вона апроксимується розподілом інтенсивності випромінювання абсолютно чорного тіла при температурі 5800 К. Криві АМ1 та АМ2 ілюструють спектральний розподіл сонячного випромінювання на поверхні Землі, коли Сонце в зеніті та при куті між Сонцем і зенітом 60°, відповідно. При цьому повна потужність випромінювання - відповідно близько 925 та 691 Вт/м². Середня інтенсивність випромінювання на Землі приблизно збігається з інтенсивністю випромінювання при АМ = 1,5 (Сонце - під кутом 45° до горизонту).

Спектральний розподіл інтенсивності сонячного випромінювання

Мал. 1. Спектральний розподіл інтенсивності сонячного випромінювання

Близько поверхні Землі можна прийняти середню величину інтенсивності сонячної радіації 635 Вт/м². У дуже ясний сонячний день ця величина коливається від 950 Вт/м² до 1220 Вт/м². Середнє значення - приблизно 1000 Вт/м² [860 ккал / (м²ч)].

Приклад: Інтенсивність повного випромінювання в Цюріху (47° 30' пн. Ш., 400 м над рівнем моря) на поверхні, перпендикулярної випромінювання: 1 травня 12 год 00 хв - 1080 Вт/м², 21 грудня 12 год 00 хв - 930 Вт/м².

Розподіл сонячного випромінювання по поверхні Землі

Мал. 2. Розподіл сонячного випромінювання по поверхні Землі

Для спрощення обчислення по приходу сонячної енергії, його зазвичай висловлюють в годинах сонячного сяйва з інтенсивністю 1000 Вт/м². Тобто 1 година відповідає приходу сонячної радіації в 1000 Вт*год/м². Це приблизно відповідає періоду, коли сонце світить влітку в середині сонячного безхмарного дня на поверхню, перпендикулярну сонячним променям.

Приклад: Яскраве сонце світить з інтенсивністю тисячі Вт/м² на поверхню, перпендикулярну сонячним променям. За 1 годину на 1 м² падає 1 кВт*год енергії (енергія дорівнює добутку потужності на час). Аналогічно, середній прихід сонячної радіації в 5 кВт*год/м² протягом дня відповідає 5 піковим годинам сонячного сяйва в день. Не плутайте пікові години з реальною тривалістю світлового дня. За світловий день сонце світить з різною інтенсивністю, але в сумі вона дає таку ж кількість енергії, як якби воно світило 5 годин з максимальною інтенсивністю. Саме пікові години сонячного сяйва використовуються в розрахунках сонячних енергетичних установок.

Прихід сонячної радіації змінюється протягом дня та від місця до місця, особливо в гірських районах. Іррадіація змінюється в середньому від 1000 кВт*год/м² в рік для північноєвропейських країн, до 2000-2500 кВт*год/м² в рік для пустель. Погодні умови та схиляння сонця (яке залежить від широти місцевості), також призводить до відмінностей в приході сонячної радіації.

В Україні, всупереч поширеній думці, дуже багато місць, де вигідно перетворювати сонячну енергію в електроенергію за допомогою сонячних батарей. Природно, в зимовий період вироблення енергії сонячними панелями істотно знижується, але все одно вартість електроенергії від сонячної електростанції залишається істотно нижче, ніж від дизельного або бензинового генератора. Особливо вигідно застосування сонячних батарей там, де немає централізованих електричних мереж і електрика з’являється за рахунок роботи дизель-генераторів.

Розподіл сонячного випромінювання в Україні

Мал. 3. Розподіл сонячного випромінювання в Україні

Більш того, там, де мережі є, використання підключених до мережі сонячних батарей дозволяє не тільки значно знизити витрати на електроенергію, а й істотно заробити на продажу електроенергії державі по «Зеленому тарифу». А при чинній тенденції на підвищення тарифів енергетичних монополій, встановлення сонячних батарей стає дуже розумним вкладенням грошей.

Новини / Дивитись все
Статті / Дивитись все

Фільтр
Знайдено 5 
Підтвердження
Для того, щоб добавити товар до списку бажань, Вам потрібно