Vliv zeměpisné polohy a klimatu na intenzitu a spektra slunečního záření

A5M13VSO-2

Energie slunečního záření dopadajícího na povrch Země

excentricita

r

0 = 1

.

496 × 10 8 km

Pohyb slunce po obloze 21 června 21 prosince

Úhel pod kterým dopadá sluneční záření na povrch atmosféry závisí na zeměpisné poloze a solární deklinaci

solární deklinace δ

.

východ slunce

,

ω

S ,

úhel mezi Sluncem a zenitem

,

θ

ZS

sluneční azimut

,

ψ

S

,

úhel mezi Sluncem a horizontem

,

γ

S

zeměpisná šířka

F

úhel

γ

S jako funkce slunečního azimutu

ψ

S .

ω skutečný sluneční čas

Intenzita záření

hustota výkonu dopadajícího na povrch (W/m 2)

Solární konstanta B

0 = 1367 W/m 2

přímé záření

, paprsky světla, které nejsou ani odražené, ani rozptýlené -

B difúzní záření

, přichází z celé oblohy mimo sluneční kotouč-

D odražené záření (albedo)

je záření odražené od okolních předmětů -

R celkové (globální) záření

(přímé + difúzní + odražené).

G = B + D + R

Energie dopadajícího slunečního záření (300 – 3000 nm) se měří

pyranometrem

Je možno měřit globální ozáření, difúzní ozáření Měření odraženého záření (albeda)

Záření (W/m 2 )

Modré nebe Zamlžené nebe 800 – 1000 600 – 900 Mlhavý podzimní den 100 – 300 Zamračený zimní den Celoroční průměr 50 600

Difúzní podíl (%)

10 až 50 100 100 50 až 60

Léto Jaro / podzim Zima Sluneční záření, jasno

7 – 8 kWh/m 2 5 kWh/m 2 3 kWh/m 2

Oblačno

2 kWh/m 2 1,2 kWh/m 2 0,3 kWh/m 2

V případě jasné, bezmračné oblohy je možno vyjádřit intenzitu přímého dopadajícího záření pomocí koeficientu atmosférické masy

AM

= 1/cos

θ

ZS = 1/sin

γ

S V ideálně homogenní a průzračné atmosféře je

G



B = B 0 0.7

AM

Intenzita záření je ovlivňována klimatickými podmínkami oblačnost, prašnost, mlha apod.

Mesíční střední hodnota energie dopadajíci na povrch atmosféry za jeden den

H

0dm

(0);

energie dopadající na zemský povrch

H

dm (0)

index

průzračnosti

K

Tm

, (počítaný pro každý měsíc) Střední hodnoty z dlouhodobého pozorování

Energie slunečního záření dopadající na zemský povrch za rok 13

Energie dopadající na zemský povrch za jeden rok (kWh/m 2 ) http://sunbird.jrc.it/pvgis/apps/pvest.php

Česká republika

Z hlediska energie dopadajícího slunečního záření jsou podmínky srovnatelné s Německem

Intenzita záření dopadajícího na FV modul

Pro praktické aplikace je důležitá poloha Slunce vzhledem k rovině modulu

Nejčastěji se získává celková intenzita záření jako součet intenzit přímého, difúzního a odraženého záření dopadající na plochu odkloněnou o úhel

α

od jihu a o úhel

β

od horizontální roviny

G(β, α) = B(β, α) + D(β, α) + R(β, α)

B(β, α)

=

B

(0) cos

θ

S

přímé záření difúzní záření odražené záření

ρ

je odrazivost povrchu okolí

Odrazivost okolí může zvýšit celkovou energii slunečního záření, dopadající na plochu skloněnou vůči horizontální rovině

Globální ozáření v průběhu roku v lokalitě v blízkosti Prahy pro různé sklony plochy kolektoru vůči horizontální rovině Výrazně se projevuje vliv vysokého podílu difúzního záření, který zvýhodňuje menší úhly sklonu