5125071077

2. Estymacja nasłonecznienia

W rozdziale tym przedstawione są algorytmy pozwalające wyznaczyć teoretyczny przebieg natężenia promieniowania słonecznego na płaszczyźnie kolektora, na podstawie średniego nasłonecznienia dla danego miesiąca.

Na początku wyjaśnione są podstawowe pojęcia dotyczące nasłonecznienia. Następnie przedstawiony jest model matematyczny zmian natężenia promieniowania słonecznego. Podana jest także krótka charakterystyka bazy danych z pomiarami nasłonecznienia, na podstawie której, zweryfikowano zaproponowany model matematyczny.

2.1. Wpływ atmosfery ziemskiej na światło słoneczne

Natężenie promieniowania słonecznego poza atmosferą ziemską, scałkowane w całym obszarze długości fali, nazywa się stałą słoneczną SC (Solar Constant). Jej wartość dobrana jest tak, aby odpowiadała ilości energii, która dochodzi w ciągu jednostki czasu do jednostki powierzchni prostopadłej do kierunku padania promieni słonecznych, umieszczonej w średniej odległości Ziemi od Słońca. Przyjmuje się, że SC = 1,353 kW/m² [1],

Atmosfera pochłania około 15% energii promieniowania słonecznego. Do powierzchni Ziemi energia słoneczna dociera w postaci promieniowania dyfuzyjnego oraz promieniowania bezpośredniego. Promieniowanie bezpośrednie jest to promieniowanie dochodzące do powierzchni Ziemi bezpośrednio od tarczy słonecznej. Rozpraszaniu w atmosferze ulega średnio 25% promieniowania słonecznego dochodzącego do jej górnej granicy. Większa część promieniowania rozproszonego dochodzi do powierzchni Ziemi i stanowi składową dyfuzyjną promieniowania.

Energię promieniowania całkowitego docierającą na jednostkę powierzchni poziomej w ciągu danego okresu czasu nazywa się nasłonecznieniem. Wielkość ta wyrażana jest najczęściej w kWh/m². Znajomość średnich wartości nasłonecznienia dla danej lokalizacji ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu systemu fotowoltaicz-nego.

11