Szukaj na tym blogu

czwartek, 1 września 2011

Nasłonecznienie, usłonecznienie i natężenie promieniowania słonecznego

Nasłonecznienie często mylone jest z usłonecznieniem oraz natężeniem promieniowania słonecznego. Poruszając się w tematyce energetyki słonecznej warto przypomnieć sobie różnice między podstawowymi wielkościami opisującymi zasoby energii słonecznej. 

Natężenie promieniowania słonecznego to chwilowa wartość gęstości mocy promieniowania słonecznego padającego w ciągu jednej sekundy na powierzchnię jednego m², prostopadłą do kierunku promieniowania. Wartość ta podawana jest zazwyczaj w [W/m²] lub [kW/m²]. Do granicy atmosfery ziemi dociera ze słońca w sposób ciągły strumień energii o mocy 1366 [W/m²] i jest to tak zwana stała słoneczna (choć nie jest do końca wielkością stałą). Natężenie promieniowania słonecznego docierające do powierzchni ziemi ulega ciągłym zmianom zazwyczaj w przedziale 100 – 800 [W/m²] w ciągu dnia. Najwyższe wartości notowane są w słoneczne bezchmurne dni i mogą osiągać 1000 [W/m²]. 

Nasłonecznienie to suma natężenia promieniowania słonecznego w danym czasie i na danej powierzchni np. suma natężenia promieniowania słonecznego w czasie godziny, dnia, roku na powierzchni 1m². Nasłonecznienie jest wielkością opisującą zasoby energii słonecznej w danym miejscu i czasie. Nasłonecznienie najczęściej wyrażane jest w Wh/m², kWh/m², MJ/m², GJ/m² na dzień, miesiąc lub rok. 

Nasłonecznienie w Polsce


Nasłonecznienie w Europie

Źródło map solargis 

Zależności między natężeniem promieniowania słonecznego i nasłonecznieniem. 

Najprościej można powiedzieć, że nasłonecznienie to natężenie promieniowania słonecznego w czasie. Mnożąc średnie natężenie promieniowania słonecznego raz czas, w jakim ono występuje otrzymamy nasłonecznienie. 

Przykład: 
W czasie godzinnych pomiarów 30 minut średnie natężenie promieniowania słonecznego wynosiło 400 W/m² w czasie kolejnych 30 minut wynosiło 600 W/m². Ile wynosi nasłonecznienie w ciągu tej godziny. 400 [W/m²] *1/2 [h] = 200 [Wh/m²] 600 [W/m²] *1/2 [h] = 300 [Wh/m²] Nasłonecznienie = 200 [Wh/m²]+ 300 [Wh/m²]= 500 [Wh/m²] 

Usłonecznienie jest definiowane, jako liczba godzin słonecznych, czas podany w godzinach, podczas którego na powierzchnię Ziemi padają bezpośrednio promienie słoneczne. Jest to parametr opisujący głównie warunki pogodowe a nie zasoby energii słonecznej. Wykorzystuje się go jednak w energetyce słonecznej do szacowania warunków pracy instalacji np. do wyliczania godzin pracy pompy cyrkulacyjnej w instalacji kolektorów słonecznych. Warunki klimatyczne, które między innymi opisuje usłonecznienie determinują zarówno możliwości wykorzystania energii słonecznej, jak również limitują opłacalny okres eksploatacji instalacji słonecznych. W Polsce średnia wieloletnia wartość usłonecznienia, jest największa dla Kołobrzegu i wynosi 1624 h/rok, odpowiednio dla Warszawy jest to 1579 h/rok, zaś dla Zakopanego 1467 h/rok. 

Pamiętajmy! 
Dobierając kolektory słoneczne czy baterie słoneczne będziemy potrzebować danych o nasłonecznieniu Wyniki badań urządzeń wykorzystujących energię słoneczną testowane w ustalonym natężeniu promieniowania słonecznego zazwyczaj 1000W/m2

Gdzie znaleźć szczegółowe dane o nasłonecznieniu i natężeniu promieniowania słonecznego?
Szczegółowe dane o nasłonecznieniu można pobrać np. ze strony ministerstwa gospodarki pod adresem http://www.mir.gov.pl/budownictwo/rynek_budowlany_i_technika/efektywnosc_energetyczna_budynkow/typowe_lata_meteorologiczne/strony/start.aspx

Na stronie znajduje się lista 61 miast z danymi o nasłonecznieniu temperaturze i natężeniu promieniowania słonecznego. W celu uzyskania danych o nasłonecznieniu pobieramy plik z kolumny statystyki ISO STAT TXT. Dane o nasłonecznieniu na powierzchnię horyzontalną z podziałem na miesiące znajdują się w kolumnie oznaczonej jako ITH dane w Wh/m2. Informacje o natężeniu promieniowania słonecznego można uzyskać pobierając plik z kolumny Typowy rok meteorologiczny. Znajdują się tam dane o nasłonecznieniu liczonym w interwałach godzinnych które w przybliżeniu odpowiadają średniemu natężeniu promieniowania słonecznego godzina po godzinie.


Pomiar natężenia promieniowania słonecznego w zimie


6 komentarzy:

jako pisze...

http://www.pb.pl/4/a/2011/09/01/Pol_miliarda_dolarow_w_bloto

"Solyndra, budząca ogromne nadzieje firma z Doliny Krzemowej, zajmująca się produkcją energii słonecznej, w krótkim czasie po otrzymania 523 mln USD pożyczki rządowej, ogłosiła bankructwo"

"Kolejne amerykańskie koncerny - Evergreen Solar i SpectraWatt - trudniące się produkcją energii słonecznej, w sierpniu złożyły wniosek o ochronę przed bankructwem. Konkurencja ze strony Chin była jedną z przyczyn upadku firm."

Chris pisze...

Bankructwo firm z tego sektora nie musi oznaczac zamkniecia wszystkich tych fabryk na klodke. Czasami oznacza to przejecie majatku przez konkurencje za grosze, ktora dzieki niskim kosztom takiej inwestycji moze zaofereowac ...jeszcze nizsze ceny produktu. Stracic moga glownie inwestorzy.

Anonimowy pisze...

Niestety podany wyżej w artykule link: http://www.mi.gov.pl/2-48203f1e24e2f-1787735-p_1.htm jest nieaktualny, a szkoda - Wladek.

Bogdan Szymański pisze...

już działa

Anonimowy pisze...

Witam. Czy ktoś wie gdzie można znaleźć dane na temat nasłonecznienia w Polsce dla poszczególnych miast, z rozbiciem na poszczególne miesiące? Na stronie Ministerstwa Transportu co prawda można znaleźć dane, ale w bardzo nieprzyjemnym formacie...

Anonimowy pisze...

http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php#

Tutaj masz mapkę z wieloma parametrami.