Szanuj energie

NEWSLETTER

Jeśli chcesz otrzymywać informacje
wpisz swój adres email:

FORUM

Zapraszamy na nasze forum
na którym można dowiedzieć się
wielu interesujacych rzeczy

Wejdź
drukuj
19.01.2011 / Dorota Chwieduk

Charakterystyka promieniowania słonecznego

Energia promieniowania słonecznego decyduje w sposób naturalny o warunkach klimatycznych, oświetleniu i życiu biologicznym na Ziemi. Energia ta była i nadal jest wykorzystywana przez ludzi nie tylko w sposób przypadkowy, ale także w sposób zaplanowany, do spełnienia określonych potrzeb. Energia promieniowania słonecznego może być wykorzystywana w sposób bezpośredni, lub mogą być wykorzystywane jej pochodne. 

Promieniowanie słoneczne docierające przez atmosferę do powierzchni Ziemi jest charakteryzowane różnymi wielkościami, z których trzy są najbardziej istotne w energetyce słonecznej. Są to:

  • promieniowanie słoneczne całkowite jest sumą promieniowania bezpośredniego (dochodzącego z widocznej tarczy słonecznej) i rozproszonego (rozpraszanie w atmosferze przez chmury, cząstki pyłu i aerozoli zawieszonych w powietrzu). W przypadku powierzchni pochylonych uwzględnia się również promieniowanie odbite od podłoża lub otoczenia. Wymiarem fizycznym natężenia promieniowania jest [W m-2];
  • napromieniowanie [J m-2 względnie kWh m-2] jest energię padającą na jednostkę powierzchni w ciągu określonego czasu (godziny, dnia, miesiąca, roku). Używa się też innych określeń, np. średnie sumy promieniowania;
  • usłonecznienie [h], jest to liczba godzin z bezpośrednio widoczną tarczą słoneczną

Polska położona jest w strefie klimatu umiarkowanego między 49 a 54.5o szerokości geograficznej północnej. Południowe krańce Polski mają dzień (liczony od wschodu do zachodu Słońca) dłuższy o prawie jedną godzinę w zimie od krańców północnych, natomiast w lecie jest odwrotnie. Godziny dzienne stanowią niewiele ponad 51% roku, a północne krańce maja o 20 godzin dziennych więcej, niż południowe. W czerwcu godziny dzienne na północy obejmują 71,5% miesiąca, w centrum Polski 69%, a na południu 67%. W grudniu sytuacja zmienia się i na północy jest godzin dziennych 29,6%, w centrum 32,7%, zaś na południu 34,7%. Usłonecznienie, zależne od długości dnia, a także od zachmurzenia i przejrzystości atmosfery, będzie także zależne od lokalizacji. Średnie wieloletnie usłonecznienie jest największe dla Kołobrzegu i wynosi 1624 h rok-1, dla Warszawy 1579 h rok-1, dla Zakopanego tylko 1467 h rok-1. Średnie dla całego terenu Polski usłonecznienie wynosi 1580 h rok-1 (18% godzin dziennych) i bliskie jest wartości usłonecznienia dla Warszawy. Można więc przyjąć region Warszawski jako reprezentatywny do oceny średniego potencjału energii promieniowania s³onecznego w Polsce.

Średnie całkowite napromieniowanie roczne, związane bezpośrednio z usłonecznieniem, ale zarazem także będące funkcją wzniesienia terenu ponad poziom morza, również zależy od regionu i wynosi ono odpowiednio:

  • Kołobrzeg 3832 MJ m-2 rok-1
  • Warszawa 3480 MJ m-2 rok-1
  • Zakopane 3558 MJ m-2 rok-1

Średnie roczne nasłonecznienie dla obszaru Polski wg różnych danych wynosi 3420 do 3600 MJ m-2 rok-1 (ilość energii równoważna spaleniu ze sprawności 100% około 150 kg paliwa umownego). Jednak zdecydowana część rocznego nasłonecznienia przypada na sześć miesięcy letnich, to jest na okres od początku kwietnia do końca września. Przykładowo, udział nasłonecznienia powyższego okresu odniesiony do nas³onecznienia rocznego wynosi dla Zakopanego 72%, zaś dla Kołobrzegu 81%.

Promieniowanie słoneczne na obszarze Polski charakteryzuje duży udział składowej dyfuzyjnej. Średnio w skali rocznej blisko 50% energii dociera do powierzchni Ziemi w postaci promieniowania dyfuzyjnego. Udział ten jest większy w okresie zimowym i sięga 77%. Rysunek 1 przedstawia średnie wieloletnie sumy promieniowania słonecznego na powierzchnię poziomą dla Warszawy z rozbiciem na składowe bezpośrednie i dyfuzyjne.

Rys. 1. średnie wieloletnie sumy promieniowania słonecznego na powierzchnię poziomą dla Warszawy z rozbiciem na składowe bezpośrednie i dyfuzyjne wg [Chwieduk, Pluta, Wnuk]

Duże nierównomierności rozkładu promieniowania słonecznego w skali roku mogą być w pewnym stopniu zniwelowane poprzez odpowiednie pochylenie płaszczyzny odbiornika. W skrajnym przypadku, dla powierzchni pionowej skierowanej w stronę południową rozkład sum miesięcznych wyrównuje się znacznie dla okresów III - X oraz XI - II. Znamienne jest to, że w omawianym przypadku średnie napromieniowanie w okresie zimowym znacznie wzrasta w porównaniu z płaszczyzną poziomą, natomiast w okresie od wczesnej wiosny do późnej jesieni maleją.

< powrót
pn wt śr cz pt so nd
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      

Budowa serwisu dofinansowana przez Wojewódzki Fundusz Ochrony
Środowiska i Gospodarki Wodnej w Warszawie
www.wfosigw.pl

2010-2011 Szanuj-Energie.pl

StudioGraficzne.com: Projektowanie stron internetowych