Co je solární izolace?
Solární izolace je míra množství sluneční energie, která v průběhu času dosáhne povrchu nebo ozáření na daném povrchu. Dotčeným povrchem může být cokoli vystavené slunečnímu záření, od konkrétního objektu nebo místa na Zemi po malé kosmické objekty, jako jsou umělé satelity, až po celý povrch planety. Sluneční izolace určité oblasti Země závisí na jeho vzdálenosti od rovníku, povětrnostních podmínkách a denní době a roce. Je nezbytné pro pokračující existenci života na Zemi, protože rostliny spoléhají na energii ze slunce, aby přežily, a jsou také důležitým faktorem při konstrukci a umístění zařízení pro výrobu elektřiny ze sluneční energie.
Obvykle se měří ve wattech na metr čtvereční, průměrné sluneční záření v oblasti za delší časové období se často udává jako kilowatthodiny na metr čtvereční za den. Watt je standardní metrická jednotka energie nebo energie v čase; jeden watt výkonu se rovná jedné joule energie za sekundu. Kilowatthodina, termín, který se nejčastěji používá v souvislosti s výrobou elektrické energie, je dostatek energie k produkci výkonu 1 000 wattů za hodinu nebo 3 600 000 joulů (3,6 megajoulu).
Čím více povrch směřuje ke slunci, tím vyšší bude jeho sluneční záření. Maximální sluneční izolace je dosaženo, když sluneční světlo dopadne pod úhlem 90 stupňů. Ztráta slunečního záření se zmenšuje, protože úhel se zmenšuje, protože menší úhel šíří stejné množství záření na širší plochu. Proto je oblast kolem zemského rovníku, která přijímá nejpřímější sluneční světlo, nejteplejší částí Země a polární oblasti jsou nejchladnější. Způsobuje také měnící se roční období, protože nakloněná osa Země znamená, že úhel slunečního světla dosahující určitou část planety se v průběhu roku mění. To je také důvod, proč teplota v daný den bude mít sklon k vrcholu kolem sluneční poledne, když je slunce na svém nejvyšším bodě na obloze, a pak klesat, když slunce klesá blíže k obzoru později během dne.
Celková sluneční izolace vnější atmosféry Země z přímého slunečního světla je v průměru okolo 1336 wattů na metr čtvereční pod úhlem 90 stupňů v průběhu roku, z nichž většina je ve formě viditelného světla. Útlum slunečního světla, když prochází atmosférou, toto snižuje na asi 1 000 wattů na metr čtvereční v úhlu 90 stupňů v okamžiku, kdy dosáhne zemského povrchu. Toto číslo neustále klesá, když se člověk pohybuje do vyšších zeměpisných šířek a v denní době klesá ze sluneční poledne a v noci klesá na téměř nic. Průměrná izolace Země jako celku v průběhu roku se pohybuje kolem 250 wattů na metr čtvereční.
Oblasti v podobných zeměpisných šířkách mohou mít stále značné rozdíly v průměrné izolaci způsobené místními faktory. Izolace oblasti může být dále snížena atmosférickými podmínkami, které narušují sluneční světlo, jako jsou mraky nebo atmosférický zákal. Zesílení stoupá ve vyšších nadmořských výškách, protože je méně atmosféry pro sluneční záření, které prochází a je tlumeno. Měření množství slunečního záření na různých místech lze sestavit tak, aby se vytvořila specializovaná mapa zvaná mapa izolace.
Výroba sluneční energie se silně spoléhá na izolaci. Suché nebo poloiaridní oblasti jsou obyčejně domovem solárních elektráren, aby se minimalizovalo rušení slunečního záření způsobené oblačností a pokud možno jsou postaveny ve vyšších nadmořských výškách. Fotovoltaické solární panely jsou namontovány pod úhlem, který má zajistit, aby dopadající sluneční světlo dopadlo co nejblíže k úhlu 90 stupňů, aby se maximalizovala přijatá energie. Optimální úhel se liší podle zeměpisné polohy a ročního období.
Izolace oblasti může být také využita při navrhování budov. Například velká okna na straně budovy obrácené k rovníku uvolní více světla a tepla během zimy, když je slunce nízko na obloze, a poměrně méně, když je vysoko na obloze během léta. Tím se zmírňují sezónní extrémní teploty uvnitř budovy, díky čemuž je pohodlnější a snižuje se množství energie potřebné pro vytápění nebo klimatizaci.