Qu'est-ce que l'insolation solaire?
L'insolation solaire est une mesure de la quantité d'énergie solaire atteignant une surface, ou irradiance, sur une surface donnée dans le temps. La surface en question peut être exposée au soleil, d'un objet ou d'un emplacement particulier sur Terre aux petits objets spatiaux tels que des satellites artificiels à la surface d'une planète entière. L'insolation solaire d'une zone particulière de la terre dépend de sa distance de l'équateur, de ses conditions météorologiques et de l'heure et de l'année. Il est essentiel à l'existence continue de la vie sur Terre, car les plantes s'appuient sur l'énergie du soleil pour survivre, tout en étant un facteur important dans la construction et l'emplacement de l'équipement pour produire de l'électricité à partir de l'énergie solaire.
généralement mesurée en watts par mètre carré, l'insolation solaire moyenne par jour d'une zone sur des périodes plus longues est souvent donnée comme kilowatt heures par jour. Le WATT est l'unité métrique standard de puissance ou d'énergie au fil du temps; Un watt de puissance est égal à un joule deénergie par seconde. Une heure de kilowatt, un terme le plus couramment utilisé en référence à la production d'énergie électrique, est une énergie suffisante pour produire une production de 1 000 watts pour une heure, soit 3 600 000 joules (3,6 mégajoules).
Plus une surface est directement fait face au soleil, plus son insolation solaire sera élevée. L'insolation solaire maximale est produite lorsque la lumière du soleil frappe à un angle à 90 degrés. L'insolation diminue à mesure que l'angle devient inférieur, car un angle inférieur propose la même quantité d'énergie rayonnante sur une zone plus large. C'est pourquoi la zone autour de l'équateur de la Terre, qui reçoit la lumière du soleil le plus direct, est la partie la plus chaude de la terre et les régions polaires sont les plus froides. Cela provoque également les saisons changeantes, car l'axe incliné de la Terre signifie que l'angle de la lumière du soleil atteignant une partie donnée de la planète change au cours de l'année. C'est aussi pourquoi la température un jour donnél a tendance à culminer autour de midi solaire, lorsque le soleil est à son point le plus élevé du ciel, puis diminue à mesure que le soleil se rapproche de l'horizon plus tard dans la journée.
L'insolation solaire totale de l'atmosphère extérieure de la Terre à partir de la lumière directe du soleil est en moyenne d'environ 1 366 watts par mètre carré à un angle de 90 degrés au cours d'une année, dont la majorité est sous la forme d'une lumière visible. L'atténuation de la lumière du soleil lorsqu'elle traverse l'atmosphère réduit cela à environ 1 000 watts par mètre carré à un angle de 90 degrés au moment où il atteint la surface de la Terre. Cette figure tombe régulièrement alors qu'une personne se déplace vers des latitudes plus élevées et diminue en période de jour plus loin de midi solaire, tombant à presque rien la nuit. L'insolation moyenne de la Terre dans son ensemble au cours d'une année est d'environ 250 watts par mètre carré.
Les zones à des latitudes similaires peuvent encore avoir des différences significatives d'insolation moyenne en raison des facteurs locaux. L'insolation d'une zone peut être fourrureIl a diminué par des conditions atmosphériques qui interfèrent avec la lumière du soleil, comme les nuages ou la brume atmosphérique. L'insolation augmente à des altitudes plus élevées, car il y a moins d'atmosphère pour que le rayonnement solaire passe et s'atténue. Les mesures de la quantité d'irradiance solaire à différents endroits peuvent être compilées pour créer une carte spécialisée appelée carte d'insolation.
La production d'énergie solaire repose fortement sur l'insolation. Les régions arides ou semi-arides abritent généralement des centrales solaires pour minimiser les interférences avec le rayonnement solaire causées par la couverture nuageuse et sont construites à des altitudes plus élevées si possible. Les panneaux solaires photovoltaïques sont montés sur des angles destinés à faire en sorte que la lumière du soleil entrante les frappe aussi près d'un angle à 90 degrés que possible pour maximiser la puissance reçue. L'angle optimal pour cela varie en fonction de l'emplacement géographique et de la période de l'année.
L'insolation d'une zone peut également être exploitée dans la conception des bâtiments. Par exemple, grandes fenêtresSur le côté d'un bâtiment face à l'équateur, laissera entrer plus de lumière et de chaleur pendant l'hiver, lorsque le soleil est bas dans le ciel, et relativement moins lorsqu'il est élevé dans le ciel pendant l'été. Cela modère les températures saisonnières extrêmes à l'intérieur du bâtiment, ce qui le rend plus confortable et réduisant la quantité d'énergie nécessaire pour le chauffage ou la climatisation.