Cos'è l'insolazione solare?
L'insolazione solare è una misura della quantità di energia solare che raggiunge una superficie, o irradianza, su una determinata superficie nel tempo. La superficie in questione può essere qualsiasi cosa esposta alla luce solare, da un particolare oggetto o posizione sulla terra a piccoli oggetti spaziali come satelliti artificiali alla superficie di un intero pianeta. L'insolazione solare di una particolare area della terra dipende dalla sua distanza dall'equatore, dalle sue condizioni meteorologiche e dall'ora del giorno e dell'anno. È essenziale per la continua esistenza della vita sulla terra, poiché le piante si basano sull'energia dal sole per sopravvivere, oltre ad essere un fattore importante nella costruzione e nella posizione delle attrezzature per generare elettricità dall'energia solare.
solitamente misurato in watt per metro quadrato Il watt è l'unità metrica standard di potenza o energia nel tempo; Un watt di potere è uguale a un joule dienergia al secondo. Un'ora di chilowattora, un termine più comunemente usato in riferimento alla generazione di energia elettrica, è abbastanza energia per produrre una produzione di 1.000 watt per un'ora, o 3.600.000 joule (3,6 megajoule).
Più direttamente una superficie rivolge il sole, maggiore sarà la sua insolazione solare. La massima insolazione solare viene prodotta quando la luce del sole colpisce con un angolo di 90 gradi. L'insolazione diminuisce man mano che l'angolo diventa inferiore, poiché un angolo inferiore diffonde la stessa quantità di energia radiante su un'area più ampia. Questo è il motivo per cui l'area intorno all'equatore terrestre, che riceve la luce solare più diretta, è la parte più calda della terra e le regioni polari sono le più fredde. Causa anche le stagioni mutevoli, perché l'asse inclinato della Terra significa che l'angolo della luce solare raggiunge una determinata parte del pianeta cambia nel corso dell'anno. Questo è anche il motivo per cui la temperatura in un determinato giorno WilL tende a raggiungere il raggiungimento di mezzogiorno solare, quando il sole è nel suo punto più alto del cielo, quindi diminuisce quando il sole si avvicina all'orizzonte più tardi nel corso della giornata.
L'insolazione solare totale dell'atmosfera esterna della Terra dalla luce solare diretta ha una media di circa 1.366 watt per metro quadrato con un angolo di 90 gradi nel corso di un anno, la maggior parte è sotto forma di luce visibile. L'attenuazione della luce solare mentre passa attraverso l'atmosfera lo riduce a circa 1.000 watt per metro quadrato ad un angolo di 90 gradi quando raggiunge la superficie terrestre. Questa figura scende costantemente mentre una persona si sposta a latitudini più elevate e diminuisce di giorno in più da mezzogiorno solare, cadendo a quasi nulla di notte. L'insolazione media della terra nel suo insieme nel corso di un anno è di circa 250 watt per metro quadrato.
aree a latitudini simili possono ancora avere differenze significative nell'insolazione media dovuta a fattori locali. L'insolazione di un'area può essere pellicciaSono diminuite dalle condizioni atmosferiche che interferiscono con la luce solare, come nuvole o foschia atmosferica. L'insolazione aumenta ad altitudini più elevate, perché esiste meno atmosfera per le radiazioni solari da passare e da attenuare. Le misurazioni della quantità di irradianza solare in diverse posizioni possono essere compilate per creare una mappa specializzata chiamata mappa di insolazione.
La generazione di energia solare si basa fortemente sull'insolazione. Le regioni aride o semiarid ospitano comunemente stazioni solari per ridurre al minimo le interferenze con le radiazioni solari causate dalla copertura nuvolosa e sono costruite ad altitudini più elevate, se possibile. I pannelli solari fotovoltaici sono montati ad angoli destinati a far colpire la luce solare in arrivo al più vicino possibile a un angolo di 90 gradi per massimizzare la potenza ricevuta. L'angolo ottimale per questo varia in base alla posizione geografica e al periodo dell'anno.
L'insolazione di un'area può anche essere sfruttata nella progettazione di edifici. Ad esempio, finestre di grandi dimensioniSul lato di un edificio di fronte all'equatore farà entrare più luce e calore durante l'inverno, quando il sole è basso nel cielo e relativamente meno quando è alto nel cielo durante l'estate. Ciò modera la temperatura stagionale estremi all'interno dell'edificio, rendendolo più comodo e riducendo la quantità di energia necessaria per il riscaldamento o l'aria condizionata.