Сончево зрачење и негово мерење

Сонцето е ѕвезда во центарот на соларниот систем. Неговиот диаметар изнесува 1.392.000km, а неговата маса е приближна на 1,99*1030 kg. Средното растојание помеѓу земјата и сонцето изнесува 1,5.108km .

Сонцето е составено главно од два елементи. Тоа се водород, околу 75% и хелиум 23%. Останатите елементи се кислород, јаглерод, железо, неон, азот и други.

Сонцето емитира огромна количина на енергија. Оваа енергија се создава со помош на термонуклеарна фузија, којашто се одвива во длабоките слоеви на сонцето при температура од десетици милиони степени целзиусови. Енергијата се ослободува кога четири атоми на водород се фузираат во еден атом на хелиум.

Сонцето е составено од повеќе слоеви: јадро, фотосфера, хромосфера и корона. Најголемиот дел од енергијата којашто во вид на електромагнетно зрачење стигнува на земјата, се создава во фотосферата односно во видливиот слој на Сонцето.

Состав на сонце
Состав на сонце

 

Состав на сонце
Состав на сонце

Сл.1.1 Состав на сонцето

Фотосферата е слој со дебелина од 500km и овде температурата варира од 4000оК до 8000оК.

Сончевата енергија, светлина или зрачење претставуваат најважни појави за опстанокот на човештвото. Од енергетска гледна точка, соларното зрачење е од непроценлива вредност. Сончевото зрачење се дефинира како проток на енергија од сонцето до земјата.

Ова зрачење од сонцето до земјата доаѓа на два начина: директно и дифузно. Дифузното зрачење доаѓа до земјата индиректно односно со распрснување на сончевите зраци во атмосферата на Земјата. До земјата доаѓа зрачење со моќност од 1,73.1017W.

Спектарот на сончевото зрачење коешто допира до земјата е поделен на три области: ултравиолетова (0,01mm<l<0,39mm), видлива (0,40mm<l<0,76mm) и инфрацрвена (0,76mm<l<4,0mm) светлина. Од вкупната енергија продуцирана од Сонцето 49,5% припаѓа на инфрацрвената, 41,5% на видливата и 9% на ултравиолетовата област.

Скоро 99% од вкупното Сончево зрачење отпаѓа на спектарот од 0,275-4,6mm, а максимумот на Сончевото зрачење е со бранова должина од 0,48. mm.

Инцидентната соларна радијација (зрачење) или инсолацијата на сонцето се однесува на тоа колкаво зрачење од сонцето паѓа на одредена површина на земјата (W/m2). Бидејќи со промената на годишните времиња се менува и оддалеченоста на земјата од сонцето, со самото тоа се менува и вредноста на сончевата инсолација којашто доаѓа до Земјата. Таа варира од 1321 W/m2 до 1412 W/m2 .

Тоталната соларна ирадијација или наречена соларната константа се дефинира како флукс од соларно електромагнетно зрачење по единица површина на Земјата на којашто сончевите зраци удираат нормално на неа (на атмосферата).  Средната вредност на соларната константа изнесува 1366W/m2.

Заради рефлексија и апсорпција, интензитетот на сончевото зрачење се намалува за околу 400W. Утврдено е дека во лето, на пладне, 1m2 површина на Земјата прима околу 1000W сончева енергија. Оваа вредност е теоретска и таа важи за краеви околу Екваторот. Интензитетот на сончевата енергија или зрачење е променлива големина, којашто зависи од повеќе фактори, но пред се од метеоролошките услови.

Сончевото зрачење се мери со специјални уреди наречени пиранометри. Овие уреди го мерат широкопојасното (0,3μm до 3,0μm)  соларно зрачење. Тие го мерат интензитетот на густината на соларното зрачење на рамна површина на Земјата (W/m2).

Пиранометар
Пиранометар

Сл.1.2 Пиранометар

На местото кадешто се поставуваат овие уреди, мора да се обезбеди отворена површина или поглед (180о), без никакви препреки во околината заради добивање на објективни резултати.

Пиранометрите можат да имаат термолектрични, фотоелектрични, пироелектрични или биметални елементи како сензори. Бидејќи се трајно изложени на атмосферските влијанија мора да бидат од цврста изведба и отпорни на корозивните влијанија на вода и влага. Приемникот на зрачењето мора да биде херметички затворен или да има систем за одведување на кондензираната влага во куќиштето.

Во употреба најчесто се користат термоелектричните пиранометри. Тие користат топлински детектори кои произведуваат напон на принципот на термоелектричен ефект во функција од упадното зрачење. Топлинскиот детектор е сместен под двослојна стаклена купола која го штити од продорот на влага и го  смалува долгобраново зрачење од самиот инструмент, топлински го изолира и спречува негово ладење.

М-р Виктор Донски, дипл.ел.инж.

Be Sociable, Share!

Напишете коментар

Вашата адреса за е-пошта нема да биде објавена. Задолжителните полиња се означени со *

*