A radiação solar é a energia radiante emitida no espaço interplanetário do Sol. Esta radiação é gerada a partir de reações de fusão termonuclear que ocorrem no núcleo solar e produzem radiação eletromagnética em várias freqüências ou comprimentos de onda, que Em seguida, ele se propaga no espaço nas velocidades típicas dessas ondas. Esta propagação permite que você traga energia solar com eles.

A constante solar é a quantidade de energia recebida na forma de radiação solar por unidade de tempo e unidade de superfície, medida na parte externa da atmosfera da Terra em um plano perpendicular aos raios do Sol. Os resultados de sua medição por satélites eles produzem um valor médio de 1366 Wm-2.

A energia solar e, consequentemente, a radiação solar resultam do processo de fusão nuclear que ocorre no Sol. Essa energia é a principal fonte de energia e, portanto, o mecanismo que move nosso ambiente. A energia solar que recebemos através da radiação solar é direta ou indiretamente responsável por aspectos tão importantes para a vida quanto a fotossíntese, mantendo uma temperatura no planeta compatível com a vida, o vento, etc. A energia solar que atinge a superfície da Terra é 10.000 vezes maior que a energia consumida atualmente por toda a humanidade.

Definição de radiação

Radiação é a transferência de energia por ondas eletromagnéticas. Radiação ocorre diretamente da fonte para fora em todas as direções. Essas ondas não precisam de um meio material para se propagar, elas podem atravessar o espaço interplanetário e alcançar a Terra a partir do Sol.

O comprimento de onda e a freqüência das ondas eletromagnéticas são importantes para determinar sua energia, sua visibilidade e seu poder de penetração. Todas as ondas eletromagnéticas se movem no vácuo a uma velocidade de 299.792 km / s.

Características da radiação solar

A radiação solar não concentrada a uma única frequência, mas é distribuído de uma vasta gama de amplitude não uniforme com a forma típica de um sino, como é o espectro típico de um corpo negro, com a fonte de energia solar é modelado. A radiação máxima é focada sobre a banda ou radiação de luz visível com um pico a 500 nm fora da atmosfera da Terra por lei de Wien, o qual corresponde à cor verde ciano.

A banda de radiação fotossinteticamente ativa (PAR) oscila entre 400 e 700 nm, corresponde à radiação visível e equivale a 41% da radiação total. Dentro do PAR há sub-bandas com radiação:

• azul-violeta (400-490 nm)
• verde (490-560 nm)
• amarelo (560-590 nm)
• laranja vermelha (590-700 nm)

Além de radiação visível, uma energia componente minoritário, mas sem no entanto digna de menção por seus efeitos são os raios infravermelhos e ultravioletas especialmente.

Ao atravessar a atmosfera, a radiação solar sofre fenômenos de reflexão, refração, absorção e difusão pelos vários gases atmosféricos em grau variável em função da freqüência, de modo que o solo do espectro solar é irregular em relação ao detectado. em limiares de atmosfera externa (TOA) com presença de bandas típicas de absorção ou reflexão.

Propagação da radiação solar na atmosfera e na superfície da terra

Devido às características da atmosfera da Terra, a radiação solar sofre algumas alterações para atravessá-la e alcançar a superfície.

Balanço de radiação

Em média, a Terra recebe 1 366 W / m² (constante solar) do Sol. Isto está relacionado com os limiares da atmosfera e do plano perpendicular aos raios solares que chegam: é portanto necessário ter em conta que a radiação solar na Terra atinge uma tampa esférica por 1440 minutos por dia, diminuindo em 75%. A atmosfera, por sua vez, filtra os raios do Sol até certo ponto, assim como cada corpo, causando:

 

uma reflexão e uma dispersão dos raios, devido ao seu albedo, às nuvens e aos próprios gases atmosféricos;

• uma absorção que causa um aumento na temperatura, como resultado de que emite radiação em qualquer direção, de acordo com a lei de Wien. No entanto, essa absorção é modesta na faixa de luz visível, por isso é transparente dirigir a radiação solar.

Aproximadamente metade da radiação solar passa pela atmosfera sem alterações, tomando o nome de radiação líquida. Metade da radiação da rede finalmente contribui para a evaporação das massas de água, portanto, a energia solar disponível é de aproximadamente um quarto da energia total emitida.

O estratosfera absorve os raios ultravioletas incluída na banda de 200 a 300 nm, devido ao ozono, o troposfera absorve e difunde os infravermelhos graças ao vapor de água e CO2. A ação filtrante de bandas em comprimentos de onda ultravioleta, principalmente letais, é essencial para o desenvolvimento da vida.

Radiação solar difusa

A radiação difusa também é chamada de radiação indireta. A radiação solar difusa representa a porção da radiação solar que atingiu pelo menos uma partícula de gases atmosféricos, alterando o ângulo de incidência e que, no entanto, atinge o solo porque é direcionado para ele. Aumenta em relação ao total em céu nublado. Em particular, o espalhamento de Rayleigh do componente azul da radiação solar é responsável pela cor azul do céu. Uma parte da radiação difusa está de volta ao espaço.

Radiação solar acidental

A radiação solar incidente é aquela radiação que encontrou qualquer obstáculo ao qual ela forneceu toda ou parte de sua energia. Diz-se que a energia que não atinge a superfície da Terra é extinta e é formada pela radiação reemitida, refletida e retrodifundida no espaço.

De acordo com a lei de Lambert, a quantidade de radiação que atinge a unidade de superfície é proporcional ao cosseno do ângulo de incidência.

A quantidade máxima de radiação solar incidente obtido em incidência normal, tal como o ângulo aumenta, ambos afectados pela mesma quantidade de radiação como a espessura de atmosfera atravessada por estes superfície aumenta. Isto cria as variações diárias, anuais e latitude na irradiação.

Radiação solar refletida

A radiação solar refletida é a parte da radiação solar incidente refletida da superfície da terra devido ao efeito albedo. O albedo é o coeficiente de reflexão c. Os valores de c geralmente estão entre 0 e 1 ou são expressos como uma porcentagem. É dado pela relação entre a energia radiante refletida de uma superfície em relação à energia incidente. A Terra tem um valor médio de 40% (c = 0,4). Na altitude do albedo da Terra, adicionamos as radiações refletidas pelas partículas atmosféricas ao espaço.

Radiação solar absorvida

Após deduzir todas as perdas devido à reflexão e retrodifusão da atmosfera e a superfície da Terra, a radiação solar que é absorvida pela superfície da terra e, portanto, contribui para o seu aquecimento, de uma maneira variável dependendo da latitude e tipo de superfície.