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Painéis fotovoltaicos de energia solar

Propagação da radiação solar na atmosfera e na superfície terrestre

Propagação da radiação solar na atmosfera e na superfície terrestre

Devido às características da atmosfera terrestre, a radiação solar sofre certas alterações para passar por ela e atingir a superfície.

Em média, a Terra recebe uma irradiância solar de 1.366 W / m² (constante solar) do Sol. Isso está relacionado aos limiares da atmosfera e ao plano perpendicular aos raios solares incidentes. Portanto, é necessário levar em conta que a radiação solar na Terra atinge uma tampa esférica por 1440 minutos todos os dias, diminuindo em 75%.

A atmosfera, por sua vez, filtra os raios do Sol até certo ponto, como todo corpo, causando:

  • Um reflexo e um retroespalhamento dos raios, devido ao seu albedo, para as próprias nuvens e gases atmosféricos.

  • Absorção que provoca aumento da temperatura e emite radiação em qualquer direção de acordo com a lei de Wien. No entanto, essa absorção é modesta na faixa de luz visível, tornando-a transparente para a radiação solar direta.

Cerca de metade da radiação solar passa pela atmosfera inalterada. A radiação que faz isso é chamada de radiação líquida. Em última análise, metade da radiação líquida contribui para a evaporação das massas de água, portanto, a energia solar disponível é aproximadamente um quarto da energia total emitida.

A estratosfera absorve os raios ultravioleta incluídos na faixa de 200-300 nm graças à camada de ozônio. A troposfera absorve radiação infravermelha graças ao vapor de água e ao CO2. A ação filtrante das bandas nos comprimentos de onda ultravioleta, principalmente letais, é essencial para o desenvolvimento da vida.

O que é radiação solar difusa?

A radiação difusa também é chamada de radiação indireta.

A radiação difusa representa a porção da radiação solar que atingiu pelo menos uma partícula dos gases atmosféricos alterando o ângulo de incidência e que, no entanto, atinge o solo porque é direcionada para ele.

Aumenta em relação ao total em céus nublados. Em particular, o espalhamento de Rayleigh do componente azul da radiação solar é responsável pela cor azul do céu. Parte da radiação difusa está de volta ao espaço.

O que é radiação solar incidente?

Radiação solar incidente é aquela radiação que encontrou qualquer obstáculo para o qual entregou toda ou parte de sua energia. A energia que não atinge a superfície terrestre está extinta e é composta de radiação reemitida, refletida e retroespalhada no espaço.

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

A quantidade máxima de irradiação solar incidente é obtida com incidência perpendicular, visto que o ângulo aumenta, tanto a superfície afetada pela mesma quantidade de radiação quanto a espessura da atmosfera atravessada por esses aumentos. Isso cria as variações diárias, anuais e latitudinais na irradiância solar.

O que é 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 estão geralmente 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 albedo da Terra, adicionamos as radiações refletidas pelas partículas atmosféricas no espaço.

O que é radiação solar absorvida?

Após deduzidas todas as perdas por reflexão e retroespalhamento da atmosfera e da superfície terrestre, a restante radiação solar incidente é absorvida pela superfície terrestre e, assim, contribui para o seu aquecimento, de forma variável, dependendo da latitude e do tipo de superfície .

Autor:

Data de publicação: 8 de julho de 2021
Última revisão: 8 de julho de 2021