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TUDO O QUE VOCÊ PRECISA SABER SOBRE RADIAÇÃO SOLAR

Quando o assunto é energia solar, um dos fatores que mais influenciam o desempenho do seu sistema é a irradiância solar. O que você precisa saber sobre radiação solar será discutido neste artigo, pois não é à toa que se trata de um dos mais estudados fenômenos relacionados a produção fotovoltaica.

Neste artigo, vamos aprender o que é irradiância solar. Também veremos o porquê e como isso é afetado por vários fatores ambientais.

O que é irradiância solar

Irradiância solar pode ser definida como a energia solar que você obtém por unidade de área. A energia é uma combinação da força e intensidade da luz solar recebida e as horas em que a luz solar incide em um determinado local. As unidades de irradiância solar são watts por metro quadrado (W/m²).

Os painéis solares são projetados com uma irradiância solar estimada de 1000W/m². Isso não é uma média, é apenas um valor escolhido para que as comparações padrões possam ser realizadas.

Existem apenas dois tipos de irradiância solar que são irradiância difusa e de feixe.

• Irradiância Difusa: Se refere à irradiância que é refletida no solo e nos objetos ao redor.
• Irradiância de Feixe: Se refere à irradiância derivada da radiação que vem diretamente do sol.

O que afeta a irradiância solar?

A irradiância solar não é uniforme por completo. Isso difere de um lugar para outro e de uma hora para outra. Os principais fatores que afetam a quantidade de irradiância em um local são os seguintes.

• Espessura da camada de ozônio
• Ângulo zenital
• Temporadas
• Distância percorrida através da atmosfera
• Névoa (poeira e vapor)
• Extensão da cobertura de nuvens

Espessura da camada de ozônio

A camada de ozônio constitui um alótropo de oxigênio denominado ozônio (O₃). Está de 15 a 40km acima do solo. A radiação do sol é uma mistura de muitas ondas eletromagnéticas com diferentes comprimentos de onda.

As ondas com comprimentos de onda mais longos, como as ondas ultravioleta, são absorvidas pelo O₃ . Portanto, quanto mais espessa a camada de ozônio, mais radiação é absorvida. Quando mais radiação é absorvida pela camada de ozônio, menos energia solar atinge o solo e, conseqüentemente, a irradiância solar será menor.

Isso pode parecer ruim para a geração de energia solar, mas é bom por muitos outros motivos. Mais radiação atingindo o solo gera problemas desagradáveis ​​que nem mesmo estão relacionados à energia solar. Problemas como aquecimento global e câncer de pele. Sim, a situação por aqui pode ficar horrível se o O₃ não absorver radiação suficiente do sol.

Ângulo zenital

O sol é, obviamente, esférico, de forma que a radiação é emitida em todas as direções. Portanto, a radiação que é direcionada ao nosso pequeno planeta incide em sua superfície em ângulos diferentes. O ângulo zenital é o ângulo entre a radiação incidente do sol e a normal no ponto onde a radiação atinge a superfície.

Tanto o solo quanto a atmosfera refletem parte da radiação de volta para o céu e para o espaço. Mas a quantidade de radiação refletida é proporcional ao ângulo do zênite. Quanto maior o ângulo do zênite, mais energia solar é refletida de volta para o espaço.

A Terra está sempre girando, então o ângulo do zênite está sempre mudando. E, conseqüentemente, a irradiância solar está sempre mudando. Nas regiões polares onde o sol se move ao longo do horizonte e não acima, o ângulo do zênite é maior. É por isso que as regiões polares têm a menor irradiância solar média em comparação com outros lugares.

Temporadas

As estações mais importantes que afetam a irradiância solar são o verão e o inverno. As estações estão relacionadas ao ângulo do zênite. No verão, o sol estará mais próximo da Terra e mais radiação divergente atingirá a Terra em ângulos zenitais menores. Isso significa que menos radiação é refletida e mais atinge o solo, resultando em maior irradiância solar.

No inverno, o sol está mais distante da Terra e mais radiação divergente atinge a Terra em ângulos zenitais maiores. Grande parte da radiação é refletida de volta para o espaço, resultando na diminuição da irradiância solar.

Distância percorrida através da atmosfera

A atmosfera é o casulo de ar de nosso precioso planeta. É composto de segmentos estratificados de gases e partículas sólidas minúsculas. Visto que a Terra não é uniforme, a atmosfera também não é uniforme. É mais espesso em um lugar e mais fino em outro.

A radiação pode ser refletida, absorvida ou refratada. Então, quando a atmosfera é densa, a distância percorrida pela radiação é maior e ela é refletida, absorvida e refratada ainda mais. E cada vez menos atinge o solo, reduzindo assim a irradiância solar.

Névoa e extensão da cobertura de nuvens

Tanto a neblina quanto a cobertura de nuvens afetam a quantidade de irradiância solar da mesma maneira. Estes fatores constituem a camada mais baixa da atmosfera onde grande parte da radiação prejudicial teria sido absorvida / refletida nas camadas superiores.

Eles reduzem a radiação solar da mesma forma que qualquer sombreamento. As nuvens são mais refletoras e a neblina absorve a radiação. Quanto mais nuvem e neblina, menos irradiância solar atinge o solo.

Como medir a irradiância solar

A irradiância solar em um local pode ser medida usando um piranômetro ou um pireliômetro. Esses instrumentos diferem em seu princípio de operação. Normalmente são montados em conjunto com painéis solares para monitorar e avaliar a irradiância solar e a eletricidade gerada.

Você também pode obter o valor da irradiância solar média de um lugar no site do CRESESB. Clique aqui pra ter acesso gratuitamente ao Atlas Solarimétrico do Brasil, com ele você poderá saber qual é a irradiância de qualquer lugar em território nacional.