Sur la base de l’équation de la position du soleil dans le ciel tout au long de l’année, on peut calculer la quantité maximale d’insolation solaire sur une surface à un angle d’inclinaison particulier en fonction de la latitude et du jour de l’année. Ces calculs sont également essentiels pour utiliser les données expérimentales des enregistreurs d’heures d’ensoleillement. Les animations suivantes calculent l’irradiation solaire quotidienne, l’insolation solaire et le nombre d’heures de la journée pendant lesquelles le soleil brille. Elles ne tiennent pas compte des effets météorologiques locaux et ces graphiques théoriques ne sont donc pas utilisés pour le dimensionnement des systèmes ou la prédiction de leur fonctionnement. Une description de chaque graphique est donnée dans la légende en dessous.
Le graphique montre l’intensité du rayonnement direct en W/m² tout au long de la journée. Il s’agit de la quantité de puissance qui serait reçue par un concentrateur suiveur en l’absence de nuage. L’heure est l’heure solaire locale. Réglez la latitude sur votre emplacement, puis ajustez le curseur du jour pour voir l’intensité du rayonnement pour chaque jour de l’année. Cliquez sur le graphique pour obtenir des données numériques
L’insolation solaire quotidienne moyenne en fonction de la latitude. Les trois courbes sont l’insolation solaire incidente, l’insolation solaire horizontale et l’insolation solaire sur une surface titrée telle que définie dans la page Module Inclinaison. L’insolation quotidienne est numériquement égale au nombre d’heures de soleil dans une journée. On suppose que le module fait face à l’équateur, de sorte qu’il est orienté vers le sud dans l’hémisphère nord et vers le nord dans l’hémisphère sud. Lorsque la latitude est ajustée à zéro en passant par l’équateur, le module est orienté dans la direction opposée. Le graphique change soudainement à l’équateur puisque le module est maintenant orienté dans la direction opposée. Cliquez sur le graphique pour obtenir les données numériques
Le nombre d’heures pendant lesquelles le soleil brille chaque jour, c’est-à-dire le nombre d’heures entre le lever et le coucher du soleil chaque jour. Aux latitudes supérieures à 67°, le soleil brille pendant 24 heures pendant une partie de l’année. Étonnamment, si l’on fait la moyenne sur l’année, le soleil brille en moyenne 12 heures par jour partout dans le monde. Dans les latitudes nord, l’intensité moyenne est plus faible que dans les latitudes sud. Cliquez sur le graphique pour obtenir les données numériques
Les équations permettant de générer les graphiques ci-dessus sont données ci-dessous. Ces équations sont calculées en temps solaire, et non en temps local. La correction entre le temps solaire local et l’heure locale est donnée dans la page La position du soleil.
Le nombre d’heures de soleil est simplement le temps entre le lever du soleil :
et le coucher du soleil :
La composante directe du rayonnement solaire est déterminée à partir de la masse d’air :
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