Sulla base dell’equazione della posizione del sole nel cielo durante l’anno, la quantità massima di insolazione su una superficie ad un particolare angolo di inclinazione può essere calcolata in funzione della latitudine e del giorno dell’anno. Questi calcoli sono anche essenziali per utilizzare i dati sperimentali dei registratori di ore di sole. Le seguenti animazioni calcolano l’irraggiamento solare giornaliero, l’insolazione solare e il numero di ore durante il giorno in cui il sole splende. Non includono gli effetti meteorologici locali e quindi questi grafici teorici non sono usati nel dimensionamento del sistema o nella previsione del funzionamento. Una descrizione di ogni grafico è data nella didascalia sottostante.
Il grafico mostra l’intensità della radiazione diretta in W/m² durante il giorno. È la quantità di energia che verrebbe ricevuta da un concentratore ad inseguimento in assenza di nuvole. L’ora è l’ora solare locale. Imposta la latitudine sulla tua posizione e poi regola il cursore del giorno per vedere quanta radiazione c’è per ogni giorno dell’anno. Clicca sul grafico per i dati numerici
L’insolazione solare media giornaliera in funzione della latitudine. Le tre curve sono l’insolazione solare incidente, l’insolazione solare orizzontale e l’insolazione solare su una superficie titolata come definito nella pagina Module Tilt. L’insolazione giornaliera è numericamente uguale al numero di ore di sole in un giorno. Si presume che il modulo sia rivolto verso l’equatore in modo che sia rivolto a sud nell’emisfero nord e a nord nell’emisfero sud. Quando la latitudine viene regolata attraverso lo zero attraversando l’equatore, il modulo è rivolto nella direzione opposta. Il grafico cambia improvvisamente all’equatore poiché il modulo è ora rivolto nella direzione opposta. Clicca sul grafico per i dati numerici
Il numero di ore in cui il sole splende ogni giorno, cioè il numero di ore tra l’alba e il tramonto ogni giorno. A latitudini superiori a 67° il sole splende per 24 ore durante una parte dell’anno. Sorprendentemente, se si fa la media dell’anno, il sole brilla in media 12 ore al giorno in tutto il mondo. Alle latitudini settentrionali l’intensità media è inferiore a quella delle latitudini meridionali. Clicca sul grafico per i dati numerici
Le equazioni per generare i grafici di cui sopra sono date qui sotto. Queste equazioni sono calcolate in tempo solare e non in tempo locale. La correzione tra l’ora solare locale e l’ora locale è data nella pagina La posizione del sole.
Il numero di ore di sole è semplicemente il tempo tra l’alba:
e il tramonto:
La componente diretta della radiazione solare è determinata dalla massa dell’aria: