Mejor fabricante líder mundial de luz solar & Proveedor de farolas solares y luces solares de inundación.

Centro de información

Aplicación de radiación solar y energía solar

2021-07-30 18:14:22

Actividades humanas y energía solar radiante

Todo crece por el sol. La energía necesaria para la producción y la vida humana, como el petróleo, el carbón, la energía eólica, la energía de las mareas oceánicas, la energía hídrica, la energía geotérmica, la energía de biomasa y el hielo combustible, son todas las formas de transformación de energía de radiación solar en la tierra. Con el aumento de la población, debido al uso excesivo de combustibles fósiles, el dióxido de carbono emitido por los seres humanos ha superado la capacidad de absorción del ecosistema terrestre. La sobrecarga ecológica también conduce a la reducción de los bosques, la disminución de los recursos pesqueros, la degradación de la tierra, la reducción de los recursos de agua dulce, la creciente pérdida de biodiversidad y la grave contaminación del aire. Según las estadísticas de WWF, en 1961, la humanidad solo consumió alrededor de 2/3 de los recursos renovables anuales de la tierra. Según el informe de vitalidad de la tierra 2012, la humanidad consume actualmente 1,5 recursos ecológicos de la tierra cada año y alcanzará los 2 en 2050. La situación ecológica de China tampoco es optimista. Aunque la de China per cápita es inferior a la media mundial y muy inferior a la de los países europeos y americanos, ya es 2,5 veces su propia capacidad de carga biológica, lo que significa que necesitamos 2,5 recursos naturales de China para satisfacer la demanda; al mismo tiempo, debido a la gran base de población, La huella ecológica total de China es la más grande del mundo. El frágil ecosistema de China está bajo la doble presión del desarrollo económico y una población en crecimiento.

Al cambiar a recursos renovables limpios y suficientes (como la energía solar y la energía eólica), podemos reducir gradualmente las emisiones de contaminación del aire para mitigar el impacto del cambio climático en la tierra. El uso de la energía atómica también ha madurado, pero los peligros de la fuga de la central nuclear de Chernobyl y la fuga nuclear de Fukushima en Japón son aterradores. Los terremotos, las erupciones volcánicas, las inundaciones y otras energías generadas por el movimiento de la corteza también están siendo reconocidas por las personas.

La generación de energía solar fotovoltaica es la forma más flexible y conveniente de desarrollar y utilizar la energía solar, que se ha desarrollado rápidamente en los últimos años.

Energía solar radiante

La energía solar radiante se refiere a la energía solar radiante que alcanza el límite superior de la atmósfera terrestre, también conocida como radiación solar astronómica, o energía solar para abreviar. La energía de radiación solar recibida por la tierra es solo 2.200 millones de veces la energía de radiación total irradiada por el sol al espacio.

El sol es un cuerpo celeste autoluminoso más cercano a la tierra. Aporta luz y calor a la tierra. La actividad del sol proviene de su parte central, y la temperatura central es tan alta como 1500 ×A 106 ℃, la fusión nuclear tiene lugar aquí. La energía solar es la energía generada por la reacción de fusión nuclear continua dentro del sol. Fusion produce energía y se libera a la superficie del sol, emitiendo luz y calor a través de la convección. Se necesitan millones de años para que la energía del núcleo del sol llegue a su superficie para que el sol pueda brillar. Hasta ahora, la edad del sol es de unos 4.600 millones de años y puede seguir ardiendo durante unos 5.000 millones de años. Según la teoría cosmológica actual, en la etapa final de la existencia del sol, el nitrógeno en el sol se transformará en elementos pesados, y el volumen del sol continuará expandiéndose hasta engullitar la tierra. Después de 100 millones de años de fase de gigante roja, el sol colapsará repentinamente en una enana blanca, la última etapa de todas las estrellas. Después de billones de años, eventualmente se enfriará por completo. Por lo tanto, para los seres humanos, la energía solar es energía inagotable e inagotable.

En general, se cree que el sol es una enorme masa de gas bajo alta temperatura y alta presión, que se puede dividir en seis regiones desde el interior hacia el exterior.

① Núcleo solar: el diámetro del núcleo solar es aproximadamente 0,23 veces el diámetro del sol, la masa es aproximadamente 0,4 veces del sol, el volumen es aproximadamente 0,15 veces del sol, la presión es de hasta 10 °ATM (1atm = 101325pa), y la temperatura es de aproximadamente 107k. Hay una feroz reacción termonuclear, y el 90% de la energía generada se irradia hacia afuera en forma de convección y radiación.

② Capa de absorción: se llama capa de absorción desde fuera del núcleo solar hasta aproximadamente 0,8 veces el diámetro del sol,

También conocido como la capa de radiación. Cuando la presión de esta capa cae a 10 am, aquí se absorbe un gran número de iones de hidrógeno producidos por la reacción termonuclear.

③ Troposfera: se llama troposfera desde fuera de la capa de absorción hasta una vez del diámetro solar, durante la cual la temperatura es de aproximadamente 5103k, y se lleva a cabo una gran cantidad de transferencia de calor convectiva en esta área.

④ Fotosfera: dentro de los 50km fuera de la troposfera, hay una gran cantidad de átomos de hidrógeno bajo ionizado, que es la superficie solar visible, y su brillo es equivalente a 600k radiación de cuerpo negro. La fotosfera es una capa muy importante. La mayor parte de la radiación solar se emite desde la fotosfera. Al mismo tiempo, algunas manchas solares y llamaradas tienen un gran impacto en la tierra.

⑤ Cromosfera: el espesor de la cromosfera es de unos 2500km, la mayor parte de los cuales se compone de bajo laminado helio, hidrógeno y un pequeño número de iones, también conocidos como la atmósfera del sol.

⑥ Corona: más allá de la cromosfera hay una corona de color blanco plateado que se extiende hacia el espacio. La corona está compuesta por varias partículas, incluidas algunas partículas de polvo solar, partículas ionizadas y electrones, con una temperatura de más de 10k. A veces, la corona puede extenderse decenas de miles de kilómetros hacia el espacio, formando un viento solar, impactando la atmósfera terrestre, produciendo tormentas magnéticas o auroras, afectando así el campo magnético terrestre y la comunicación.

Aplicación de radiación solar y energía solar 1

El consumo total anual de energía del mundo es solo equivalente a la energía proyectada por el sol sobre la superficie de la tierra en 40 minutos. La energía solar radiante proviene de su reacción termonuclear interna, y la energía convertida por segundo es de aproximadamente 4 ×1026j se emite básicamente en forma de radiación electromagnética. El sol generalmente se considera un radiador con una temperatura de 6000K y una longitud de onda de 0,3 ~ 3,0g. La distribución de la longitud de onda de radiación varía desde la región ultravioleta hasta la región infrarroja. Aunque la energía de radiación solar recibida por la tierra es solo 2,2 mil millones de veces la energía de radiación total irradiada por el sol al espacio, la energía de radiación solar fuera del La atmósfera de la tierra es de 132,8 ~ 141,8 mw/cm2, y alrededor del 70% se proyecta al suelo después de ser reflejada, dispersa y absorbida por la atmósfera, ha alcanzado hasta 1,73 ×Es decir, el consumo energético de 10,15 millones de toneladas de carbón por segundo equivale al de la tierra. La radiación solar recibida en el suelo incluye radiación directa y radiación dispersa. La radiación directa se llama radiación directa cuando recibe directamente radiación solar que no cambia de dirección; la radiación solar cuya dirección se cambia después de ser reflejada y dispersada por la atmósfera se denomina radiación dispersa.

Para describir cuantitativamente la energía solar, es necesario introducir algunos conceptos. Cuando la tierra se encuentra a la distancia promedio entre el sol y la tierra, la energía total de todo el espectro de radiación solar es recibida por el área unitaria del límite superior de la atmósfera terrestre perpendicular al Luz solar En unidad de tiempo se llama la constante solar. El valor de la constante solar es 1353w / m2, y la unidad común es w / m2. El grado de influencia de la atmósfera sobre la luz solar recibida por la superficie terrestre se define como la calidad atmosférica (AM). La calidad atmosférica es una cantidad adimensional, que es la relación entre la trayectoria de la luz del sol que pasa a través de la atmósfera terrestre y la trayectoria de la luz del sol que pasa a través de la atmósfera en la dirección del ángulo cenital. Se supone que la trayectoria de la incidencia vertical del sol en el nivel del mar es 1 a la presión atmosférica estándar (101325pa) y la temperatura del aire de 0 ℃. El espectro solar cambiará con diferentes valores am. Cuando la intensidad de la radiación solar es la constante solar, la masa atmosférica se registra como AM0. El espectro AM0 es adecuado para la situación en satélites artificiales y naves espaciales Zizhou. El espectro de la masa atmosférica AM1 corresponde al espectro solar directamente sobre la superficie de la tierra (su potencia de luz incidente es de 925w / cm2). La Figura 1-2 muestra los espectros solares en condiciones AM0 y AM1. La diferencia entre ellos es causada por la atenuación causada por la absorción de la luz solar por la atmósfera, principalmente por la absorción de los rayos ultravioleta por la capa de ozono, la absorción de los rayos infrarrojos por el vapor de agua y la dispersión de polvo y sólidos en suspensión en el aire. En la figura, la irradiancia espectral solar EA = de / D, donde e es la radiancia solar por unidad de intervalo de longitud de onda. Estas características del espectro solar a una longitud de onda dada son un factor muy importante para la selección de materiales de células solares.

La radiación solar es una especie de radiación electromagnética, que tiene tanto fluctuación como partícula. El rango de radiación de longitud de onda del sol se muestra en la Figura 1-3. El rango de longitud de onda principal de su espectro es de 0,15 ~ 4m, mientras que el rango de longitud de onda principal de la radiación terrestre y atmosférica es de 3 ~ 120m. En meteorología, la radiación solar generalmente se llama radiación de onda corta, y la radiación terrestre y atmosférica se llama radiación de onda larga. La distribución de la longitud de onda de la energía solar puede ser simulada por radiación de cuerpo negro con una temperatura de 6000. La longitud de onda solar se distribuye en ultravioleta ( <0,4 m), visible (0.40.75m) e infrarrojo ( >0,75 m) Estas bandas se ven afectadas por la atenuación atmosférica en diversos grados. La mayor parte de la radiación visible llega al suelo, pero el ozono en la atmósfera superior absorbe la mayor parte de la radiación ultravioleta. Debido al adelgazamiento de la capa de ozono, especialmente en las regiones antártica y ártica, cada vez más radiación ultravioleta llega al suelo. Parte de la radiación infrarroja incidente es absorbida por dióxido de carbono, vapor de agua y otros gases, mientras que la mayor parte de la radiación infrarroja de longitud de onda más larga de la superficie de la tierra por la noche se transmite al espacio exterior. La acumulación de estos gases de efecto invernadero en la atmósfera superior puede aumentar la capacidad de absorción atmosférica, lo que resulta en el calentamiento global y el clima nublado. Aunque la reducción del ozono tiene poco impacto en la absorción de energía solar, el efecto invernadero puede aumentar la radiación dispersa y puede afectar seriamente la absorción de energía solar.

Aplicación de radiación solar y energía solar 2

El ángulo incluido entre la dirección de incidente de la luz solar y el plano de tierra, es decir, el ángulo incluido entre la luz solar de un lugar determinado y la superficie tangente perpendicular al centro de la tierra se llama ángulo de altitud solar, que se conoce como solar altitud para abreviar. Tiene cambios diurnos y anuales. Cuando el ángulo de altitud solar es 90 °, En el espectro solar, el infrarrojo representa el 50%, la luz visible representa el 46% y el ultravioleta el 4%. Cuando el ángulo de altitud solar es 5 °, El infrarrojo representa el 72%, la luz visible representa el 28% y el ultravioleta es casi 0. El ángulo de altitud del sol cambia constantemente a lo largo del día; al mismo tiempo, también está cambiando a lo largo del año. Para un determinado plano de tierra, cuando el ángulo de altitud solar es bajo, la distancia de la luz que pasa a través de la atmósfera es más larga y la energía radiante se atenúa mucho. Al mismo tiempo, debido a que la luz se proyecta en el plano de tierra en un ángulo pequeño, la energía que llega al plano de tierra es menor, al contrario, es más.

En el plano perpendicular al límite superior de la atmósfera y la luz, la irradiancia solar es básicamente una constante, pero en la superficie de la tierra, la irradiancia solar cambia con frecuencia. Esto es causado principalmente por la transparencia de la atmósfera. El grado de transparencia atmosférica es un parámetro que representa el grado de transmisión atmosférica a la luz solar. En un clima despejado y sin nubes, la transparencia atmosférica es la mejor, y hay más radiación solar que llega al suelo; cuando hay muchas nubes o tormentas de arena en el cielo, la transparencia atmosférica es baja y la energía de radiación solar que llega al suelo es baja.

El tiempo de sol también es un factor importante que afecta la irradiancia solar terrestre. Si hay 14h en un día en un área determinada, si el tiempo de día nublado es ≥ 6h y el tiempo de sol es ≤ 8h, se puede decir que el tiempo de sol de este día en esta área es 8h. Cuanto más largo es el sol, más radiación solar total recibe el suelo.

Además, cuanto mayor sea la altitud, mejor será la transparencia atmosférica y mayor será la radiación directa del sol. En la meseta de Qinghai de China, debido a la altitud promedio de más de 4000m, atmósfera limpia, aire seco y latitud baja, la radiación solar total está principalmente entre 6000 ~ 8000mj/m2, la relación de radiación directa es significativa. Además, la distancia solar-terrestre, la topografía y la topografía también tienen un cierto impacto en la irradiancia solar. En la misma latitud, la temperatura en la cuenca es más alta que la de Pingchuan, y la temperatura en la pendiente soleada es más alta que la de la pendiente sombreada.

Ley del movimiento solar-terrestre: la órbita de la tierra alrededor del sol es elíptica y el sol está en uno de los dos puntos focales de su órbita elíptica. Esta órbita elíptica se llama eclíptica en astronomía. En el plano de la eclíptica, la distancia entre el sol y la tierra no es un valor fijo. La distancia más corta entre el sol y la tierra (1,47) ×108km), es decir, Perihelio; la distancia más lejana entre el sol y la tierra (1,52) ×108km), es decir, Afelion. La diferencia es 5 ×106KM, lo que representa aproximadamente 1/30 de la distancia promedio entre el día y la tierra.

La intensidad de la luz del sol en la tierra depende de los siguientes cuatro aspectos: la distancia entre el sol y la tierra, la posición relativa del sol en la tierra en un momento determinado, la atenuación de la radiación solar que ingresa a la atmósfera y la orientación e inclinación de la superficie receptora solar. Debido a las diferentes posiciones de la tierra en órbita, la posición del sol es diferente según el plano de tierra del observador en la tierra. La situación específica está relacionada con la latitud geográfica. Sin embargo, la posición del sol en el cenit se puede ver al mediodía en diferentes estaciones.

Aplicación de radiación solar y energía solar 3

La actividad solar está estrechamente relacionada con algunos fenómenos en la tierra. Ahora, la gente ha descubierto que la actividad solar impacta significativamente la tierra en los siguientes aspectos. Las bengalas y manchas solares en la actividad solar tienen efectos geofísicos significativos en la ionosfera de la Tierra, el campo magnético y la región polar, afectando la comunicación de onda corta de radio terrestre, e incluso la interrupción a corto plazo, lo que se denomina "perturbación ionosférica repentina". Estas reacciones ocurren casi simultáneamente con el brote de grandes llamaradas. El campo magnético baja a lo largo de la línea de fuerza magnética y choca con el gas cromosférico, haciendo brillar el talón de la línea de fuerza magnética en ambos lados de la línea neutral, convirtiéndose en una llamarada vista por las personas. La llamarada en sí es el resultado de la inestabilidad del campo magnético. Debido al magnetismo

El estado de no equilibrio del campo conduce a la erupción de la llamarada para lograr un nuevo equilibrio del campo magnético. El proceso de erupción de la llamarada es también un proceso de liberación masiva de energía. La explosión de llamarada más grande no solo se debe al movimiento térmico de los átomos de hidrógeno, la temperatura puede alcanzar decenas de millones de grados o incluso cientos de millones de grados, sino que también tiene fuertes protones de rayos X, ultravioleta y de alta energía. Estos intensos rayos de radiación aumentan la presión de los átomos de hidrógeno y hacen que los átomos de hidrógeno, iones y otras partículas se arrojen a una velocidad de más de 100 m/s, convirtiéndose en la radiación particulada del sol "El fenómeno de" tormenta magnética "muestra que toda la tierra es un gran campo magnético, Y la tierra está llena de líneas magnéticas de fuerza. Cuando aparece la llamarada, se emiten partículas de alta energía desde su vecindad. Cuando las partículas cargadas se mueven, producen un campo magnético. Cuando llegue a la tierra, perturbará el campo magnético original y provocará cambios geomagnéticos. Cuando se produce una tormenta magnética, la intensidad del campo magnético cambia mucho, lo que tendrá un gran impacto en las actividades humanas, especialmente en el trabajo relacionado con el geomagnetismo. Otro fenómeno que el sol afecta a la tierra es el fenómeno de la aurora: en los polos norte y sur de la tierra, las bandas de luz o arcos de color verde claro, rojo y rosa a menudo se pueden ver en el cielo por la noche o incluso durante el día,Que se llama aurora. Esto se debe a que cuando el flujo de partículas cargadas de alta energía de la actividad solar llega a la tierra, corre a la región polar bajo la acción del campo magnético, que excita o ioniza las moléculas o átomos atmosféricos superiores en la región polar para producir luz. El ultravioleta lejano solar y el viento solar afectarán la densidad atmosférica. El ciclo de variación de la densidad atmosférica es de 11 años, que obviamente está relacionado con la actividad solar. La actividad solar también puede afectar la temperatura atmosférica y la capa de ozono, y luego afectar el rendimiento de los cultivos y el equilibrio de los ecosistemas naturales. Debido a que las actividades solares tienen un impacto significativo en los seres humanos, especialmente en la industria aeroespacial, la comunicación por radio y la meteorología, es de gran valor estudiar las actividades solares, especialmente la ley de ocurrencia de las erupciones solares, y tratar de predecirlas.

 

recommended for you
sin datos

Xingshen Technology Co.... Ltd

Nuestra misión a los clientes:
Protección del medio ambiente, fabricación inteligente.
sin datos
Contáctenos

Si tiene alguna pregunta, póngase en contacto con nosotros.

Service@lumussolem.com

Persona de Contacto: Dora

Móvil: 86 138 7381 4717

Añádase: Dongcheng Building... Lanzhu East Road... Pingshan District... Shenzhen... Guangdong

Derechos de autor©2022 LumusSolem Todos los derechos reservados | Sitemap
chatear en línea
contact customer service
messenger
wechat
skype
whatsapp
cancelar