Comment mesurer l’irradiance solaire ?

Définition de l'irradiance solaire

L'irradiance solaire est définie comme l'énergie rayonnée par unité de temps et par unité de surface à la surface terrestre solide, après que le rayonnement solaire a atteint la surface terrestre solide par absorption, diffusion, réflexion et autres effets de l'atmosphère. Son unité est le watt/mètre carré (W/m²).

L'irradiance solaire peut être divisée en deux catégories : l'irradiance directe (Direct Irradiance) et l'irradiance diffuse (Diffuse Irradiance). L'irradiance directe est le rayonnement provenant directement du soleil, tandis que l'irradiance diffuse résulte de sa diffusion par les gaz et les particules présents dans l'atmosphère. L'irradiance solaire est un paramètre important pour la description quantitative et l'étude du rayonnement solaire. La météorologie, les sciences de l'environnement et d'autres disciplines jouent un rôle crucial dans l'utilisation de l'énergie solaire.

Deuxièmement, la mesure de l’irradiance solaire

La mesure de l'irradiance solaire nécessite généralement l'utilisation d'équipements de mesure professionnels, tels qu'un pyranomètre (également appelé radiomètre solaire ou radiamètre total) ou un spectroradiomètre. Ces appareils sont capables de mesurer avec précision l'énergie du rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre et de la convertir en données quantifiables.

1. Équipement de mesure

Pyranomètre : Il sert principalement à mesurer le rayonnement solaire total reçu sur un plan horizontal, direct et diffusé. Il est généralement constitué d'un élément thermosensible (par exemple, une thermopile) qui absorbe le rayonnement solaire et le convertit en signal électrique, mesurant ainsi l'intensité du rayonnement.

Spectroradiomètre : capable de mesurer la distribution du rayonnement solaire dans différentes gammes de longueurs d'onde, c'est-à-dire l'irradiation spectrale. Ceci est important pour l'étude des propriétés spectrales du rayonnement solaire et de ses effets sur le climat et l'écosystème terrestres.

2. Méthodes de mesure

Méthode de mesure directe : Le rayonnement solaire atteignant la surface terrestre est mesuré directement à l'aide d'un pyranomètre ou d'un spectroradiomètre. Cette méthode est simple et directe, mais il est nécessaire de s'assurer que l'équipement de mesure est correctement positionné et incliné pour éviter les erreurs de mesure.

Méthode de mesure indirecte : L'irradiance solaire est calculée en mesurant d'autres paramètres liés au rayonnement solaire (par exemple, la transparence atmosphérique, la nébulosité, etc.) et en utilisant des modèles mathématiques. Cette méthode nécessite davantage de données et de calculs, mais peut être estimée sans équipement de mesure directe.

3. Facteurs d'influence

La mesure de l'irradiance solaire dépend de plusieurs facteurs, notamment l'altitude, la qualité et la transparence de l'atmosphère, la latitude, la durée d'ensoleillement et l'altitude. Parmi ces facteurs, l'altitude est l'un des plus importants. Plus le soleil est élevé, plus la distance parcourue par la lumière à travers l'atmosphère est courte et moins l'énergie est atténuée, ce qui signifie que l'énergie solaire atteint la surface terrestre en quantité importante.

Résumé.

L'irradiance solaire est un paramètre clé pour mesurer l'énergie radiante du soleil. Sa mesure nécessite l'utilisation d'équipements et de moyens spécialisés. Elle permet de comprendre l'impact du rayonnement solaire sur le climat et l'écologie de la Terre et fournit une base scientifique pour l'utilisation de l'énergie solaire. La mesure de l'irradiance solaire est essentielle pour la production d'énergie solaire, l'éclairage naturel des bâtiments, l'agriculture et les prévisions météorologiques, l'optimisation des performances des systèmes solaires, l'évaluation des conditions d'éclairage naturel et la prévision météorologique.

L'irradiance solaire a une valeur d'application importante dans la recherche scientifique, les applications industrielles, l'évaluation énergétique, la protection de l'environnement, etc. Elle fournit des données de base pour l'optique, la science des matériaux, les sciences de la vie, etc. et joue un rôle clé dans le photovoltaïque, la surveillance environnementale, les tests de matériaux et d'autres industries.

  Fiche technique des capteurs de rayonnement solaire pyranomètres

Manuel d'instructions du capteur de rayonnement solaire NBL-W-HPRS (version 3.0).pdf