Szoláris berendezések - Napsugárzás

Napsugárzás - A Nap olyan energiaforrása, amelyet a Nap középpontjában vegbemenő termonukleáris reakciók hoznak létre. Ezt a folyamatot magfúziónak nevezzük,amely számunkra annyi energiát szolgáltat ingyen, hogy az 11 000-szer több, mint az emberiség energiaszükséglete. Ez azt jelenti, hogy alig fél óra alatt a Nap annyi energiát sugároz a Földre, amennyire egy év alatt van szüksége az emberiségnek. Minden m2-en több, mint   2 000 kWh energiát kap a Naptól  a Föld évente. A nap, vagyis a napsugárzás teljesítménye 3,8*1023 kW, ami többszörösen nagyobb mint az egész emberiség szükséglete. Ebből a naprendszerünk százmilliomodát, a Föld pedig kétmilliárdod részt kap. Az egész napsugárzás töredékéről van szó ugyan, mégis nagyon szükséges a földi élethez. Ez az energia a Föld atmoszférájának legfelső rétegébe esik be, ahol kiszürődnek az emberre káros sugárzás fajtáit (röntgen, ultraibolya), más sugarak viszont  beszürődnek a Föld felszínére. A napsugárzás fajtái - Azt a  napsugárzás, amely áthatol a légkörön és a tengerek felszínén visszaverődik ( az egész beeső napsugárzás 1/3-át teszi ki), elnyeli a szárazföld és a tenger, majd  hővé alakul át. A Föld felszínén három fajta napsugárzást ismerünk -a közvetlen napsugárzást, a szétszóródó (diffúziós) sugárzást   és a Föld felszínéről vagy más tárgyról visszaverődő napsugárzást.

A napsugárzsás energetikai spektruma  nagyon hasonló az ideális fekete test sugárzásához. Az atmoszférán kívül 200- 2500 nm tartományú a sugárzás spektruma, a légkörön való átjutásakor viszont  bizonyos hullámhosszú sugarak  elnyelődnek az atmoszféra összetevői miatt-oxigén, ózon, vízpára, szén-dioxid. A sugárzásintegrált értékét  (az összes spektrális összetevő energiájának összege) a légkör határán szoláris konstansnak nevezzük. Értéke  1 371 W/m2, ez az érték viszont alig változik a Napciklusok ideje alatt. Jelentősebb változása  11,5 évenként történik. Ideális körülmények között (nem borult időben)a  napsugárzásna kkörülbelül  75%-a jut el  a Földre mint napfény, a többi szétszóródik vagy elnyelődik.

Közvetlen és diffúziós sugárzás -legnagyobb része az energiának, amely a napkollektorokba jut, közvetlen vagy diffúziós sugárzásból származik. Ezek intenzitása az év folyamán  évszakoktól függően változik. Természetesen a legtöbb energiát a nyári hónapokban kapjuk, ekkor a legmagasabb az intenzitás. A maximális sugárzást nálunk júliusban mérték, a minimumot december és január között. Ha egy napot veszünk figyelembe, akkor a legnagyobb sugárzás délután esik a Földre, ekkor van a  Nap a legmagassabban az égbolton, ilyenkor a légrövidebb a napsugarak által megtett út a  legkörön keresztül, és ilyenkor  a legkisebb a  napsugarak szétszóródása a légkörben.